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    SMPTE - Sezione Italiana
           BOLLETTINO 66
               Aprile 2006


EDITORIALE
Proseguiamo il tema sulla frequenza d’immagine iniziato nello scorso bollettino, nell’ambito di una ricapitolazione degli standard che presiedono ai tre grandi momenti della catena audiovisiva, acquisizione, trasporto e restituzione.
A fianco delle norme video a 50 e 60Hz esiste anche la norma cinematografica a 24-25Hz, di cui è necessario tener conto quando i film su pellicola vengono trasdotti in segnale video (grazie ad apparati denominati telecinema) per la loro messa in onda sulle reti televisive o per la loro traduzione su supporti pre-registrati (cassette VHS o DVD).
E’ noto che il cinema ha adottato a livello internazionale, ormai da parecchi decenni,la sequenza di 24 fotogrammi al secondo (in italiano fg/s o in inglese fps = frames per second), che ha sostituito già dagli anni ’30 le preesistenti frequenze di 14 fg/s (Lumière) e di 19 fg/s (Pathè), abbandonate quando l’uso nei proiettori cinematografici di fonti di luce di maggiore potenza ne ha rivelato lo sfarfallìo d’immagine (flicker). La frequenza limite di sfarfallìo è infatti principalmente connessa alla luminosità dell’immagine riprodotta, risultando cioè funzione di tale luminosità (vedi Fig.1). I continui progressi delle fonti luminose hanno poi reso impossibile, a causa del detto flicker, anche la proiezione diretta di film a 24 fg/s che vengono pertanto proiettati nelle sale cinematografiche con 48 immagini al secondo, facendo marciare la pellicola sempre a 24 fg/s ma illuminando ogni suo fotogramma due volte.
L’uso della sequenza di 25 fotogrammi al secondo è stato invece consigliato per la produzione di telefilm destinati al mercato televisivo della "50Hz region". In tale regione infatti, per la messa in onda di film a 24 fg/sec, la pellicola viene letta dal trasduttore (telecinema) alla velocità di 25 fg/sec, traducendosi così direttamente ogni fotogramma cinematografico nel corrispondente quadro televisivo (esplorato, nei sistemi interallacciati secondo i due consueti semiquadri). Tale lettura della pellicola a 25 fg/sec comporta però una sua accelerazione del 4%, peraltro non molto evidente e quindi non fastidiosa per lo spettatore. L’impiego di film girati a 25 fg/sec è dunque volto ad evitare tale inconveniente (vedi Fig.2).
Per la "60Hz region" il problema è invece più complesso poiché un’accelerazione nel telecinema da 24 a 30 fg/sec sarebbe troppo evidente e fastidiosa nella percezione della sequenza delle immagini. Per tale regione è stato quindi adottato per il telecinema un programma di lettura denominato "3:2 pull down" che consente di trasformare 4 fotogrammi film in 5 quadri video mantenendo inalterata la durata del film e quindi la sua velocità media di scorrimento (vedi Fig.3).
Il Cinema Digitale, attualmente in fase di sviluppo, richiede un discorso a parte a causa dei vari rapporti d’immagine che hanno caratterizzato la lunga storia del cinema su pellicola ed oggi ristretti essenzialmente a due: il widescreen americano con rapporto 1,85 e l’ultra-widescreen con rapporto 2,39. Le specifiche messe recentemente a punto dal DCI (Digital Cinema Initiatives, organo tecnico delle major cinematografiche americane) ed in corso di normazione da parte del comitato DC28 della SMPTE, prevedono un "contenitore" comune per i vari formati denominato DCDM (Digital Cinema Distribution Master) caratterizzato da un rapporto d’immagine 1,896 e da due livelli di risoluzione: i cosiddetti 2K (2048x1080pixel) e 4K (4096x2160pixel), entrambi con pixel quadrati (pixel aspect ratio 1:1) e con sequenza di 24 fg/sec. In tale contenitore possono essere iscritti i due correnti formati film a 35mm, con rapporti d’immagine 1,85 (il widescreen americano) e 2,39 (l’ultra-widescreen) ai due livelli 2K e 4K, tutti con pixel quadrati. Ne sono quindi risultate le norme:
  • livello 2K: 1998x1080 (1,85) e 2048x858 (2,39)
  • livello 4K: 3996x2160 (1,85) e 4096x1714 (2,39)


ATTIVITA’ DELLA SMPTE ITALIAN SECTION

SMPTE MOTION IMAGING JOURNAL

Nel numero di gennaio 2006 del Journal è uscito un interessante articolo sugli sviluppi dello standard HDTV 1080p. L’articolo, dal titolo "Technical Trends toward 1080p",è stato scritto da un gruppo di ricercatori della NHK (l’ente televisivo pubblico giapponese): M Sugawara, K.Militani, M.Kanazawa, F.Okano e Y.Nishida.
L’articolo esamina i progressi che le tecnologie dell’alta definizione stanno conseguendo in un momento storico di grande importanza per la HDTV, quando essa, già sviluppatasi in Giappone e negli Stati Uniti, è in fase di lancio in Europa, ove si stanno esaminando attentamente le possibili linee di avanzamento. Partendo dall’indice di gradimento dell’utenza nelle condizioni di visione di schermi a grandi dimensioni, l’articolo studia le tendenze di sviluppo verso un sistema progressivo a 1080 righe per le due aree a 50 e 60Hz, tenendo in conto le possibilità offerte dall’industria del settore nel campo degli apparati di acquisizione, delle tecnologie di codifica e di altissima risoluzione, degli schermi piatti e dei ricevitori televisivi HDTV. Sono tutte tecnologie che si pongono come traguardo la possibilità di presentare all’utenza immagini di elevata qualità e quindi capaci di offrire una forte sensazione di realtà.
Gli autori sottolineano come primo punto rilevante in favore del formato a 1080 righe il fatto che la raccomandazione BT.709 della ITU-R (International Telecommunication Union - Radio) specifichi come "common image format" CIF per la produzione e lo scambio di programmi video in HDTV proprio la mappa d’immagine definita da 1920x1080 pixel. La stessa ITU-R raccomanda anche il formato 720p (1280x720 pixel), ma solo come un sistema a risoluzione intermedia fra SDTV e HDTV. A supporto di quanto detto essi citano il fatto che il formato a 1080 righe è impiegato dalla totalità dei broadcaster giapponesi e dalla grande maggioranza di quelli statunitensi.
Sono state a tale riguardo effettuate delle prove di visione presentando agli spettatori immagini di vario tipo, con diverse dimensioni, a differenti livelli di definizione e viste sotto angoli differenti e valutando il loro indice di gradimento (Fig.4). Da tali prove è risultato che le immagini HDTV nel formato 1080p appaiono significativamente migliori di quelle SDTV (la televisione digitale a definizione standard, quale quella dello standard europeo 576i), mentre quelle nel formato 720p denunciano solo leggeri miglioramenti (Fig.5).
Nel settore degli schermi di grandi dimensioni è stato rilevato che si sta progressivamente allargando la richiesta di schermi a 1080 righe attive per le prossime generazioni di camcorder HD, lettori DVD e game-machine. Inoltre l’adozione di sistemi avanzati di de-interallacciamento sarà in grado di ridurre significativamente la presenza degli artefatti tipici dei video interallacciati.
Si rileva anche, da parte dei vari attori della catena televisiva, dai creativi ai diffusori ai costruttori fino agli utenti, l’esigenza di disporre di un comune standard in alta definizione caratterizzato da una qualità d’immagine chiaramente migliore di quella fornita dagli attuali sistemi SDTV, innescando quindi un processo industriale che porterebbe ad una ampia diffusione di immagini a 1080 righe sui vari sistemi operativi accompagnata da una rilevante riduzione del costo dei relativi schermi.
LA SMPTE al NAB 2006
Digital Cinema Summitt at NAB 2006, 22-23 aprile
La SMPTE ed l’ Entertainment Technology Center (ETC) operante presso la USC (University of South California) uniscono nuovamente i loro sforzi per organizzare, nell’ambito del prossimo NAB 2006, che si terrà a LasVegas dal 22 al 27 aprile, un importante Summit sul cinema digitale.
Il summit si terrà in due giornate successive: sabato 22 aprile e domenica 23 aprile. La giornata del 22 è organizzato dalla SMPTE e sarà focalizzata sulla distribuzione e proiezione del cinema digitale, presentando i più recenti schermi di grandi dimensioni operanti a livello 4K (4mila pixel per riga) ed anche in versione tridimensionale 3-D. La giornata del 23 aprile, organizzata dal ETC, si concentrerà invece sulla produzione e post-produzione audio-visiva, includendo presentazioni in 3-D, sviluppi nel digital intermediate e nella produzione del master digitale. Verranno anche presentati dei case-studies sulle esperienze acquisite nel settore del cinema digitale.


SMPTE – Bollettino della Sezione Italia

c/o Franco Visintin

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Fig. 1, frequenza limite di sfarfallio (flicker)
Fig. 2, circuito di conversione film-video
Fig.3, lettura dei fotogrammi film nei sistemi a 60Hz
Fig.4, valutazioni di qualita' nella visione su grandi schermi
Fig.5, relazioni fra dimensione dello schermo, distanza di visione e formato d'immagine