Що таке hdr (високий динамічний діапазон)?

Відео з високим динамічним діапазоном (HDR) - одна з найбільших точок кулі телевізора 4K. Це може підштовхнути відеовміст до тих пір (зараз неіснуючих) обмежень, яких дотримуються мовлення та інші медіа стандарти протягом десятиліть. Це вражаюче бачити на телевізорах, які впораються з цим, але це також досить заплутана технічна особливість з кількома варіаціями з відмінностями, які не дуже добре встановлені. Тому ми тут, щоб пояснити вам їх.

Динамічний діапазон на телевізорах

Контраст телевізора - це різниця між тим, наскільки темним та яскравим він може стати. Динамічний діапазон описує крайності в цій різниці і те, скільки деталей може бути показано між ними. По суті, динамічний діапазон - це контрастність дисплея, а HDR являє собою розширення цього контрасту. Однак просто розширення діапазону між яскравим і темним недостатньо для покращення деталізації зображення. Чи може панель досягати 100 кд / м ² (відносно тьмяний) або 1000 кд / м ² (неймовірно яскравий), і рівень її чорного - 0, 1 (вимитий, майже сірий) або 0, 005 (неймовірно темний), він може врешті-решт показувати стільки інформації на основі сигналу, який він отримує.

Дивіться, як ми тестуємо телевізори

Багато популярних відеоформатів, включаючи телевізійні програми та диски Blu-ray, обмежені стандартами, побудованими навколо фізичних меж, представлених старими технологіями. Чорний встановлений лише таким чорним, тому що, як красномовно писав Крістофер Гість, "він не міг отримати більше чорного". Так само білий колір може набути такої яскравості лише в межах обмеженості технології відображення. Тепер, з органічними світлодіодними (OLED) та локальними системами підсвічування світлодіодного підсвічування на нових РК-панелях, цей діапазон збільшується. Вони можуть досягти подальших крайнощів, але формати відео не можуть цим скористатися. У сигналі подається лише стільки інформації, а телевізор, здатний вийти за ці межі, все ж повинен розтягуватися та працювати з наявною інформацією.

Що таке HDR?

Ось де входить HDR-відео. Це знімає обмеження, що виникають у старих відеосигналах, та надає інформацію про яскравість та колір у набагато ширшому діапазоні. HDR-дисплеї можуть читати цю інформацію та показувати зображення, побудовані з ширшої гами кольорів та яскравості. Окрім більш широкого діапазону, HDR-відео просто містить більше даних, щоб описати більше кроків між крайніми. Це означає, що дуже яскраві та дуже темні об'єкти на одному екрані можуть бути показані дуже яскравими та дуже темними, якщо дисплей підтримує це, з усіма необхідними кроками між описаними в сигналі та не синтезованими процесором зображення.

Простіше кажучи, вміст HDR на телевізорах, сумісних з HDR, може бути яскравішим, темнішим і показувати більше відтінків сірого між ними (якщо припустимо, що у телевізорів є панелі, які можуть бути досить яскравими і темними, щоб зробити справедливим сигнал; деякі бюджетні телевізори приймають HDR-сигнали, але не покращать сигнали, що не є HDR). Так само вони можуть створювати більш глибокі і яскраві червоні, зелені та блакитні кольори, а також демонструвати більше відтінків між ними. Глибокі тіні - це не просто чорні порожнечі; більше деталей можна побачити в темряві, тоді як малюнок залишається дуже темним. Яскраві знімки - це не просто сонячні, яскраві зображення; дрібні деталі на найяскравіших поверхнях залишаються чіткими. Яскраві об’єкти не просто насичені; можна побачити більше відтінків кольорів.

Для цього потрібно набагато більше даних, і, як ультрависока відеозйомка, Blu-ray не можуть з цим впоратися. На щастя, зараз у нас є Ultra HD Blu-ray, тип диска (відмінний від Blu-ray, незважаючи на найменування), який може містити більше даних, і створений для вміщення 4K відео, HDR відео і навіть об'єктного об'ємного звуку, як Атмос Долбі. Просто пам’ятайте, що ви не можете їх відтворювати на звичайних програвачах Blu-ray; вам потрібні спеціалізовані плеєри Blu-ray Ultra HD або Xbox One S або Xbox One X для їх відтворення.

Онлайн-трансляція також пропонує вміст HDR, але вам потрібно надійно швидке з'єднання, щоб отримати його. На щастя, якщо ваша пропускна здатність досить висока для отримання 4К відео, вона може отримати HDR; Рекомендована швидкість підключення Amazon Video та Netflix для вмісту 4K становить відповідно 15 Мбіт / с і 25 Мбіт / с, незалежно від того, вміст є в HDR чи ні.

Типи HDR

HDR не зовсім універсальний, на даний момент розділений на два основні формати, а кілька інших очікують на свої крила.

HDR10

HDR10 - це стандарт, який підтримує Альянс UHD. Це технічний стандарт із специфічними, визначеними діапазонами та специфікаціями, які повинні відповідати вмісту та дисплеям, щоб визначити його використанням. HDR10 використовує статичні метадані, які відповідають усім екранам. Це означає, що відео HDR10 встановлює рівень світла та кольору в абсолютних значеннях, незалежно від екрану, на якому він відображається. Це відкритий стандарт, тому будь-який виробник або розповсюджувач контенту може ним користуватися вільно.

Dolby Vision

Dolby Vision - власний HDR-формат Dolby. Хоча Dolby вимагає сертифікації для медіа та екранів, щоб сказати, що вони сумісні з Dolby Vision, він не настільки специфічний і абсолютний, як HDR10. Вміст Dolby Vision використовує динамічні метадані. Статичні метадані підтримують певний рівень яскравості для будь-якого вмісту, який ви переглядаєте. Динамічні метадані коригують ті рівні на основі кожної сцени або навіть кожного кадру, зберігаючи більше деталей між сценами, які є дуже яскравими або дуже темними. Під час налаштування максимального та мінімального рівнів світла телевізор повідомляється виносити на льоту, той самий об'єм даних, який би присвоювався у всьому діапазоні світла, може використовуватися весь фільм чи показ шоу у значно більш конкретних, цільовий проміжок. Темніші сцени дозволяють зберегти більше деталей у тінях, а світліші сцени можуть зберегти більше деталей у світлих тонах, тому що вони не кажуть телевізору бути готовим показувати протилежні крайності, які навіть не з’являться до наступної сцени.

Dolby Vision також використовує метадані, які підлаштовані під можливості вашого конкретного дисплея, замість того, щоб мати справу з абсолютними значеннями на основі того, як було засвоєно відео. Це означає, що відео Dolby Vision покаже вашому телевізору, які рівні світла та кольору використовувати на основі значень, встановлених між виробником телевізора та Dolby, які враховують можливості вашого конкретного телевізора. Це потенційно може дозволити телевізорам показувати більше деталей, ніж HDR10, але це в кінцевому підсумку залежить від того, яким чином було засвоєно вміст і яким чином ваш телевізор може обробити світло та колір. Цей аспект освоєння важливий, адже Dolby Vision є ліцензованим стандартом, а не відкритим, як HDR10. Якщо Dolby Vision доступний у кінцевому відео, це, ймовірно, означає, що робочі процеси Dolby використовувались увесь час.

HDR10 +

HDR10 + - це стандарт, розроблений Samsung. Він базується на HDR10, додаючи динамічні метадані, як Dolby Vision. Він не використовує індивідуалізовані метадані для кожного екрану, але все ж коригує діапазон світла, який він повідомляє телевізору для відображення для кожної сцени чи кадру. Це може потенційно додати більше деталей до вашої картини щодо того, що показує HDR10, і, як HDR10, це відкритий стандарт, який не вимагає ліцензування з дуже конкретним виробничим процесом.

Ви можете розраховувати, що HDR10 + буде на телевізорах Samsung вищого класу, але не на багатьох інших у Сполучених Штатах. TCL приєднався до альянсу HDR10 +, проте його телевізорами з підтримкою HDR все ще є лише HDR10 (для 4-х серій) або HDR10 та Dolby Vision (для 5-ти та 6-серійних).

Гібридна Log-Gamma (HLG)

Гібридна Log-Gamma (HLG) не така поширена, як HDR10 та Dolby Vision, і вмісту для неї поки що немає за межами деяких передач BBC і DirecTV, але це може зробити HDR набагато більш доступним. Це тому, що він був розроблений BBC і японською NHK, щоб забезпечити формат відео, який телерадіомовники могли використовувати для надсилання HDR (а SDR; HLG є сумісним назад). Це технічно набагато універсальніше, оскільки він зовсім не використовує метадані; натомість вона використовує комбінацію гамма-кривої, яку телевізори використовують для обчислення яскравості для вмісту SDR та логарифмічної кривої для обчислення набагато вищих рівнів яскравості, які можуть створювати телевізори з підтримкою HDR (звідси назва Hybrid Log-Gamma).

HLG може працювати з телевізорами SDR та HDR, оскільки він зовсім не використовує метадані, зберігаючи набагато ширший спектр світлих даних. Єдине питання з цим - усиновлення. Він розроблений для телерадіомовників, і ми досі не бачимо, що багато телерадіокомпаній взагалі показують 4К відео по ефіру, кабелю чи супутниковій службі. За високим вмістом HLG ще дуже далеко.

Що стосується того, який формат краще, то поки просто не зрозуміло. Кожен може запропонувати значні вдосконалення порівняно зі стандартним динамічним діапазоном, але у них є свої переваги та недоліки. Що стосується прийняття, HDR10 та Dolby Vision є єдиними важливими стандартами, які мають багато вмісту та сумісних телевізорів. Dolby Vision потенційно пропонує кращу картину, але також рідше, ніж HDR10, тому що це ліцензований стандарт на основі робочих процесів, а не відкритий. HDR10 + відкритий, але нам потрібно побачити більше компаній, ніж Samsung насправді починають його використовувати, і щоб більше вмісту було доступним. HLG може стати самим універсальним стандартом завдяки своїй природі, що не має метаданих, але, спершу, нам потрібно буде насправді знайти деякі речі, які слід спостерігати.

Що таке кольорова гама?

Тут HDR стає дещо заплутанішим. Широка кольорова гама - це ще одна особливість телевізорів високого класу, і вона навіть менш визначена, ніж HDR. Він також підключений до HDR, але не безпосередньо. HDR стосується того, скільки світла телевізор повинен погасити, або освітленості. Діапазон і значення кольору, визначені окремо від світла, називають хроматичністю. Це два окремих значення, які взаємодіють між собою декількома способами, але все ще відрізняються.

Технічно HDR стосується лише яскравості, адже саме таким є динамічний діапазон: різниця між світлим і темним на екрані. Колір - це абсолютно окреме значення, засноване на абсолютних рівнях червоного, зеленого та синього кольорів, незалежно від формату відео. Однак вони пов'язані між собою тим, як ми сприймаємо світло, і більший діапазон світла означає, що ми сприймемо більший діапазон кольору. Через це телевізори з підтримкою HDR часто можуть показувати, що називається "широка кольорова гама", або діапазон кольорів поза стандартними значеннями кольорів, що використовуються в телевізійному мовленні (називається Rec.709).

Це не означає, що HDR гарантує ширший діапазон кольорів або що вони будуть стійкими. Тому ми перевіряємо кожен телевізор як на контраст, так і на колір. Більшість телевізорів сьогодні можуть досягти значень Rec.709, але це залишає багато кольору, яке може побачити око, але те, що ці телевізори не можуть показувати. DCI-P3 - це стандартний кольоровий простір для цифрового кіно, і він набагато ширший. Rec.2020 - це ідеальний кольоровий простір для 4К телевізорів, і він все ще ширший (і ми ще не бачимо жодного споживчого телебачення, яке може досягти цих рівнів). І ось головне: Rec.2020 застосовується як до SDR, так і до HDR, оскільки HDR безпосередньо не стосується рівнів кольору.

Наведена вище діаграма показує діапазон кольорів, який людське око може виявити як арку, і три кольорові простори, які ми згадували як трикутники. Як бачимо, кожен розширюється досить значно на попередньому.

Все це може здатися заплутаним, але воно зводиться до цього: HDR не гарантує, що ви отримаєте більше кольорів. Багато телевізорів HDR мають широкі кольорові гами, але не всі вони. Наші огляди телевізорів розповідають, чи може телевізор підтримувати HDR та як виглядає його вся кольорова гама.

Що вам потрібно для HDR

HDR - це не просто 4K. Екран 4K може підтримувати HDR, але це не стосується всіх наборів. Якщо ваш телевізор не підтримує HDR, він не скористається додатковою інформацією в сигналі, і панель не відкалібрована для обробки цієї інформації, навіть якщо вона була правильно прочитана. Навіть якщо телевізор може обробляти сигнал, він може не створювати особливо кращого зображення, особливо якщо це менш дорогий телевізор.

Більшість основних медіа-стрімерів також підтримують HDR в якійсь формі. Amazon Fire TV Stick 4K підтримує HDR10, Dolby Vision, HLG і HDR10 + (але Fire TV Cube дивно підтримує лише HDR10 і HDR10 +). Apple TV 4K та Google Chromecast Ultra також підтримують HDR10 та Dolby Vision. У той же час Roku Ultra і Premiere + підтримують лише HDR10. І Xbox One S, і Xbox One X підтримують HDR10 і Dolby Vision, як для потокового передавання програм, так і для відтворення UHD Blu-ray відтворення.

Щодо перегляду, то кілька основних потокових служб, такі як Amazon, Google Play, iTunes, Netflix, Vudu та YouTube, тепер підтримують HDR для деяких 4K-вмістів. HDR10 є досить універсальним для цих сервісів, тоді як деякі також мають Dolby Vision. Щодо того, як дивитися ці сервіси, якщо ваш телевізор підтримує HDR, він, ймовірно, має доступ до принаймні деяких з вищезгаданих потокових програм та служб. Звичайно, є і диски UHD Blu-Ray.

Варто HDR?

4K тепер є ефективним стандартом для телевізорів, а HDR - одна з найважливіших особливостей, яку слід враховувати при покупці нового. Це все ще не зовсім універсально, але як HDR10, так і Dolby Vision, як доведено, пропонують деякі переконливі поліпшення контрастності та кольору порівняно зі стандартною чіткістю, і є достатньо вмісту для перегляду з обома. Якщо ви хочете зробити стрибок до 4K і у вас є бюджет на це, HDR - це обов'язкова функція.