O que é 4K 3D?

Por Cicero Inacio da Silva (GT RNP)
A tecnologia 4K ainda está em fase de estudos e desenvolvimento. A ideia central do 4K tem como objeto a substituição da película em um futuro próximo pela base puramente digital. Para isso, muitos problemas ainda persistem e dizem respeito principalmente à qualidade, efeitos e a questões ligadas a estética da imagem gerada com tecnologias digitais de ultra-definição. O 4K em 3D (estereoscópico) é ainda uma hipótese remota comercialmente.
Existem alguns filmes sendo produzidos nessa tecnologia, mas que ainda tem pela frente um ou dois anos até o seu lançamento. Até lá espera-se que já existam alguns cinemas que comportem projetar imagens em 4K. Não se sabe ainda quanto tempo levará para acontecer comercialmente projeções 4K em 3D, pois o trabalho e o equipamento tem de ser duplicado. Algumas questões também surgiram quanto ao processo de finalização de filmes em 4K e dizem respeito ao suporte da tecnologia. Por exemplo, se eu finalizo um filme em 4K (utilizando o padrão digital de captura da imagem) e as exporto para uma película 35mm para projeção, pelos padrões adotados pela DCI você não está assistindo a um filme em 4K, isso porque 4K é a “identidade” do arquivo digitalizado, projetado diretamente de um “player” que rode 4K, tanto faz se no padrão JPEG 2000, TIFF, RAW ou H.264. Ou seja, 35mm é uma coisa, 4K é bem outra.
A questão comercial também vem sendo um dos tópicos centrais em relação ao 4K 3D. Como sabemos, a indústria do cinema está testando várias tecnologias e empresas como Sony e Dolby buscam achar a melhor forma de negociar com as tecnologias de projeção. Por isso vemos diversos padrões de imagens (arquivos JPEG, padrão H.264 etc.) sendo utilizados por diversos players, tais como Zaxel, Intopix, DoReMi, entre outros.
Em 2008, durante o Festival Internacional de Linguagem Eletrônica (FILE) que acontece na FIESP, realizamos a projeção de 12 filmes experimentais (a maior parte animações computacionais) com um servidor local, no caso um Zaxel. No ano de 2009, quando realizamos a primeira transmissão de um filme em 4K para Japão e Estados Unidos (veja mais aqui: http://dx.doi.org/10.1016/j.future.2010.11.023) utilizamos servidores Zaxel e diversos routers fornecidos pela NTT. O experimento foi o primeiro que realizou a prémière de um filme em três países ao mesmo tempo utilizando redes de alta performance (1 Gbps para cima).
Recentemente  surgiu um outro fato importante relacionado ao 4K: o youtube anunciou em julho de 2010 que a partir dessa data eles proveriam suporte para filmes 4K. Bem, isso é interessante pois vai popularizar o termo e fazer com que vídeos de ultradefinição possam ser veiculados pelas redes comuns, o que já é esperado. Além disso, é um fato importante para a indústria do cinema, principalmente no Brasil, que em muitos circuitos considerava o fato de você apertar um botão no Brasil e rodar um filme no Japão algo do campo da ficção científica, ou seja, impossível e não interessante do ponto de vista comercial. Parece bastante óbvio que essas crenças terão de ser revistas diante do avanço das redes.
Contudo existem alguns poréns que devem ser levados em consideração. Se você observar no site do youtube, eles oferecem primeiramente um upload de 2Gb com 10 minutos, e se você quiser fazer um upload de algo maior, eles pedem para você enviar via um app java e não especificam o tamanho, mas podemos supor que não devem ser muitos Gigas e que, se você quiser subir um volume um pouco maior do que dez minutos em 4K você vai precisar, com uma conexão de 30 Mb, no mínimo de uma semana. Ou seja, um filme de dez minutos em 4K (com 8 MILHÕES de Pixels/frame) a 120 fps sem compressão (com a quase totalidade de qualidade, que é o que diferencia mesmo o 4K de um 2K ou Full HD) gera em média um arquivo em torno de 2Tb. Se quisermos ir um pouco além, vamos supor um filme de 60 minutos, como o filme projetado e enviado em 2009 durante o FILE, o Enquanto a Noite não Chega de  Beto Souza e Renato Falcão, teremos algo em torno de 6Tb a 8Tb. Agora o que importa é saber: o youtube faz 4Kp (progressivo) ou 4ki (entrelaçado)? Convenhamos que se você ler a entrevista do engenheiro do youtube, Ramesh Sarukkai, essas perguntas não são respondidas e não nos informam quanto eles estão entregando como “4K” real, pois qualquer um sabe que para fazer um streaming de 8Tb em 60 minutos você ainda vai levar um bom tempo, não é? Ainda ficaram muitas outras questões em relação ao 4K no youtube que talvez eles esclareçam no futuro, pois até os vídeos de demonstração que eles subiram são muito comprimidos e a definição em um projetor 4K da Sony (o SXRD, por exemplo) não segura todos os detalhes.
O que o youtube provocou com essa “novidade” ao dar  “suporte” para filmes em 4K no meio que trata de vídeos de ultradefinição foi a necessidade de se explicar uma coisa importante e que muda um pouco o que se falava no senso comum: um vídeo  4K não é somente um vídeo no formato 4096 x 2304, mas sim um vídeo não comprimido nesse formato, com um número de frames por segundo específico, em um padrão de cores específico e de preferência não entrelaçado. É possível fazer um vídeo de 10 minutos em “4K” com 100Mb, já que a denomição 4K refere-se apenas a quantidade de linhas horizontais.
Agora, só isso é 4K? Enfim,o youtube sentiu que era hora e que o 4K realmente vai ser algo importante, portanto quis sair na frente e jogar algo para daqui cinco, seis anos, no mínimo. Outra questão importante é saber que 4K, em nossa opinião, só faz sentido em projeções grandes, em cinemas, pois não há como notar diferença alguma entre uma imagem em Full HD e uma em 4K em uma televisão de 60 polegadas. Já fizemos o teste e a televisão 4K não perde em nada para uma 2k. Agora, em uma tela de 18 x 8m de altura as coisas ficam muito diferentes. Os brilhos, a profundidade, os detalhes e a intensidade das cores no 4K ficam muito mais realçadas do que nas outras definições. E o 4K combinado com o 3D amplia, e muito, a experiência de imersão na imagem.
As discussões sobre padrões de 4k também foram motivo de muitos debates, por exemplo no Cinegrid de 2007 e 2008 foram quase que tópicos centrais. O que era 4k e o que não era. As câmeras Reds, através de seus representantes, eram atacadas ferozmente pelo pessoal da Sony, Nori Suzuki da Zaxel incluído, que mostravam fórmulas matemáticas de composição de cor que “provavam” que a Red não filmava 4:4:4 (quatro quadrantes) mas sim fazia uma “aplicação” matemática que não capturava a totalidade (veja vídeo abaixo de Nori Suzuki explicando a formatação). Isso pode ser visto nos vídeos do Cinegrid de 2008, na mesa coordenada por Naohisa Ohta e nos artigos da Future Generation Computer Systems publicados posteriormente a esses Cinegrid’s. Alguns artigos explicam e se retrucam, mas valem como discussão sobre a distribuição do 4K. Para continuarmos pensando, segue uma lista com artigos que definem em vários momentos o 4K, pois em todos eles  há uma descrição do que é o “formato 4k”, mesmo que em alguns deles existam apenas resumos:
Real time switching and streaming transmission of uncompressed 4K motion pictures  Original Research Article
Future Generation Computer SystemsVolume 25, Issue 2February 2009Pages 192-197
Daisuke Shirai, Tetsuo Kawano, Tatsuya Fujii, Kunitake Kaneko, Naohisa Ohta, Sadayasu Ono, Sachine Arai, Terukazu Ogoshi
International real-time streaming of 4K digital cinema  Original Research Article
Future Generation Computer SystemsVolume 22, Issue 8October 2006Pages 929-939
Takashi Shimizu, Daisuke Shirai, Hirokazu Takahashi, Takahiro Murooka, Kazuaki Obana, Yoshihide Tonomura, Takeru Inoue, Takahiro Yamaguchi, Tetsuro Fujii, Naohisa Ohta, Sadayasu Ono, Tomonori Aoyama, Laurin Herr, Natalie van Osdol, Xi Wang, Maxine D. Brown, Thomas A. DeFanti, Rollin Feld, Jacob Balser, Steve Morris, et al.

Beyond 4K: 8K 60p live video streaming to multiple sites  Original Research Article
Future Generation Computer SystemsIn Press, Corrected ProofAvailable online 20 January 2011
Masahiko Kitamura, Daisuke Shirai, Kunitake Kaneko, Takahiro Murooka, Tomoko Sawabe, Tatsuya Fujii, Atsushi Takahara

Multi-point 4K/2K layered video streaming for remote collaboration  Original Research Article
Future Generation Computer SystemsIn Press, Corrected ProofAvailable online 9 December 2010
Daisuke Shirai, Masahiko Kitamura, Tatsuya Fujii, Atsushi Takahara, Kunitake Kaneko, Naohisa Ohta

Achievable resolution from images of biological specimens acquired from a 4k × 4k CCD camera in a 300-kV electron cryomicroscope  Original Research Article
Journal of Structural BiologyVolume 163, Issue 1July 2008Pages 45-52
Dong-Hua Chen, Joanita Jakana, Xiangan Liu, Michael F. Schmid, Wah Chiu
Comentários: esse artigo, apesar de ser da biologia,  traz uma definição bastante precisa do que seria a resolução 4K em aplicações biológicas e lista as diferenças no campo da correção de cores que permite “visualizar” diferenças significantes na formação de determinadas espécies…

Real-time long-distance transfer of uncompressed 4K video for remote collaboration  Original Research Article
Future Generation Computer SystemsIn Press, Corrected ProofAvailable online 5 December 2010
Jiří Halák, Michal Krsek, Sven Ubik, Petr Žejdl, Felix Nevřela
Do pessoal da INTOPIX….
Vídeo de Nori Suzuki, presidente e fundador da Zaxel, no FILE de 2008 apresentando sua versão do que  é o 4k:

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