La qualità delle immagini Tv in quattro sigle da conoscere

La risoluzione e la qualità delle immagini Tv trasmesse su DTT, SAT e in streaming sono legate a quattro sigle: SD (Standard Definition), HD (High Definition), FHD (Full HD) e UHD (Ultra HD 4K/8K). Scopriamo cosa significano in termini reali, quali vantaggi e svantaggicomportano e su quali piattaforme si trovano.

La definizione e la qualità delle immagini televisive, dal debutto degli schermi a tubo catodico (CRT) e dei canali televisivi terrestri in bianco e nero ad oggi, ha subito un’evoluzione a due velocità. Dal primo Tv a tubo della tedesca Telefunken e dai primi test di trasmissione della Rai di Torino, entrambi datati 1934, sono trascorsi ben 87 anni. Tuttavia, solo a partire dagli anni 80 in Giappone e 90 in Europa, ai vecchi standard Pal e NTSC a bassa definizione si sono affiancati quelli più moderni e raffinati come l’Hi-Vision giapponese e l’HD-Mac europeo. Sono stati entrambi i pionieri dell’alta definizione sugli schermi televisivi, ancora a tubo catodico visto che i primi TV al Plasma ed a cristalli liquidi (LCD) non saranno disponibili prima della fine di quel decennio.

Nell’arco di 50 anni, le immagini Tv sono passate dal bianco e nero al colore, sono migliorate molto in precisione ma poco in termini di definizione (circa 500-600 linee orizzontali). Solo con l’avvento dell’HDTV il balzo in avanti è stato netto ed ha portato, in meno di 30 anni, ad una rapida affermazione di nuovi standard tecnologici come il Full HD, l’Ultra HD 4K, l’8K, il 3D e l’HDR che hanno permesso di avvicinare (e superare) in termini di qualità e dettaglio le proiezioni delle sale cinematografiche.

Standard Definition: pochi dettagli e molti canali nello stesso mux

I canali televisivi presenti sul digitale terrestre, via satellite e in streaming (IPTV, Video On Demand, YouTube, ecc.) adottano formati video differenti a seconda delle necessità (di banda, mux, transponder) e del tipo di servizio (gratuito, a pagamento, premium, ecc.).

Si parte dall’SD, acronimo di Standard Definition, con le 576 linee orizzontali adattate allo standard europeo Pal (che in analogico ne aveva originariamente 625) e le 480 dell’americano e giapponese NTSC. Con l’avvento delle trasmissioni e dei display digitali (LCD, Plasma, OLED, ecc.) che hanno portato alla nascita del concetto di pixel (punto d’immagine) e la variazione del rapporto d’aspetto (da 4:3 a 16:9), la risoluzione non viene più misurata solo in base al numero di linee orizzontali (in fase di trasmissione) ma anche di colonne verticali quando le immagini sono visualizzate su Tv, monitor e videoproiettori. Un’immagine Pal ha una risoluzione di 720×576 pixel (se in formato 4:3 o 16:9 “compresso” che viene poi “stirato” orizzontalmente) o 1024×576 pixel (se in 16:9 nativo).

576 linee alternate e non “reali”

In realtà, però, le 576 linee orizzontali del contenuto video non sono quasi mai reali ma ottenute con un semplice espediente. Lo standard Pal utilizzato in ambito broadcast prevede infatti che il segnale sia composto da 576 linee trasmesse in modo alternativo (576i dove la “i” sta per “interlacciato”), ovvero prima quelle pari e poi quelle dispari ad una frequenza di 50 fotogrammi al secondo (50 fps).

Le informazioni effettivamente trasmesse nella singola unità di tempo sono quindi dimezzate (288 linee reali) ma il display digitale del Tv oppure il decoder collegato provvede a duplicarle (576p) senza però aggiungere dati ulteriori che servirebbero a migliorare la nitidezza. Nonostante tutto questo, lo standard SD viene tuttora ampiamente utilizzato da migliaia di canali televisivi DTT, SAT, IPTV e VOD ma anche dai DVD. I motivi sono semplici. Innanzitutto è totalmente compatibile con qualsiasi televisore indipendentemente dalla tipologia e dalla risoluzione del suo schermo (CRT, LCD, Plasma, SD, HD, ecc.).

In secondo luogo, dal momento che la risoluzione dell’immagine Tv trasmessa e la quantità di banda occupata sono proporzionali, in un mux terrestre (es.: canale 43), in un transponder satellitare, in un disco DVD o in uno streaming è possibile ospitare molti più canali/contenuti e ridurre sia la banda occupata (e quindi i costi) anche se a scapito della qualità delle immagini. Alcuni canali terrestri e satellitari “minori” (locali, regionali, televendite, ecc.) adottano risoluzioni addirittura inferiori (352×576 o 352×288 pixel – 1/2 o 1/4 del Pal), poi adattate dal Tv o dal decoder in base allo schermo utilizzato, con forti perdite di dettaglio che diventano sempre più evidenti al crescere dalla risoluzione nativa del display.

Per questo semplice motivo, acquistare un Tv 4K nuovo di zecca, magari da 65”, per vedere quasi esclusivamente un canale o un contenuto SD è un vero e proprio controsenso: non solo viene sfruttato al minimo delle sue potenzialità ma addirittura si ottengono prestazioni spesso inferiori a quelle del precedente Tv HD o Full HD.

HD 720p, più definizione anche grazie alla scansione progressiva

L’acronimo HD (High Definition) viene associato ai segnali video con risoluzione minima di 1280×720 pixel o 720 linee progressive (720p), quindi generate e visualizzate in un solo passaggio e non alternate come nel metodo interlacciato. Questo significa che la maggiore risoluzione non è data solo da 144 linee/pixel aggiuntivi (differenza tra 720 e 576) ma dal raddoppio delle informazioni che generano le immagini rendendole più precise, fluide e definite.

Il formato HD 720p non è così diffuso come si potrebbe pensare: viene infatti utilizzato solo per alcune trasmissioni satellitari (es.: canali tedeschi, austriaci e svizzeri diffusi su Astra 19,2° est e Hotbird 13° est), per quelle terrestri di Sky, su YouTube e poco altro.

È il formato che meglio si adatta ai TV con display HD Ready (1280×720 o 1366×768 pixel) dai 22” ai 32” perché richiede pochissimi adattamenti ed elaborazioni che inevitabilmente riducono la qualità nativa delle immagini. Rispetto al Full HD interlacciato che vedremo tra poco consente anche di risparmiare banda mantenendo però una buona fluidità dell’immagine a scapito di una leggera perdita di dettaglio.

HD 1080i, il preferito dai canali DTT e SAT

Quasi tutti i canali televisivi e i contenuti in streaming trasmessi in alta definizione adottano i formati Full HD con 1080 linee in modalità interlacciata (1080i) oppure progressiva (1080p).

Il formato 1080i, che spesso viene affiancato all’HD (come il 720p) perché interlacciato e quindi “non completo”, è quello preferito dai canali televisivi satellitari e terrestri.

Rappresenta il giusto compromesso tra banda occupata e qualità d’immagine Tv adattandosi quasi perfettamente alla risoluzione nativa dei pannelli Tv chiamati “Full HD” (1920×1080 pixel). L’unica operazione che deve compiere il Tv oppure il decoder è il cosiddetto deinterlacciamento, ovvero raddoppiare le linee del segnale video trasmesso in origine. Non servono invece altri interventi come, ad esempio, l’upscaling (da una risoluzione inferiore ad una superiore – es.: da 720p a 1080p) oppure il downscaling e il deinterlacing (da una risoluzione superiore interlacciata ad una inferiore progressiva – es.: da 1080i a 720p) che, come già scritto, riducono la qualità delle immagini.

Alcuni canali di Sky trasmessi via satellite, in streaming e disponibili on demand come Sky Uno, Sky Sport Uno, Sky Sport Football, Sky Cinema Uno e Sky Atlantic vengono trasmessi in formato Super HD (anche se il logo che appare sul teleschermo è ora semplicemente HD), ovvero con una qualità superiore dell’immagine Tv rispetto all’HD. La maggiore nitidezza, profondità e livello di dettaglio non dipendono dall’utilizzo di un format diverso (è sempre 1080i) ma dalla minore compressione digitale a cui viene sottoposto e che spiegheremo in dettaglio in un altro articolo (link a articolo bitrate-codec-conn video).

1080p, il “vero” Full HD

Il formato 1080p permette di ottenere immagini più dettagliate, precise e fluide con solo il 25% di banda/spazio in più rispetto al 1080i.

Tuttavia, i sistemi di compensazione del movimento presenti ormai su tutti i Tv a partire da un certo polliciaggio (tipicamente dai 28” in su), aggiungono all’immagine nuovi fotogrammi creati ad-hoc per compensare il dimezzamento del frame rate (dai 60/50 fps del progressivo ai 30/24/25 dell’interlacciato) che rendono più fluide anche le immagini interlacciate seppur con qualche artefatto.

È il formato largamente adottato dai dischi Blu-ray, su YouTube e dai portali IPTV e VOD (Netflix, Amazon Prime Video, Disney+, ecc.) dove il fattore banda/spazio non risulta critico, anche grazie agli algoritmi di compressione ad alta efficienza come l’MPEG-4 AVC e l’HEVC, e la qualità dell’immagine ha sempre la priorità.

Si adatta perfettamente, ovvero pixel-to-pixel, agli schermi televisivi, ai monitor ed ai motori d’immagine dei videoproiettori con matrice di 1920×1080 pixel così da preservare la qualità video originale.

Ultra HD 4K: quattro volte la risoluzione del Full HD

Il formato Ultra HD rappresenta al momento lo stato dell’arte delle trasmissioni televisive e delle immagini Tv ad altissima definizione. Viene chiamato anche 4K per l’approssimazione della sua risoluzione orizzontale (3840 pixel), diversamente dai suoi predecessori come il 720p ed il 1080i/p dove il numero indica il numero esatto di pixel/linee sull’asse verticale.

Questo formato può essere associato a due risoluzioni diverse, entrambe a scansione progressiva, a seconda dell’ambito di applicazione: il vero 4K cinematografico ha una risoluzione di 4096×2160 pixel mentre quello televisivo è pari a 3840×2160 pixel per preservare il rapporto d’aspetto 16:9.

Calcolatrice alla mano, un’immagine televisiva Ultra HD è composta da 8.294.400 pixel, ovvero 4 volte il Full HD 1080p (2.073.600) e 9 volte l’HD 720p (921.600). Come è facile intuire, gli oltre 8 milioni di pixel assicurano un’esperienza visiva di altissima qualità, praticamente come le fotografie in movimento, con un livello di precisione e dettaglio da rendere estremamente reali e naturali gli elementi della scena. Inoltre assicura una profondità di campo con effetto tridimensionale senza bisogno di ricorrere ai Tv 3D, ormai scomparsi dal mercato.

Dal momento che i segnali video Ultra HD 4K richiedono molta banda per essere trasmessi sulle frequenze satellitari (massimo 1-2 canali per transponder) oppure in streaming (la velocità richiesta è intorno ai 25 Mbps) e molto spazio per la loro archiviazione (da 10 a 100 GB per un film da 2 ore), la loro diffusione è ancora molto limitata. Questo nonostante il 90% dei televisori in vendita sia dotato di tutto il necessario, pannello in primis, proprio per consentire la visione ottimale di questo formato.

Sky trasmette alcuni contenuti live e on demand in 4K (cinema, serie Tv, sport, documentari, ecc.) visibili solo via satellite (no Fibra) e con i box Sky Q.

Sempre via satellite troviamo il canale Rai 4K che propone serie Tv, film, documentari, opere teatrali e musicali, eventi sportivi (come i recenti Europei di calcio UEFA 2020) ma anche diversi canali stranieri come MyZen4K, Museum e TravelXP 4K HDR, tutti visibili come Rai 4K in esclusiva su tivùsat.

I contenuti Ultra HD 4K sono disponibili anche su Netflix, Amazon Prime Video, Disney+, Infinity+, Rakuten TV, Chili, YouTube e altre piattaforme satellitari e VOD.

La maggior parte dei contenuti Ultra HD disponibili via satellite, in streaming e su supporti fisici (dischi Blu-ray Ultra HD) utilizza anche la tecnica HDR (High Dynamic Range – standard HDR, HDR10, HDR10+, HDR10+ Adaptive, Dolby Vision, Dolby Vision IQ, HLG, ecc.) così da permettere ai Tv compatibili di elaborare, anche singolarmente e con la massima precisione, le aree chiare e scure dell’immagine per meglio identificare i vari elementi (volti, panorami, ecc.), interpretare e riprodurre un maggior numero di sfumature, gradazioni e picchi luminosi che rendono la scena più simile a quella osservata nella realtà dall’occhio umano.

8K, l’altissima definizione con il “natural 3D”

Nonostante il formato Ultra HD 4K non abbia ancora raggiunto il suo picco massimo di diffusione, da molti anni sono in corso diversi test (ma anche trasmissioni ufficiali) in formato 8K.

Con una risoluzione di 7680×4320 pixel (oltre 33 milioni di pixel), ben 4 volte il 4K e 16 volte il Full HD 1080p, promette visioni mozzafiato delle immagini Tv con un realismo che trasforma qualsiasi immagine in una scena reale con effetto 3D assolutamente naturale e coinvolgente.

Samsung, LG, Sony e altri produttori di Tv hanno già in catalogo diversi modelli 8K ma le trasmissioni e i contenuti nativi in questo formato disponibili in Europa sono ancora pochissimi e limitati allo streaming (YouTube, Chili Tv e pochi altri) e ai test via satellite.

In Giappone, invece, è già attivo da tempo il canale satellitare BS8K del broadcaster pubblico NHK che trasmette film, documentari ed eventi sportivi.

Anche se i Tv 8K sono dotati di sistemi di upscaling molto efficienti che trasformano qualsiasi contenuto con risoluzione inferiore (Full HD e 4K) in un “quasi 8K”, non ci sentiamo al momento di consigliarli perché il rapporto costi/benefici è ancora troppo sfavorevole.

Visioni ottimali solo alla giusta distanza

Per cogliere appieno i più minuscoli dettagli delle immagini Tv e garantire una visione confortevole è importante che il televisore ed il divano non siano né troppo lontani né troppo vicini tra loro.

Se si è troppo distanti dal televisore, una trasmissione in formato Full HD o 4K verrà percepita con pochi dettagli come se fosse diffusa in HD 720p o SD 576i.

Chi possiede un TV Full HD da 43 pollici e guarda un contenuto con la stessa risoluzione (1080i o 1080p), la distanza tra il Tv e il divano deve essere compresa tra 1,5 e 2 metri. Per un 55 pollici si può arrivare anche a 2-2,5 metri. Con i TV 4K la distanza scende a 1-1,5 metri (48”-49”), 1,2-1,7 metri (55”) e 1,4-2 metri (65”) sempre se il programma viene trasmesso in Ultra HD 4K mentre rimane inalterata con i contenuti Full HD.

In pratica la distanza di visione ottimale varia in base alla risoluzione del contenuto video e non di quella dello schermo televisivo. Queste indicazioni non vanno necessariamente seguite alla lettera: le aree colorate dell’immagine rappresentano la comfort zone ma, in caso di necessità, le distanze si possono leggermente accorciare o allungare senza perdere totalmente i benefici della maggior risoluzione.

Anche stare troppo vicino al televisore rende la visione affaticante perché l’occhio percepisce il reticolo dei pixel e si riduce il coinvolgimento nella visione delle immagini.

Quando si acquista un nuovo televisore Ultra HD 4K o Full HD è importante quindi verificare in quali tagli sia disponibile (es.: 49”, 55”, 65”, 75”, ecc.) e, con l’aiuto dell’immagine sopra, scegliere quello che si avvicina di più alla comfort zone.