2. maj 2013

4K - en tung revolution

Vi har testet det første JVC GY-HMQ10E 4K kamera i Danmark og prøvet at producere i 4K. Her kan vi melde om overraskelser, overophedede computere og oversete flaskehalse. For 4K er en tung teknologi, meget tung.

 

4K var buzzwordet på dette års NAB, men igen er vi ude i en såkaldt industrirevolution, som ikke har så meget tøj på. Hele workflow-delen er nemlig sørgeligt overset. Så en ting er at optage i 4K, noget helt andet er at kunne redigere og distribuere det bagefter.
    

Vi prøvede naturligvis at producere 4K, efter at vi som de første i Danmark fik mulighed for at teste et 4K JVC GY-HMQ10E, som er det billigste 4K kamera på markedet. Og det var en renderende oplevelse.
    

For et er at være udstyret med et 4K kamera, noget andet er at kunne bruge optagelserne i post. 4K optagelser både fylder og kræver, at computeren kan håndtere særdeles store datastrømme.
    

Det ligger alt sammen i formatet. 1080HD har 1080 x 1920 billedpunkter per billede. Det er 2.073.600 billedpunkter per billede. 4K er 3840 x 2160 pixels eller 8.294.400 billedpunkter. Det er fire gange flere billedpunkter, som skal håndteres, beregnes og gemmes.
    

Så alle computerressourcer skal altså ganges med minimum fire for at at få samme performance, som et 1080HD. Et enkelt sekunds 4K video optaget med JVC GY-HMQ10E fylder ca. 207 megabyte i Apple ProRes 422 HQ. Til sammen-ligning fylder et sekund i 1080HD kun 46 megabyte i samme codec. Bitraten i 1080HD er 365 megabit/S. I 4K er den 1,65 gigabit/S. Alle data taget fra en ProRes 422 HQ fil fra kameraet.

Der skal computerkræfter til 4K
Og det samme gælder hele vejen igennem workflow. Det betyder, at ens diskplads skrumper katastrofalt. En Terabyte disk er pludselig ikke særlig stor.
    

Og hvor USB2 lige kan håndtere 1080HD, idet denne teknologi har en maksimal båndbredde på 480 megabit/S, så kommer USB2 og FireWire 400 helt til kort over for 4K video. Det samme gælder i mindre grad for FireWire 800. Her er teknologier som USB 3 med 5 gigabit/S , eSATA med op til 6 gigabyte/s eller Thunderbolt med 10 gigabit/s nødvendige for at kunne håndtere kravene for 4K filer.  
    

Men en disks evner til at overføre data afhænger også af dens mekaniske evner som for eksempel rotationshastighed, cache og selve diskmekanismens hastighed. Det betyder både noget ved håndtering af en enkelt datastrøm og ved håndtering af multiple datastrømme, som typisk forekommer under anvendelse af videosoftware. En harddisk med SATA-600 leverer maksimalt 6 gigabit/S eller i vores eksempel med ProRes 422 HQ nok kapacitet til næsten fire samtidige 4K videostrømme. Den samme disk kan klare mere end 16 samtidige 1080HD- videostrømme af data. Men det er rent teoretisk, og uden at disken skal flytte læse/skrivehovederne. Så det er ikke en ting, der kan bruges i dagligdagen.
    

Derfor er RAID-systemer en simpel nødvendighed i forbindelse med 4K. Det er her specielt RAID 0, som kan være nyttigt her, idet denne RAID-model distribuerer data over flere diske. RAID-5 er helt ubrugelig her på grund af det overhead, som er i denne RAID-form.
    

SSD-diske er nyttige i forbindelse med de høje data, som 4K håndtering kræver. Men de kan aldrig blive hurtigere end den 6 Gigabit/s datarate, som forbindelsen maksimalt til disken kan levere. Man slipper naturligvis for ventetiden med at flytte diskens læseskrivehoveder, da SSD-diske jo er RAM-baserede.

 

Hurtig computer og hurtige diske er en simpel nødvendighed
Og det bringer os til næste flaskehals, nemlig computerens RAM og systembus. Dels skal der være nok RAM, dels skal den kunne tilgås hurtigt nok. Det sidste klarer systemets RAM-databussen. Jo hurtigere den er, og jo bredere den er, jo hurtigere flyttes data rundt inden i systemet. Glem derfor alt om 32 bit systemer og software i forbindelse med håndtering af 4K video. Og mindre RAM end 16 gigabyte er ikke anbefalelsesværdigt.
    

Systemets RAM bruges til at holde programmer, deres data og som mellemlager (Cache) for læsninger på disken. Meget af systemets hastighed kommer ved, at man ikke skal foretage relativt langsomme læsninger på diskene. Og jo større programmerne og deres data er, jo mindre plads bliver der til cache i systemets RAM. Mindre cache betyder igen flere læsninger på disken og dermed lavere total ydeevne for systemet. 4K fylder naturligvis også mere i systemets RAM, ligesom det fylder mere på diskene i forhold til 1080HD videofiler.
    

I visse sammenhæng kan dette sløve systemet ekstra. De fleste systemer er nemlig bygget til at flytte mindre portioner af data ad gangen. Men 4K video kræver større portioner data end normalt. Det svarer lidt til, at et almindeligt postbud pludselig skulle til at omdele fem kilos pakker i stedet for breve. I computersammenhæng betyder det, at diske eventuelt skal omkonfigureres. Tænk på dem som en form for digitale dueslag, der pludselig skal håndtere 5 kilos pakker.

 

Postsoftwaren skal også kunne følge med
Men hardwaren er en ting. Softwaren skal også kunne kunne håndtere 4K. Det er ikke al software, der kan håndtere det. Og dertil skal diverse plug-ins også kunne klare en tidsline med 4K video. Nogle plug-ins er bare ikke i stand til dette, mens andre har versioner som godt kan det. Det er absolut værd at vide, om ens favorit plug-in kan håndtere 4K, inden man kaster sig ud i det.
    

Normalt kan NLE-software håndtere såkaldte proxy-filer. Det er versioner af ens videofiler med lav opløsning, som er sammenkoblede med versionerne i fuld opløsning. Så redigerer man med proxy-filerne, som belaster systemet minimalt og foretager slutrenderingen med videofilerne i fuld opløsning.
    

Dette lille videokunstykke håndteres mere eller mindre elegant af de forskellige NLE-systemer på markedet. Det er en glimrende måde at håndtere selve redigeringen på, man skal bare huske på, at det er originalfilerne, der renderes til sidst. Og det kan være en mere end glacial langsom oplevelse. Den med at snuppe en kop kaffe, mens der renderes, er helt håbløs i forbindelse med 4K. Man kan nærmest tage på ferie, hvis ens system ikke er optimalt i forhold til den store belastning, som 4K påfører ens redigering. Heldigvis kan flere typer af NLE software anvende computerens grafikkort til beregningsopgaver, idet grafikkortets processor er i stand til foretage store mængder af beregninger netop på grafisk materiale som video.  
    

Der er 4K acceleratorer på markedet med dedikerede videoprocessorer, der kan klare det tunge beregningsarbejde.
RED markedsfører sin Red Rocket, der er specialdesignet til at håndtere 4K video fra RED kameraer. Det må formodes, at flere løsninger af denne type kommer på markedet i takt med at 4K udviklingen skrider frem.    
    

Og så er der monitoreringen. 1080HD er nemt. Der er massevis af skærme, som kan bruges. Her er 4K lige nu helt umuligt. Ud over de dedikerede 4K monitorer, som er hundedyre, er de eneste skærme, som kan vise 4K bare tilnærmelsesvis, Apples Retina display som sidder på en Macbook Pro 15” Retina. Den har en maksimal opløsning på 2880 x 1800 pixel. Det er henad 4K, men ikke helt. Så afspilning af ens 4K filer på en Macbook Pro 15” med skærmen i fuld opløsning er den eneste økonomiske realistiske måde til at få en fornemmelse af ens 4K optagelser. Vi kan enten satse på, at den næste generation af iMacs får Retina display, eller at 4K monitorer pludselig falder i pris. Ingen af delene virker umiddelbart sandsynlige.

Distribution er en udfordring
Ud over at man har besvær med at se ens produktion, så er det heller ikke nemt at distribuere den. En times 4K 25 bps video i ProRes 422 HQ med et surround lydspor fylder omkring 400 gigabyte. Så distributionen kan lige nu kun ske på harddiske eller LTO-bånd. Afspilning kræver en computer, hvis man ikke vælger at konvertere til DCI (Digital Cinema Initiative) kompatibelt format. Det er i øvrigt 4096 x 2160 pixels med 24 Bps, JPEG200 komprimering og en speciel farveprofil. At konvertere til dette format er tæt på sort magi, med mindre man har budgettet til at betale sig fra det. Der er 4K projektorer på markedet som Sony VPK-VW1000ES. De kan fodres med 4K via en HDMI-forbindelse, idet HDMI 1.4 understøtter 4K opløsning.
    

Endelig skal det nævnes at H.264 også understøtter 4K, så det er muligt at transcode 4K filer ned i en fornuftig størrelse, så man ikke skal forslæbe sig på terabyte diske. Et program som Handbrake gør det tilmed rimeligt hurtig i 20% realtid. Og filerne kan blive op til 90% mindre end ProRes-versionerne afhængigt af ens kvalitetskrav. Det er en mere håndterlig størrelse, men filerne kræver stadig en computer til afspilning. Endvidere giver YouTube mulighed for at vise 4K filer online.
    

Det naturlige spørgsmål er naturligvis, hvorfor man overhovedet skal bekymre sig om 4K, hvis formatet er tungt at arbejde med, man ikke kan monitorere ens filer, og der ikke er nogen måde distribuere på? Der er flere svar på det spørgsmål. Optimal 4K på en god 4K skærm ser nærmest 3D-agtig ud, hvilket har noget at gøre med mikro-
kontrast. Man kan nedskalere 4K til 1080HD for et super skarpt look. Man kan lave virtuelle HD-pan og zooms i 4K materiale. Om de fordele er store nok til,  at man nu kaster sig ud i 4K afhænger af ens behov. Meldingerne fra NAB tyder på, at der arbejdes på at gøre 4K praktisk. Om det lykkes godt nok, kan kun tiden vise.

 

 

Af: JOS Svendsen


 

ProAV Digital

ProAV9 NOV18 ForsideNyt nummer ude nu!

Læs bl.a. om:

  • Østre Gasværk
  • Expo-reportage
  • DJI Ronin
  • RAW video
  • Comtech

Læs alt lige her

DEShow 2019

Danish Entertainment Show er en ny messe, hvor udlejnings- og eventbranchen viser hvad de kan, og branchens førende distributører/ forhandlere præsenterer det største udvalg af innovative løsninger, teknologier og produkter

Se mere her

Abonnement på ProAV Magasinet

Få alle de nyeste trends og følg med i udviklingen inden for AV-branchen. Modtag vores trykte udgave af ProAV Magasinet for kun kr. 250,- *

...Abonner lige her

*alle priser er ekskl. moms og levering

Annoncering

Få kontakt til en købestærk målgruppe i Danmarks eneste PRO AV magasin

Se mere her

Typisk ProAV læser

74,5% er meget tilfreds med det redaktionelle indhold

Se mere her