האם כל נגני הבלוריי נוצרו זהים? התשובה תפתיע אתכם

בטח שמעתם אינספור פעמים את הטענה כי כל נגני הבלו-ריי והסטרימרים מוציאים אותה איכות תמונה. לקחנו את הטענה הזאת ובדקנו ...

7:00
  /  
31.10.2011
  
מאת: עפר לאור

הקדמה

כבר מזה זמן רב אני שומע טענות מוזרות על כך שמזרימדיה כזו או אחרת מציגה תמונה מעט יותר טובה ממזרימדיה אחרת. לרוב אני דוחה את הטענות הללו מכיוון שבמבחני A-B-X (למי שלא מכיר לינק להסבר מה זה מבחן ABX), לא ראיתי הבדלים בין נגנים שונים.

בכלל, אני לא חסיד גדול של תופעות ה "יש הבדל", בלי קשר אם מדובר בטרנספורטים שונים, כבלי אינטרקונקטים או כבלי חשמל. לכן, כשגוף גדול ומכובד הגיע עם הצהרה מפוצצת שלא כל נגני הבלוריי נוצרו זהים, לא רק הרמתי גבה, אלא יצאתי בכדי לסתור את התוצאות שלהם.

Secrets of Home theater HIFI

למי שלא מכיר, מדובר באחד המגזינים האינטרנטיים המכובדים ביותר בתחום שלנו ואני גאה להיות גם אחד מכותביו הבכירים לשעבר, אבל קטונתי ביחס לחלק מהכותבים הבכירים שם, שחלקם בכירים ביותר ממקום אחד.

הסיפור שלי האישי מול האתר מתחיל עם שני חברה' בשם Stacy spears ו-Don Munsil. שניהם כותבים לשעבר באתר hometheater hifi. זה הראשון בכיר במיקרוסופט אשר היה מאלה שפיתחו את מנגנוני עיבוד התמונה ב-DirectX ובכל הנוגע לפורמטי וידאו המתקדמים של Windows. כיום השניים בעלי חברת Hand forged video שמייצרת בין השאר דיסק כיול ובדיקה בשם S&M (כמובן קיצור של Spears and Munsil) שהוא סוג של משחק סאדו-מאזו לחובבי וידאו…

ספירס היה בין הראשונים שזיהו תופעה ייחודית בשם CUE במפענחי DVD. הוא שם לב שבמצבים קיצוניים איכות התמונה של תכני DVD מדרדרים בגלל טעות בפיענוח הוידאו מה-DVD. הטעות זוהתה לאחר שנים לא מעטות שבהן אותו באג תכנוני גלש מעבר לבאג קטן אצל מתכנן טכני כלשהו. הבאג הזה, שככל הנראה נעשה בשלב מוקדם מאוד בתכנון מנגנוני הפיענוח של MPEG-2, מצא את דרכו לעשרות ומאות תכנונים צ'יפים אלקטרוניים ותוכנות אשר כולן סבלו מהתופעה. לרוע המזל, ראו את התופעה רק מי שהיה לו מסך מספיק טוב בכדי לתפוס את זה וזו הסיבה שנגנים רבים כל כך סבלו מהתופעה.

אני אישית ראיתי אותה לראשונה בתחילת העשור הקודם במפגש חברי AVSFORUM שנערך בלאס ווגאס באחד מערבי CES הענוגים, הרבה לפני שחשבתי כלל לפתוח את האתר הזה… באותו מפגש הוצג מקרן RUNCO עם כמה קטעי וידאו שהציגו את התופעה על פני מסך הקרנה בגודל 200" בערך. הזדעזעתי לחלוטין מהתופעה ומאותו רגע ראיתי את תופעת CUE בכל מקום. כבר במאמר החמישי באתר הזה הזכרתי את התופעה

זהים או לא זהים?

לאחרונה הצהיר המגזין Secrets of Home theater HIFI הצהרה שהיתה לי אישית קשה מאוד לבלוע. הטענה היא שמסיבה כלשהי, שעדיין לא לחלוטין ברורה, לא כל נגני הבלוריי נוצרו זהים. בבדיקה די סבוכה שהמגזין ערך, הוא קיבל שגיאות קטנות ככל שיהיו שגורמות לכך שלא כל נגני הבלוריי מוציאים וידאו זהה.

הסיבה שקשה לי להבין את זה היא די פשוטה. נתחיל בזה שבלוריי, בניגוד ל-DVD, אינו דורש כל עיבוד תמונה ממסך FULL HD. אם נשים את התוכן במצב 1080P ונוודא שאנחנו עובדים ב-Native rate, מעבד התמונה של המסך הופך חסר משמעות וכך גם עיבוד התמונה של הנגן. מנגנון פיענוח הצבעים ידוע ומאוד ברור (REC709), כך שבעצם מה שהנגן צריך לעשות זה לפענח את מה שיש על הדיסק ולהעביר אותו לחיבור ה-HDMI. אלגוריתם הפיענוח (AVC) ידוע וברור, מה יכולה להיות סיבה ששני נגנים לא יוציאו בדיוק את אותה התוצאה?

נתחיל אולי מהרקע. מסכים מציגים וידאו ב-RGB. למסכים יש יכולת להציג גוונים שונים בכל אחד משלושת צבעי היסוד הללו – ירוק, כחול ואדום. זה נראה טבעי שזה גם הדרך שנאחסן את התוכן שלנו – בפורמט RGB, אבל הפורמט הזה בזבזני. יש כמה פתרונות לבזבזנות הזו, אבל בראש ובראשונה פורמט YUV מביא בעצם פיתרון פשוט לבעיית הבזבזנות. מתברר שהעין האנושית רגישה בהרבה לשינוי עוצמה מאשר שינוי צבע ולכן על ידי סט נוסחאות פשוט ניתן להמיר RGB תחילה ל-Y (עוצמת האור) ול Cb Cr, הפרשים מתוך האדום והכחול (מתוך הידע שניתן לחשב את הירוק כי אם יש לנו שלוש משוואות עם שלוש נעלמים אנחנו מסודרים). מה שיפה הוא שאין צורך ברזולוציה זהה בין שלושת הפרמטרים השונים וזה עוד מקור נפלא לכיווץ – ה-Y נשמר במלוא איכותו, בעוד ש-U ו-V נשמרים עבור מקבצים גדולים יותר של פיקסלים. 4:4:4 אומר שלכל פיקסל נשמר מידע נפרד ברזולוציה מלאה. 4:2:2 אומר שאנחנו דוגמים את U+V רק עבור כל שני פיקסלים אופקיים. 4:2:0 אומר שאנחנו דוגמים רק פעם אחת כל ארבעה פיקסלים (2 פיקסלים בשתי שורות רציפות). בבלוריי, התקן הוא 4:2:0 בעוד שהמסך זקוק לפיענוח של 4:4:4, ולכן נחוצה המרה די מתוחכמת בכדי לבצע אינטרפולציה של מידע הכרומה (הצבע).

נמשיך במשולש הצבעים שלנו – ה-GAMUT. אנחנו צריכים לדעת בדיוק באיזה סט של קואורדינטות אנחנו עובדים, ויש מספר סטים פופולריים, כאשר REC709 הוא התקן למשולש הצבעים שכל דבר ב-HDTV צריך לעבוד בו.

עוד פרמטר מעניין הוא כל נושא הטיפול בכיווץ. מתברר שיש כמה אינטרפרטציות ל-AVC וקל מאוד לעשות טעויות חישוב או טעויות אינטרפרטציה לכל אורך מסלול הפיענוח, זה יכול להתרגם לכדי טעות קלה בגוונים. כל אלה טעויות מאוד קטנות, אך בניגוד ל-DVD שהפיענוח שלו הגיע ממקור אחד עיקרי שלאחר מכן הועבר והועתק לאין ספור מפענחי חומרה ותוכנה שונים שלכולם היו התנהגויות זהות – כאן זה לא המקרה. מספר לא קטן של חברות וקומבינציות של חומרה ותוכנה גורמים לכך שבסופו של תהליך מכשירים שונים יקבלו הבדלים לא קלים בתמונה.

מי הנכון או המדוייק מבינהם? זה בדיוק מה ש-Secrets of hometheater hifi מתכוונים לגלות בשוט-אאוט נגני הבלוריי שלהם.

האם כל זה בכלל נכון?

אני חייב לומר, שכל הטקסט שנכתב בפסקה הקודמת לא היה על דעתי. האמת היא שאני הייתי נגד כל הרעיון הזה שנראה לי הזוי משהו. הפסקה הקודמת בנויה מהרציונליזציה שבניתי לאחר בדיקות מסודרות של מספר נגנים בתקופה האחרונה.

הבעיה עם הבדיקה של Secrets, היא שהם לא לחלוטין הסבירו את הרציונאל או אפילו את הטכניקה של הבדיקות שלהם. לכן היה צורך לבנות בדיקה אלטרנטיבית שמטרתה מבחינתי היתה אחת – להוכיח שטענות המגזין נובעות מטעות. לצורך זה נעזרתי בדיסק S&M בפורמט בלוריי, לא רק אירוניה בשל העובדה שסטייסי ספירז היה זה שזיהה את תופעת CUE אלא גם בגלל שהוא זה שככל הנראה בנה את מתודולוגית הבדיקה החדשה של Secrets…

הדיסק כולל תבניות בדיקה (test patterns) מסוגים שונים. הרעיון היה פשוט, למדוד את תבניות הבדיקה הסטנדרטיות כפי שהן מיוצרות על פי התקן ולהשוות אל מול כל המסלול בבדיקה השוואתית. לצורך הבדיקה, נעזרתי במחולל אותות DVI/HDMI סטנדרטי של חברת Accupel כאשר המדידה של הטעויות בוצעה על ידי הסנסור הקבוע שאיתו אני מכייל את המסך. תחילה נעשתה נורמליזציה של התוצאות בכדי להמנע מהשפעת המסך שאותו אנחנו בוחנים על התוצאות. 

עד כה בחנתי 3 נגני בלוריי שונים, כל אחד בשלושה מצבים:

  • 4:4:4
  • 4:2:2
  • RGB

בשלושת המצבים התוצאות היו צריכות להיות זהות. גם בעוצמות האור שהמסך מפיק וגם ביחס לנגן עצמו. מתברר שלא רק שיש הבדלים בין הנגנים השונים, אלא שגם הנגנים עצמם לא עקביים גם בין המצבים השונים שהם מופיעים.

מה התוצאות?

עדיין אין לי מידע שמייצג מספיק נגני בלוריי, אך אני בהחלט צובר עוד ועוד מידע כזה עם כל נגן ומסך שאני בוחן, כך שלא מן הנמנע שנשחרר בסופו של תהליך את כל הבדיקות.

המסקנה שהגעתי אליה היא שבהחלט נגנים שונים מוציאים וידאו שונה זה מזה. זו הכרזה די קשה מבחינתי ואני בטוח שהדבר יגרור אין סוף שרשורים והשוואות, אך אני כבר משוכנע בכך לחלוטין עקב הבדיקות.

חשוב לציין שכל המדידות שעשיתי עברו נורמליזציה וכל בדיקה נעשתה מספר פעמים בכדי לבטל טעות מדידה במיוחד בשלב ההוכחות. השפעת המסך כאמצעי מדידתי היתה זניחה בשל הנירמול של התוצאות אך הדבר גורם לכך שהמספר והבדיקה עצמם הופכים חסרי משמעות. בעצם אנחנו כעת יודעים לדרג עד כמה נגן כלשהו קרוב לתקן, אך לא לדעת אבסלוטית עד כמה הטעות היא גדולה מספרית אלא רק השוואתית.

טיפה על שיטת המדידות. בניגוד למדידות של Secrets, בחרתי דווקא למדוד ב-40%, 60%, 80% ו-100%, כאשר הטעות עוברת תחילה נורמליזציה ולאחר מכן נבנה ממוצע של הטעויות.

נתחיל אולי מהסוף, בדומה לתוצאות של Secrets, גם אני הגעתי למסקנה שהנגן שהוציא את התוצאות הקרובות ביותר ליעד הוא ה-OPPO BDP-93. חשוב לציין שמספר הנגנים שבחנו הוא עדיין קטן, כך שטכנית עדיין לא מדובר בנצחון אלא בהובלה שיתכן ותהיה זמנית. הנגן הוציא מינימום טעות גם בפיענוח הצבעים וגם בעוצמתם. במצב YUV 4:4:4 הוא נתן את התוצאה הטובה ביותר (כאשר מצב RGB היה כמעט מדוייק כמוהו).

כדאי לשים לב שבמצבי 4:2:2, המסך עצמו עלול להיות מקור להמרה לא תקינה של 4:2:2 כך שכדאי להתייחס בחשדנות לתוצאות של השורות במצב הזה (יתכן שהמסך מגביר את אחוזי הטעות). לכן השורה שנמדדה במצב זה מחוקה.

המדידות שיש לנו כעת (ככל שהמספר נמוך יותר, כך זה טוב יותר):

סוג נגןמצב צבעיםאחוז טעות מצטבר בצבעאחוז טעות מצטבר בעוצמה
Dune סדרה 3 (כל הנגנים עבדו זהה)  YUV 4:4:4 5.66% 6.6%
Toshiba BDX3200KE YUV 4:2:2 8.4% 6.25%
 YUV 4:4:4 9%8.8%
 RGB 7.4% 11.1%
OPPO BDP-93EU YUV 4:4:4 4.8% 4%
 RGB 6% 5.68%

 כאמור, נקודת הייחוס שלנו הוא מייצר אותות בדיקה HDMI/DVI של חברת ACCUPEL.

במה יכולים להתבטא ההבדלים?

ההבדלים בצבעים יכולים להתבטא בתמונה מעט יותר פאנצ'ית או מדוייקת. בתחום עוצמות האור, הבדלים יכולים לגרום לדינמיות תמונה לא אופטימלית או אפילו ארטיפקטים כגון מעבר לא מדוייק בין גוונים. במקום גוון מסויים, יתקבל שכן קרוב שלו. למי שזוכר את ימי הפלאזמה הראשונים, התופעה גרמה לבלוקים ב-test patterns של גרדיאנטים ובסופו של תהליך לתופעות false contouring. כאן התופעה עדינה יותר אך בהחלט גם יכולה להתרחש.

סיכום

מה ניתן לעשות? אנחנו נמשיך לעקוב ולמדוד ואנחנו מניחים שגם Secrets ימשיכו לדרג נגני בלוריי. בניגוד אליהם, אנו גם נתייחס לסטרימרים ויתכן שבעתיד נוכל לדרג אותם לפי רמות הדיוק שלהם.

צריך לציין שבלוריי תמיד יראה נפלא דרך כל נגן. הנתונים שאני מביא כאן מיועדים לפיוריסטים ולאלה שרוצים למנוע את ה-2% טעות שיתכן שיש כאן (שיהיה ברור, זה האחוזים שאנחנו מדברים עליהם כאן…).

נמשיך לדווח ולמדוד ולעדכן כאשר תהיה לנו תמונה מלאה יותר.

לדיון בנושא: האם כל נגני הבלוריי נוצרו זהים? התשובה תפתיע אתכם


7:00
  /  
31.10.2011
  
מאת: עפר לאור

1