Japanners versturen 8k-uitzendingen met succes over 27 kilometer

Het is nog maar de vraag hoe lang die ontwikkeling nog door zal gaan, 8k heeft namelijk nog wel zin, hoger niet meer.

Voor Super Hi-Vision wordt een horizontale kijkhoek gespecificeerd van 100° (bron). Het gaat hierbij dan natuurlijk niet om hoe schuin je voor het scherm kan zitten (waar vaak ook de term kijkhoek voor wordt gebruikt), maar om de hoek tussen de linker rand van het actieve deel van het scherm, je ogen, en de rechter rand van het actieve deel van het scherm.

Met een 16:9 beeldverhouding is de kijkafstand dan:

1 / (2 x tan(100 / 2)) = 0,42 => 42% van de breedte

of

16 / 9 / (2 x tan(100 / 2)) = 0,75 => 75% van de hoogte

of

16 / √(16² + 9²) / (2 x tan(100 / 2)) = 0,37 => 37% van de beelddiagonaal


Om dat even in perspectief te zetten: veel mensen bekijken hun TV nu vanaf een afstand van zo'n 2,5 tot 3,5 meter. Om een horizontale beeldhoek van 100° te halen zou je dan een TV moeten hebben met een beelddiagonaal van 6,84 tot 9,57 m! Of de andere kant op, een 105" TV (266,7 cm) zou je vanaf net iets minder dan een meter afstand moeten bekijken. Een 42" TV zou je zelfs maar 39 cm af zitten!

Hopelijk heb ik hierboven duidelijk gemaakt dat een horizontale kijkhoek van 100° echt al absurd dichtbij is. Veel gebruikte kreet er voor is "immersive viewing experience" en zo moet dat inderdaad ook wel voelen, je zit er zo dicht op dat het net is alsof je er midden in zit. Laten we nu voor het gemak even aannemen dat je een 8k scherm inderdaad van zo dichtbij zou bekijken, dan ligt 8k ongeveer op de grens van wat het menselijk oog nog kan waarnemen:

Met normaal zicht (20/20 vision) heeft je oog een resolutie van 1 hoekminuut (1/60°).

Ik had net verteld dat de kijkafstand 1 / (2 x tan(100 / 2)) maal de breedte is. Als we die breedte nu even nemen als het aantal pixels, dan krijgen we:

7680 / (2 x tan(100 / 2)) = 3222 pixels

Nu we de kijkafstand in pixels hebben kunnen we de beeldhoek van 1 pixel berekenen, dat is dan namelijk heel simpel:

acrtan(1 / 3222) = 0,0178°

(eigenlijk zou het 2 x arctan(1 / 2 / 3222) zijn, maar het verschil tussen die twee is maar 4.7x10^-10, dus verwaarloosbaar)

Zoals je kan zien is het voor een pixel in het midden van het scherm dus nog net niet helemaal op de grens van ons kunnen, want de hoek is groter dan 1/60°.

Maar laten we nou niet één van de middelste vier pixels nemen, maar de n-de pixel vanaf het midden. De hoek tussen de buitenrand van de n-de pixel, je oog, en de binnenrand van de n-de pixel is dan:

arctan(n / (3840 / tan(50°))) - arctan((n-1) / (3840/ tan(50°)))

Vervolgens gaan we kijken wanneer die vergelijking groter is dan 1/60° voor n een natuurlijk getal (we hebben het immers over hele pixels)

arctan(n / (3840 / tan(50°))) - arctan((n-1) / (3840/ tan(50°))) > 1/60°

En dan krijgen we daar uit

1 ≤ n ≤ 833

Van de 7680x4320 pixels van 8k zijn dus alleen de middelste 1666x1666 pixels net niet helemaal retina, slechts 8.37% van het totaal. En dan neem je al aan dat de resolutie van je oog uitgezet tegen de hoek waarmee het licht je oog binnen komt constant is, wat absoluut niet het geval is (dingen die je in je ooghoeken ziet zijn lang niet zo scherp als dingen recht voor je). Eigenlijk is dus nog een veel groter deel van het scherm retina.

Zelfs voor de pixels in het midden is het verschil heel klein, namelijk:

1 / (tan(1/60) x 3222) = 1,067

Lineair gezien zijn de pixels in het midden dus ook maar 6,7% te groot.

Voor volledig retina heb je bij een kijkhoek van 100° het volgende aantal pixels over de breedte nodig:

2 x tan(100 / 2) / tan(1/60) = 8194 pixels

Mocht er van 8k net zoals bij 2k en 4k ook weer een ~17:9 bioscoopversie komen, dan zou die met 8192x4320 pixels op een haar na volledig retina zijn.


Een tijdje terug had ik ook al beetje lopen stoeien met het bovenstaande. Ik had toen alleen per ongeluk de bioscoopversie van 8k, dus 8192x4320 genomen, maar wel met dezelfde 16:9 verhouding, dus dat klopte niet helemaal. Maar had toen ook voor een aantal kijkhoekstandaarden bepaald vanaf welke resolutie het hele beeld retina is. Ik kwam er toen onder andere achter dat voor de kijkafstand die de Consumentenbond aanraadt (3x beelddiagonaal) 1024x576 al retina is. Voor de SMPTE standaard (30°) is full HD ook al ruim retina. Alleen voor THX (36-40°) had hoger dan full HD zin. Geeft ook wel weer aan hoe groot het verschil is tussen Super Hi-Vision en de bestaande standaarden.

Voor volledige resultaten daarvan zie deze post van mij in het [TFT] Dell UltraSharp Serie - Deel 19 topic.

EDIT: nog een kleine toevoeging die ik eerder al had gepost in een nieuwsbericht over de Dell UltraSharp UP2414Q die voor 8k ook zeer relevant is:


Overigens maakt het aan de rand van het scherm al lang niet meer uit wat de pixel pitch is als je er recht voor zit, alleen maar de resolutie van het scherm. Die oogresolutie van één hoekminuut geldt namelijk bij lange na niet naarmate het dichter bij de rand van je blikveld ligt. En zelfs al zou dat zo zijn, dan nog kom je niet hoger dan 3438 pixels horizontale resolutie.

De hoek tussen de laatste kolom pixels, je oog en de op één na laatste kolom pixels is namelijk gelijk aan:

arctan(a / x) - arctan ((a-1) / x)

Waarbij a de helft van de horizontale resolutie is in pixels en x de kijkafstand tot het midden van het scherm (in dit geval ook in pixels uitgedrukt) waarbij je recht voor het midden van het scherm zit met het scherm zowel in horizontale als verticale richting haaks op jouw kijkrichting.

En voor a > 1719 (met a een natuurlijk getal en x positief reëel getal) is de volgende vergelijking nooit waar:

arctan(a / x) - arctan ((a-1) / x) > 1/60°

Voor schermen met een horizontale resolutie hoger dan 3438 pixels pixels kan je dus zelfs niet de buitenste twee kolommen van elkaar onderscheiden als je je hoofd bij draait (uitgaande van 20/20 vision), je zal echt je hoofd zijwaarts moeten verplaatsen.

[Reactie gewijzigd door Kid Jansen op 22 januari 2014 14:30]