(Fonte da imagem: Reprodução/AVS Forum)

Ao acompanhar notícias relacionadas a equipamentos eletrônicos e, principalmente, ao consultar as especificações técnicas de alguns aparelhos, está se tornando cada vez mais comum encontrar definições como 4:4:4, 4:2:2 e 4:2:0 relacionadas à qualidade de imagem de um produto. Embora passem despercebidos por muitas pessoas, entender o propósito desses números é essencial para determinar quais serviços ou equipamentos você deve adquirir.

Essa nomenclatura em particular, que deve ser observada com cada vez mais frequência, se relaciona às características das imagens digitais transmitidas por um dispositivo eletrônico. Seu objetivo é representar a taxa de amostragem que um quadro de vídeo possui ao transformar a imagem capturada em um arquivo digital — processo conhecido como “Chroma subsampling”.

Enquanto o primeiro número se relaciona às informações de luminância (o “brilho” de uma imagem), os demais se referem aos espectros vermelho e azul, respectivamente (a cor verde é determinada a partir desses dois valores). Quanto maiores os valores exibidos, menor será a quantidade de informações descartadas durante a composição do documento digital — o que implica aa necessidade de um maior espaço de armazenamento e o aumento do uso de banda necessária para transmitir essas informações.

Por que usamos o Chroma subsampling?

Embora pareça uma ideia ruim para o consumidor em um primeiro momento, pois implica na redução dos detalhes de uma imagem, na prática o uso do Chroma subsampling traz mais vantagens do que prejuízos graças à maneira como o olho humano trabalha. Estudos realizados na década de 1930 por Georges Valensi mostram que só conseguimos enxergar em alta resolução as cores preta e branca, enquanto “tons intermediários” como o amarelo e o verde são vistos com menos definição — algo que se torna ainda menor para os tons no fim do espectro luminoso, como o vermelho e o azul.

(Fonte da imagem: Reprodução/AVS Forum)

Esse conhecimento permitiu que a RCA desenvolvesse o padrão NTSC para televisores a cor lançados na década de 1950, que descartava a maior parte dos sinais azuis e vermelhos capturados por câmeras de gravação, preservando a maioria dos tons de verde. Já as informações relacionadas à luminância das imagens foram preservadas por esse ser um fator facilmente detectado por nosso sistema visual.

Em termos de pixels individuais, o uso da técnica significa que uma linha de pontos de luz vermelha-clara seguida por uma linha com um tom mais intenso da mesma cor vai se transformar em duas linhas com as mesmas características. Embora pareça algo ruim, essa transformação provavelmente vai passar despercebida a não ser que você sente a menos de 1 centímetro de distância de seu televisor e possua a acuidade visual de uma águia.

O principal problema decorrente do Chroma subsampling é o fato de essa técnica reduzir a gama de cores que vemos ao observar uma cena. Retomando o mesmo exemplo mostrado acima, uma cena em que há um objeto constituído por diferentes tons de vermelho, ao passar pelo processo, faz com que esse item perca nuances e seja exibido com uma coloração mais uniforme do que a que ele apresenta quando visto pessoalmente.

Restrições de espaço e banda

Somado ao fato de que os sinais transmitidos para nossos aparelhos geralmente são constituídos por imagens com uma taxa de 24/30/60 quadros variáveis, a perda de informações de cor se torna praticamente imperceptível. No entanto, isso não quer dizer que não existem no mercado aparelhos capazes de trabalhar sem nenhuma perda de dados — cujo uso se mostra relativamente restrito.

O principal motivo pelo qual a maioria dos conteúdos produzidos atualmente não está no formato 4:4:4 (que preserva a maior quantidade de informações) é a restrição de espaço e banda vista atualmente. Discos de Blu-ray, por exemplo, possuem subamostragens de 4:2:0, o que resulta em um bitrate médio de 25 Mbps — algo que permite que um vídeo de 2 horas ocupe um espaço de aproximadamente 22,5 GB, tamanho suportado pela mídia sem problemas.

Caso o padrão 4:4:4 fosse utilizado, isso quadriplicaria o espaço necessário para armazenar essas informações, o que exigiria o uso de uma mídia com 90 GB disponíveis capaz de trabalhar com uma banda de 100 Mbps. Como nem mesmo um Blu-ray de camada dupla é capaz de trabalhar com essas exigências, é muito difícil que as transmissões feitas por redes de TV a cabo e sistemas baseados em fibra óptica e satélites passem a trabalhar sem o Chroma subsampling em algum momento futuro.

Eu preciso de uma televisão 4:4:4?

Embora vários aparelhos disponíveis no mercado sejam capazes de trabalhar com o padrão 4:4:4, você não precisa adquiri-los a não ser que planeje usar sua televisão como um monitor conectado a um computador. Todos os conteúdos produzidos por empresas comerciais (redes abertas, canais fechados e produtores de Blu-rays, DVDs e outros produtos semelhantes) já passam por um processo de redução de qualidade durante sua produção, o que faz com que eles cheguem às nossas casas com suas informações de cores alteradas.

(Fonte da imagem: Reprodução/AVS Forum)

Assim, não faz sentido investir na compra de produtos que tendem a ser mais caros por uma capacidade que simplesmente não será aproveitada, nem mesmo em um futuro distante. Em teoria, consoles como o PlayStation 3 e o Xbox 360 (e seus sucessores) são capazes de trabalhar com esse formato, porém as condições de uso convencionais desses aparelhos fazem com que seja praticamente impossível detectar a olho nu as diferenças de conteúdos produzidos no padrão 4:4:4 daquelas feitas em amostragens 4:2:2 ou 4:2:0, por exemplo.

Essa história muda quando utilizamos televisores como substitutos para monitores de computador, especialmente quando o aparelho possui uma tela com grandes dimensões. Como costumamos nos sentar muito próximos de um PC durante a realização de tarefas, se torna especialmente fácil detectar problemas em dispositivos com baixa taxa de amostragem, especialmente na hora de ler algum texto — tipo de elemento especialmente afetado pela perda de informações relacionadas a diferentes tons de cores.

Embora o consenso geral seja de que, sem a capacidade 4:4:4, somente textos em vermelho/laranja/amarelo apareçam borrados, há relatos de que isso acontece com todos os elementos de uma TV usada como monitor — algo que varia bastante dependendo da fabricante e do tamanho da tela utilizada.

Como descobrir a capacidade de meu aparelho?

Infelizmente, a grande maioria dos fabricantes não possui a preocupação de informar a capacidade de seus aparelhos nas listas de especificação divulgadas para os consumidores. Assim, é preciso realizar por conta própria testes destinados a verificar se um aparelho realiza automaticamente a “quebra” de cores para economizar banda e armazenamento.

(Fonte da imagem: Reprodução/AVS Forum)

Exemplo disso pode ser visto neste link, criado pelo usuário “thepoocontinuum” do AVS Forum. Após abrir a imagem, certifique-se de que ela está com 100% de zoom e observe a qualidade das cores exibidas — caso os textos exibidos nas colunas “Red” e “Magenta” apareçam ligeiramente borrados, enquanto aqueles mostrados em outros campos aparecem de forma bem definida, isso pode indicar que seu dispositivo não é compatível com o padrão 4:4:4.

Note que o teste só deve ser realizado caso você tenha conectado sua televisão ao PC usando um cabo DVI ou HDMI, solução que pode gerar problemas em alguns casos raros. Dependendo da placa de vídeo utilizada, o canal de áudio da conexão utilizada pode interferir na recepção de sinais 4:4:4, o que diminui a qualidade das cores exibidas — algo que pode ser resolvido através de um processo conhecido como EDID override, descrito neste link (em inglês).

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