เวลาที่เทคโนโลยี 4K/UHD จะกลายเป็นมาตรฐานที่มีการใช้งานกันอย่างแพร่หลายในบ้านพักอาศัยกำลังงวดเข้ามาทุกที ดังจะเห็นได้จากผู้ผลิตทีวีทยอยวางตลาด 4K/UHD TV และ Projector หลากหลายรุ่นใหม่พร้อมกับราคาเริ่มต้นที่ซื้อหาได้ง่ายขึ้นแล้ว ในส่วนของผู้ผลิตคอนเทนต์เองก็ตอบรับด้วยการเร่งพัฒนาแหล่งโปรแกรมให้เอื้อกับการรับชมบนมาตรฐาน 4K/UHD เช่นกัน แต่การขับเคลื่อนจะดำเนินไปได้อย่างต่อเนื่องและมั่นคง “มาตรฐาน” (Standard) ถือเป็นสิ่งสำคัญ

เหตุนี้จึงต้องมีการกำหนดมาตรฐานให้มีความชัดเจน โดยเฉพาะในแง่ที่ผู้บริโภคจะได้รับประโยชน์จากเทคโนโลยี 4K/UHD… ในบทความนี้มาเรียนรู้กันว่า มาตรฐานสำคัญที่ถูกกำหนดขึ้นมาเพื่อส่งเสริมเทคโนโลยี 4K/UHD มีอะไรบ้าง?

I. Rec.2020: Higher Resolution, Wider Color Gamut

เป้าหมายการพัฒนา Ultra HD มิได้มีเพียงรายละเอียดที่สูงขึ้นเพียงอย่างเดียว ไม่ว่ายุคใดสมัยใดเป้าหมายสำคัญของจอภาพที่ต้องไปให้ถึง คือ การถ่ายทอดเฉดสีให้ได้ครบถ้วนเพื่อความสมจริงดังเช่นที่ศักยภาพของตามนุษย์จะมองเห็นแยกแยะได้ แต่เป้าหมายนี้ถือว่ายากพอตัว เพราะในความเป็นจริงเทคโนโลยีจอภาพยังมีข้อจำกัดอยู่

หากอ้างอิงมาตรฐาน HDTV ในท้องตลาดเวลานี้ (มาตรฐาน Rec.709 Color Space) จะพบว่าสามารถถ่ายทอดสเป็กตรัมสีครอบคลุมที่ตามนุษย์มองเห็นได้เพียงแค่ 1 ใน 3 เท่านั้น  ซึ่งยังห่างไกลกับคำว่า “สีสันสมจริงตามอุดมคติ” อยู่มาก

เมื่อมาถึงยุคของ 4K/UHD ทาง ITU (International Telecomunication Union) ได้กำหนดพัฒนามาตรฐาน Rec.2020 (หรือ BT.2020) ขึ้น ครอบคลุมทั้งมาตรฐานอุปกรณ์ 4K ในปัจจุบัน และ 8K ในอนาคต โดยหลักใหญ่สำคัญนอกจากความละเอียดพิกเซลที่ 3840 x 2160 (4K) และ 7680 x 4320 (8K) กับการรองรับอัตราเฟรมเรตสูงสุดที่ 120p แล้ว อีกหนึ่งประเด็นสำคัญ คือ ความสามารถในการแสดงขอบเขตสีที่กว้างขวางกว่ามาตรฐานจอภาพใดๆ ในอดีต โดยจะถ่ายทอดสเป็กตรัมได้มากกว่ามาตรฐาน Rec.709 เกือบเท่าตัว หรือครอบคลุมครึ่งหนึ่งของเฉดสีทั้งหมดที่ตามนุษย์สามารถแยกแยะมองเห็นได้

สถานการณ์ปัจจุบัน: แม้ว่าจากจำนวนทีวีและโปรเจ็กเตอร์ที่ทีมงาน LCDTVTHAILAND ได้ทดสอบในรอบปี 2014 ที่ผ่านมา ไปจนถึงข่าวคราวข้อมูลจากหลายแหล่งที่ได้รับทราบจนถึงต้นปีจะสรุปได้ว่า ยังไม่มีจอภาพใดที่สามารถถ่ายทอดขอบเขตสีได้กว้างขวางถึงมาตรฐาน Rec.2020 (โดยมาตรฐานเรนจ์สีกว้างที่สุดของ 4K/UHD TV ในปี 2014 จะอยู่ที่ราว Adobe RGB และ DCI P3) แต่การที่ ITU ตั้งธงไว้แบบนี้ ย่อมเป็นการบอกนัยๆ ว่า อนาคตเราจะได้เห็นเฉดสีใหม่ๆ ที่ไม่เคยได้เห็นบนจอทีวีเจนฯ ใหม่แน่นอน… ไม่แน่ว่าอาจจะเป็นโมเดลของปี 2015 นี้ก็เป็นได้

II. High Dynamic Range

สำหรับผู้ที่ชื่นชอบการถ่ายภาพนิ่งคงจะคุ้นเคยกับเทคนิคพิเศษที่ใช้เก็บรายละเอียดภาพที่มีความเปรียบต่างของระดับแสงเงามาก หรือที่เรียกว่า High Dynamic Range (HDR) ซึ่งขั้นตอนจะมีความซับซ้อนอยู่บ้างแต่ภาพที่ได้ก็คุ้มค่าเหนื่อยทีเดียว

ภาพประกอบจาก www.bellissimaphoto.co.uk

ที่ผ่านมาศักยภาพของกล้องถ่ายภาพทั่วไป ยังมีข้อจำกัดในการเก็บรายละเอียดภาพที่มีความเปรียบต่างของแสงมาก จากภาพตัวอย่างด้านบนจะเห็นว่า หากทำการวัดแสงเพื่อให้ได้ภาพที่เห็นรายละเอียดลวดลายหน้าต่างกระจกสีซึ่งเป็นส่วนที่สว่างที่สุดในภาพได้อย่างชัดเจน บริเวณพื้นที่อื่นๆ ที่สว่างน้อยกว่ากลับดูมืดทึมเกินไป ครั้นจะวัดแสงเพื่อเก็บรายละเอียดภายในอาคารให้สว่างเห็นชัดเจนทุกมุมก็กลายเป็นว่าบริเวณกระจกสีจะสว่างจ้าเกินจนกลบสีสันลวดลายลง

ภาพประกอบจาก www.bellissimaphoto.co.uk

การเก็บข้อมูลภาพแบบ HDR (สำหรับกล้อง DSLR ทั่วไป) จึงไม่สามารถดำเนินการแบบถ่ายครั้งเดียวได้ แต่ต้องมีทริกโดยนำภาพที่ได้จากการอ้างอิงวัดแสงหลายระดับนำมาประมวลผลรวมเข้าด้วยกันเพื่อให้สามารถเก็บรายละเอีดยดทั้งในส่วนที่มืดที่สุดและสว่างที่สุดได้อย่างครบถ้วนนั่นเอง

แต่สำหรับมาตรฐานกระบวนการผลิตคอนเทนต์ขั้นสูงทั้งภาพนิ่งและภาพวิดีโอในยุคถัดไป ตั้งแต่กระบวนการ Pre ไปจนถึง Post-production จะสามารถเก็บรายละเอียดภาพในสภาพแวดล้อมที่มีความเปรียบต่างของแสงได้กว้างกว่าเคย ลักษณะภาพแบบ HDR ก็จะมีให้รับชมกันมากขึ้น แน่นอนว่าการจะแสดงผลภาพที่บันทึกแบบ HDR นี้ให้ถูกต้องและครบถ้วน ต้องอาศัยจอภาพที่มาพร้อมคุณสมบัติ HDR เช่นเดียวกัน แต่มิต้องกังวลว่าจะหาจอภาพที่มาพร้อมคุณสมบัตินี้ได้ยากเพราะมันคือหนึ่งในมาตรฐานที่จะพบได้ใน 4K/UHD Display นั่นเอง

เปรียบเทียบภาพจาก HDR Display (ซ้าย) กับจอภาพปกติ (ขวา)
ภาพประกอบจาก www.cnet.com

สถานการณ์ปัจจุบัน: ทราบว่ามี 4K/UHD TV ที่รองรับ HDR ออกวางขายในบ้านเราแล้ว ส่วนคอนเทนต์ 4K HDR นั้น ข้อมูลอย่างเป็นทางการแจ้งว่า จะมาพร้อมกับ 4K/UHD Blu-ray ที่หลายท่านรอคอยและกำลังจะออกมาให้ได้ยลกันช่วงปลายปีนี้ (2015)

III. HEVC: High Efficiency Video Coding

ด้วยรายละเอียด (Resolution) ที่สูงกว่า Full HD ถึง 4 เท่า (สำหรับ 4K และ 16 เท่าสำหรับ 8K) ปริมาณของข้อมูลคอนเทนต์ย่อมต้องมากกว่าเป็นธรรมดา แต่ปัญหาคือ จะทำอย่างไรให้สามารถจัดเก็บข้อมูลปริมาณมากนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ? แนวคิด คือ หากพยายามทำให้ไฟล์มีขนาดกะทัดรัดลงได้ (โดยที่คุณภาพไม่ลด หรือลดทอนลงไม่มาก) ย่อมจะลดเวลาถ่ายโอนข้อมูลและค่าใช้จ่ายในส่วนของเนื้อที่จัดเก็บลง อันจะเป็นประโยชน์ที่ส่งไปถึงผู้บริโภคโดยตรง และในจุดนี้กระบวนการบีบอัดข้อมูลที่มีประสิทธิภาพนับเป็นสิ่งสำคัญ

การบีบอัดข้อมูลแบบดิจิทัลมีมานานแล้ว ไม่ใกล้ไม่ไกลก็สมัย DVD กับมาตรฐาน MPEG 2 ต่อเนื่องมาเป็น H.264 ในยุค Full HD Blu-ray ทั้งนี้โดยพื้นฐาน HEVC ก็คือ H.265 ที่ได้รับการพัฒนาต่อเนื่องมาจาก H.264 สิ่งที่เหนือกว่าคือประสิทธิภาพ สามารถลดบิตเรตลงได้ราว 40 – 50% เมื่อเทียบกับ H.264

สถานการณ์ปัจจุบัน: อย่างไรก็ดีกระบวนการถอดรหัส HEVC จำเป็นต้องอาศัยพลังในการประมวลผลที่สูงขึ้นกว่าก่อนเช่นกัน ทว่าไม่ต้องเป็นห่วงเนื่องจากความสามารถของชิพประมวลผลในปัจจุบัน (ซึ่งรวมถึงที่ติดตั้งมากับ UHD Smart TV) ไปไกลกว่าที่เราคิดไว้แล้วครับ

IV. HDCP 2.2

เมื่อขั้นตอนผลิตคอนเทนต์คุณภาพสูงมีความซับซ้อนประณีตมากขึ้น ก็ไม่แปลกที่ผู้ผลิตอยากจะปกป้องถือสิทธิ์ผลงานของตนมิให้ถูกละเมิดโดยง่าย

HDCP ย่อมาจากHigh-bandwidth Digital Content Protection หรือเทคโนโลยีเข้ารหัสดิจิทัลเพื่อป้องกันการคัดลอกข้อมูลภาพและเสียงรายละเอียดสูงผ่านทางการเชื่อมต่อสายสัญญาณ เดิมทีเทคโนโลยีนี้อยู่ใกล้ตัวเราๆ ท่านๆ มาช้านาน ตั้งแต่เมื่อแรกมาตรฐาน HDMI (รวมถึงกับมาตรฐาน DisplayPort, DVI, HDBASE-T, MHL ฯลฯ) ถูกกำหนดขึ้น ปัจจุบันเมื่อถึงยุค Ultra HD ผู้ผลิตก็ต้องปรับเปลี่ยนข้อกำหนดของ HDCP ให้เท่าทัน โดยเวอร์ชั่น 2.2 จะเพิ่มเติมควบรวมไปถึงอุปกรณ์ที่ใช้รับชมคอนเทนต์ Ultra HD (หรือต่ำกว่า) ผ่านรูปแบบการสตรีมมิ่งทางอินเทอร์เน็ตด้วย

สถานการณ์ปัจจุบัน: 4K/UHD TV ส่วนใหญ่ มักจะติดตั้ง HDMI 2.0 ซึ่งพร้อมรองรับ HDCP 2.2 แล้ว เหลือเพียงแต่อุปกรณ์รอบข้างอื่นๆ อาทิ บลูเรย์เพลเยอร์ เซ็ตท็อปบ๊อกซ์ เอวีรีซีฟเวอร์ ฯลฯ ที่กำลังทยอยรองรับมาตรฐานนี้ หากเมื่อใดที่มาตรฐาน HDCP 2.2 พร้อมบังคับใช้ อุปกรณ์ทั้งหมดตั้งแต่ต้นทางยันปลายทางจะต้องรองรับ HDCP 2.2 ทั้งสิ้น จึงจะรับชมได้อย่างปกติ

V. HDMI 2.0 vs DisplayPort 1.3

เป็นที่แน่นอนว่ามาตรฐานการเชื่อมต่อสัญญาณผ่านสายเคเบิลสำหรับมาตรฐาน 4K/UHD ในช่วงเวลาปัจจุบันจนถึงอนาคตอันใกล้ คือ HDMI 2.0 ซึ่งเหนือกว่ามาตรฐานก่อนหน้า (HDMI 1.4) จากอัตราแบนด์วิดธ์ที่สูงกว่าจึงรองรับสัญญาณ 4K @60Hz ได้สบายๆ (ในขณะที่ HDMI 1.4 รองรับสัญญาณ 4K สูงสุดได้ที่ 30Hz เท่านั้น) และยังรวมถึงฟีเจอร์สำคัญอย่าง Rec.2020, HDR พร้อมกับระบบเสียงดิจิทัลเซอร์ราวด์ซาวด์ยุคใหม่ Dolby Atmos หรือ DTS:X

นอกเหนือจาก HDMI 2.0 ยังมีอีกหนึ่งทางเลือกให้ใช้งานควบคู่กัน คือ DisplayPort 1.3 หากดูสเป็กพื้นฐานเปรียบเทียบแล้วจะพบว่ามีภาษีดีกว่า HDMI 2.0 ด้วยซ้ำ โดยเฉพาะในเชิงแบนด์วิดธ์ที่สูงพอจะรองรับมาตรฐานอนาคตอย่าง 8K @60Hz เลยทีเดียว (ดูตารางข้อมูลประกอบ)

ข้อมูลจาก www.planar.com

อย่างไรก็ดีจุดอ่อนสำคัญของ DisplayPort 1.3 ประการแรก คือ ความยาวที่จำกัด กล่าวคือการที่สายจะคงรูปสัญญาณให้ได้คุณสมบัติรองรับ 4K/8K ดังว่า จะมีความยาวได้ไม่เกิน 3 เมตรเท่านั้น ดังนั้นลืมไปได้เลยหากจะเอา DisplayPort มาใช้งานกับโปรเจ็กเตอร์ ประการที่ 2 คือ ยังไม่แพร่หลายนัก โดย DisplayPort มักจะติดตั้งมากับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์เป็นหลักเท่านั้น สำหรับอุปกรณ์โฮมเธียเตอร์มีจำนวนน้อยมากๆ

สถานการณ์ปัจจุบัน: มาตรฐานสายสัญญาณสำหรับ 4K Home Theater เวลานี้ต้องยกให้ HDMI 2.0 แต่อนาคตสำหรับมาตรฐานการเชื่อมต่อยุคถัดไป (8K) ยังไม่แน่ชัด ยังมีเวลาพัฒนาปรับเปลี่ยนได้อีกต้องคอยดูกันต่อไป

VI. superMHL: The Next Evolution of Mobile High Definition Link

ระหว่างที่ HDMI 2.0 และ DisplayPort 1.3 กำลังขับเคี่ยวเพื่อเป็นมาตรฐานการเชื่อมต่อหลักสำหรับยุค Ultra HD ก็มีอีกหนึ่งมาตรฐานที่เกิดขึ้นแบบเงียบๆ แต่ดูสเป็กแล้วเงียบไม่ได้เลย คือ “superMHL”

ดังที่หลายท่านทราบว่า MHL หรือ Mobile High Definition Link มีต้นกำเนิดมาพร้อมกับอุปกรณ์พกพาจำพวกสมาร์ทโฟน-แท็บเล็ต ซึ่งเริ่มแรก MHL อาจจำกัดฟีเจอร์ไปตามขนาดของอุปกรณ์ แต่เมื่อพัฒนามาเป็น“superMHL” ดูเหมือนจะก้าวกระโดดจนสามารถข่มมาตรฐานที่ใช้งานกับอุปกรณ์ขนาดใหญ่กว่าอย่างโฮมเธียเตอร์ ทั้ง HDMI 2.0 และ DisplayPort 1.3 ได้เลยล่ะ…

ภาพประกอบจาก MHL LLC

จุดเด่นของคอนเน็คเตอร์เล็กๆ แต่สเป็กไม่เล็กนี้ อาทิ แบนด์วิดธ์ที่รองรับได้ถึง 8K @120Hz เลยทีเดียว เรื่องรองรับ Rec.2020 หรือระบบเสียงรอบทิศทางยุคใหม่อย่าง Dolby Atmos – DTS:X ย่อมจะทำได้สบายๆ แต่เหนือสิ่งอื่นใด คือ รองรับการประจุไฟให้กับอุปกรณ์ฯ ไปพร้อมๆ กันที่โหลดสูงถึง 40 วัตต์ (ที่ผ่านมา MHL 1 ยังรองรับแค่ 2.5 วัตต์อยู่เลย) แบบนี้คงมิได้จำกัดใช้งานประจุไฟกับสมาร์ทโฟน-แท็บเล็ตเล็กๆ แล้วกระมัง แต่จะจ่ายไฟต่อเนื่องให้กับเพลเยอร์ คอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ก หรือพีซีขนาดย่อมๆ ยังได้เลยถ้าจะทำ

สถานการณ์ปัจจุบัน: ยังไม่แน่ชัดว่าอุปกรณ์ที่ติดตั้ง superMHL จะวางตลาดเมื่อใด แต่ด้วยความสามารถจัดเต็มขนาดนี้ ไม่กั๊กนู่นกั๊กนี่แบบ HDMI เผลอๆ superMHL อาจจะกลายเป็นมาตรฐานเชื่อมต่อสำหรับ Ultra HD (8K) ในอนาคตแทนก็เป็นได้ ระหว่างนี้มารอดูกันว่า MHL Consortium หรือ HDMI Organization ใครจะมีกำลังภายในสูงกว่ากัน…

VII. 4K Streaming in Thailand

เป็นปกติที่ประเทศไทยที่มิใช่ผู้คิดด้นนวัตกรรมจะต้องใช้เวลาปรับตัวทีหลังประเทศต้นทาง ซึ่งในขณะที่ประเทศไทยอยู่ในระหว่างปรับเปลี่ยนมาตรฐานทีวีจากอะนาล็อกเป็นดิจิทัล ซึ่งยังไม่สมบูรณ์ การจะให้ปรับเปลี่ยนสู่ยุค 4K เต็มตัวจึงดูจะริบหรี่ยิ่งนัก

ทว่าช่วงต้นปีนี้ (2015) นับเป็นนิมิตหมายดีที่หน่วยงานภาครัฐและเอกชนของเราและประเทศญี่ปุ่นได้ร่วมมือกันจัดทดลองออกอากาศ 4K Live Streaming โดยนำภาพสดๆ จาก Sapporo Snow Festival ประเทศญี่ปุ่นมาฉายเป็นตัวอย่างให้รับชมกันที่ประเทศไทย (อ่านรายละเอียด >>คลิก<<) เหตุการณ์นี้พอจะเป็นบทพิสูจน์ได้ว่าประเทศไทยเองก็มีศักยภาพพร้อมก้าวทันเทคโนโลยีใหม่นี้พอตัวเลยทีเดียว ถึงแม้งานนี้จะยังไม่มีความชัดเจนว่า ผู้บริโภคชาวไทยจะได้รับชม 4K แบบนี้กันจริงๆ เมื่อไหร่?

สถานการณ์ปัจจุบัน: ความคืบหน้าล่าสุดจากภาคเอกชนที่เห็นจะเป็นชิ้นเป็นอันหน่อย สดร้อนๆ ก่อนเขียนต้นฉบับ ผมมีโอกาสได้พูดคุยกับคุณกษิดิศ กลศาสตร์เสนี ผู้บริหาร >>Primetime<< หนึ่งในผู้ให้บริการภาพยนตร์และซีรี่ส์ทั้งไทยเทศอย่างเป็นทางการในประเทศไทยแบบออนไลน์ (บริการคล้ายกับ Netflix ของ US นั่นเอง) โดยได้รับทราบข้อมูลมาว่า คนไทยจะมีโอกาสได้รับชมคอนเทนต์ 4K ในแบบสตรีมมิ่งจริงๆ กันแล้ว อีกไม่นานเกินรอ…

ต้องขอบคุณเทคโนโลยี Adaptive Bitrate Streaming จึงสามารถปรับขนาดการส่งข้อมูลให้สามารถใช้กับมาตรฐานแบนด์วิดธ์อินเทอร์เน็ตบ้านเรา (ที่ยังไม่เร็วนัก) ได้ ถือเป็นข่าวดีปิดท้ายสำหรับผู้ใช้งาน 4K/UHD TV ที่จะได้รับชมคอนเทนต์ 4K ให้สมกับศักยภาพของทีวีกันเสียที แม้ช่วงแรกจะโดนบีบอัดบ้างก็ถือว่าอุดช่องว่างก่อน 4K/UHD Blu-ray จะแพร่หลาย

…หากมีข่าวคราวคืบหน้าจะมาอัพเดทให้ทราบกันอีกในโอกาสถัดไปครับ…

05/2015

by ชานม