Експерти розповіли, що ж таке технологія HDR в телевізорах і дисплеях
З HDR добре знайомі фотографи і відеомейкери, але не тільки контент-мейкерам важливе розуміння цієї технології. Розповідаємо, як вона впливає на візуальні враження.
За роки свого існування телевізори, а також комп’ютерні та телефонні дисплеї обросли десятками складних функцій. Технологічні інновації довели якість цифрової картинки до такого рівня, що зображення на екрані виглядає не гірше, ніж в житті. Багато в чому завдяки HDR.
ЩО ТАКЕ HDR?
Розширений динамічний діапазон (High Dynamic Range, скорочено HDR) – це термін, що відноситься до кількості інформації у відеофайлі. Пристрої з підтримкою HDR працюють з кольором особливим чином: світлі тони відображаються більш яскраво, а спектр відтінків у них значно ширше, ніж у простих дисплеїв. За рахунок цього досягаються реалістичність і висока деталізація зображення.
ЯК ПРАЦЮЄ HDR?
Сучасному користувачеві вже недостатньо бачити на екрані просто яскраву картинку з високою роздільною здатністю. На головний план виходять колірні і контрастні характеристики, наближені до можливостей людського ока. Для виконання цих вимог і створена технологія HDR. З її появою в світі відеоконтенту і телебачення відкрилася нова сторінка. Реалістичність деяких відеороликів просто зашкалює, а ефект досягається за рахунок:
- пікової яскравості;
- рівнів чорного;
- багатої кольорової палітри;
- передавальних функцій;
- бітової глибини;
- метаданих.
У відео ефект HDR закладається налаштуваннями камери, вдосконалюється пост-опрацюванням і регулюється апаратними можливостями пристроїв виведення.
Візуалізація досягається наступними засобами:
- посилений контраст і більш насичені кольори;
- розширений динамічний діапазон (розмах від пікової яскравості до чорного);
- розширена кольорова палітра;
- підвищена точність відображення відтінків (10-бітна глибина кольору і 1024 колірних відтінків);
- інноваційні оптоволоконні засоби передачі даних;
- статичні і динамічні метадані.
КОНТРАСТНІСТЬ І КОЛІР
Контраст зображення – це співвідношення між світлом, кольором і тінями. Його регулювання може кардинально вплинути на враження від зображення. Особливо ефектно в HDR виглядають сцени з заходом: там багато переходів від світлого до темного, і HDR передає їх так, як неможливо зробити при стандартному динамічному діапазоні SDR.
Ефект розширеного динамічного діапазону на відео можна порівняти з Hi-Res в музиці. Фактично це фільтр реалістичності, що надає контенту максимально правдоподібного вигляду.
Виробники телевізорів привертають покупців різними характеристиками. У деяких моделях наголос робиться на високий коефіцієнт контрастності з суперточною передачею кольору, в інших підкреслюється висока роздільна здатність. Більшість людей віддає перевагу першому варіанту. Це пов’язано з тим, що не роздільна здатність панелі, а контрастність і перенесення кольорів надають зображенню живого вигляду.
HDR надає червоному, зеленому і синьому кольорам більше проміжних відтінків, завдяки чому вони виглядають більш живими. Глибокі тіні перестають бути глухими чорними плямами – вони знаходять відтінки і деталі, навіть якщо все відео знято в темних тонах. У добре освітлених об’єктів деталей теж більше, а рівень насиченості в світлих областях менше.
СВІТЛО І ЯСКРАВІСТЬ
Вирішальну роль в тому, наскільки якісно відео буде виглядати на екрані телевізора, відіграє світло. Оскільки динамічний діапазон визначається як різниця між світлими і темними областями, на нього прямо впливає кількість світла, що відображається екраном.
Від світла залежить і палітра кольорів, яку ми в змозі розрізнити: чим більше світла, тим більше різних відтінків здатні вловити наші очі. Палітра в спектрі, розпізнаваним людським оком, називається колірною гамою. У HDR застосовується колірна гамма Rec.2020. У неї входить в 100 разів більше відтінків, ніж здатний відобразити звичайний екран при стандартній роздільній здатності.
Яскравість виражається в нітах. У панелей HDR яскравість досягає 10 000 ніт, це в 30-40 разів більше, ніж у панелей без HDR.
МЕТАДАНІ
Вшиті у відеофайл метадані – це інформація про те, як контент повинен виглядати на пристрої виведення. Туди входять параметри кольору, яскравості та багато іншого.
Інформація про тональне відображення (або тонмапінг) відіграє особливу роль в тому, як метадані будуть використовуватися для ефекту розширеного динамічного діапазону.
Тонмапінг – це ключ до перетворення колірного об’єму відеофайлу відповідно до можливостей дисплея.
Для збереження вихідної інформації у відеофайлі застосовуються динамічні та статичні метадані.
Динамічні метадані являють собою інформацію про яскравість в кожному кадрі (статичні – про все відео відразу), що сприяє оптимальному перетворенню відео на пристроях з мінімальними можливостями для HDR.
Використання статичних метаданих в HDR може призвести до надмірного стискання динамічного діапазону і колірної гами і, як наслідок, до втрати ефекту. Причина в тому, що коли відображення тонів виконується за рахунок статичних метаданих, за основу береться найяскравіший кадр на відео без урахування інших сцен.
РІЗНИЦЯ МІЖ ТЕЛЕВІЗОРАМИ З HDR І БЕЗ
Сьогодні HDR досить поширена функція. Однак є багато телевізорів і без неї. Тільки в порівнянні можна зрозуміти, які візуальні переваги розширеного динамічного діапазону і наскільки він впливає на розвиток технологій в сфері відео і продакшну.
4К вказує на кількість пікселів, HDR визначає якість зображення.
4К без HDR має місце бути, але виглядає не так ефектно. За іронією долі багато людей взагалі не помічають збільшення у пікселях між Full HD і 4К, якщо в телевізорі є підтримка HDR.
Певні відтінки, наприклад, перенасичені кольори, видно тільки на дисплеях з HDR. На звичайних телевізорах, проекторах і моніторах вони втрачають насиченість.
СКЛАДНОЩІ ВИРОБНИЦТВА КОНТЕНТУ В HDR
Технологія HDR реалізується по-різному. Недорогі РК-дисплеї із заявленою функцією розширеного динамічного діапазону нерідко розчаровують користувачів, які очікують побачити картинку з багато деталізованими об’єктами. Дешевий HDR ефект зазвичай виглядає як коло навколо яскравих областей або смуга світла по екрану.
Створення контенту в HDR – процес, вимогливий і до обладнання, і до часу: необхідне розуміння різних стандартів, колірного простору і багато чого іншого. Через це лише невелика кількість людей займається розробкою HDR-контенту для користувачів ПК і мобільних пристроїв, а його якість не порівняти з тим, що виробляється для HDR-телевізорів.