Полное руководство: в чем разница между типами HDR?

Прошли те времена, когда разрешение было самым важным атрибутом экрана: будь то на смартфонах, ноутбуках, планшетах или телевизорах, сегодня качество дисплея определяет способность воспроизводить цвета — в этот момент стандарт в Технология HDR используемый (HDR, HDR10, HDR10+, HLG, Dolby Vision или Advanced HDR), становится решающим. Но в чем разница между Типы HDR существуют и какой лучше?

Год за годом выпускаемые флагманские смартфоны хвастаются экранами с новейшей технологией HDR. В 2020 году линия iPhone 12 пошел еще дальше и стал первым, способным воспроизводить, записывать и редактировать контент в Dolby Vision, особый тип HDR. Чтобы понять важность этой технологии для фотографий, которые мы делаем, и фильмов, которые мы смотрим на наших мобильных телефонах — но не только на наших телефонах — нам нужно понять что такое hdr и чем каждый стандарт на рынке отличается. Ну же?

Что такое HDR?

Акроним для Расширенный динамический диапазон, или «High Dynamic Range» на португальском языке, HDR в своей простейшей форме состоит из ряда методов, используемых для захвата и отображения изображений. Они стремятся сделать технологические камеры и экраны способными записывать и отображать контент с изменение контраста больше и больше. Когда мы видим глубокий черный цвет рядом с очень темно-серым, именно изменение контраста, то есть разница в свете и тени от одного к другому, позволяет нам различать их.

Функция HDR состоит в том, чтобы сделать это изменение все более и более заметным, и для этого он делает камеры и экраны более Sensíveis различия в контрасте, что позволяет им захватывать и воспроизводить большее количество тонов между черный о абсолютный белый.

В двух словах, цель HDR — сделать цвета и контрастность цифрового изображения такими же точными, как у реальное изображение, видимые без посредничества экранов или камер. Это само по себе представляет собой огромную проблему, поскольку наши глаза эволюционировали за миллионы лет до того, чем они являются сегодня.

Как работает HDR в камерах?

Как мы видели выше, HDR-изображение присутствует в камеры e ткань. При этом нет смысла записывать контент в HDR и отображать его на экране с SDR — Стандартный динамический диапазон или стандартный динамический диапазон на португальском языке. Точно так же ваш HDR-телевизор не сможет преобразовывать контент SDR в HDR. Хотя это возможно, по мнению некоторых Французские исследователи сообщили в 2017 г., это то, что требует преобразования содержимого с использованием искусственный разум, и нет, это все еще не может быть сделано нашими телевизорами или смартфонами.

Понимая, что HDR для работы должен присутствовать как в камере, которая захватывает контент, так и в экране, который его отображает, становится легче понять, как он работает в каждом из двух. В камерах простейший метод HDR состоит из сделать 3 фотографии при этом один с высокой чувствительностью к свету, один со средней и один с низкой чувствительностью к свету. Затем программное обеспечение для постобработки, которое зависит от модели камеры, перекрывать три изображения и создать одну фотографию.

На этой фотографии, созданной после наложения, разница между самой светлой и самой темной точкой больше — таким образом, есть увеличение исходный динамический диапазон этой камеры. Чтобы понять, как HDR-изображение применяется в видео, просто представьте, что камера проделывает эту работу с каждым кадром (или кадром) видео. Вот почему многие камеры смартфонов, например, не могут записывать в высоком разрешении и с HDR — в конечном итоге это много информации для ваших датчиков и процессоров.

Как указано выше, результат наложения будет зависеть от программного обеспечения постобработки, используемого в камере. Если он не умеет хорошо работать, изображение получится странным, с большим разбросом контраста, но это не соответствует действительности. Точно так же HDR не должна просто производите более сильные цвета: изображение должно быть более ярким не потому, что оно более насыщенное, а потому, что разница в тонах каждого цвета более заметна и, следовательно, более верна действительности.

Когда мы говорим о контрасте, обычно думают только о черном и белом. Однако контраст также отражается в цветах, поскольку каждый цвет состоит из света и тени, и пропорция между каждым из них (светом и тенью) создает другой тон того цвета. Как в камерах, так и на экранах HDR стремится сделать различия в оттенках каждого цвета более заметными, даже если они незначительны. HDR никогда должны сделать цвета яркими.

Как только это будет понято, давайте вернемся к наложению изображений: способ наложения изображений зависит от производителя камеры. Вот почему мы видим такую ​​разницу в HDR Google пикселей в связи с iPhone, Например. В настоящее время большинство производителей используют искусственный интеллект для улучшения наложения изображений, а также для их ретуширования даже после наложения. Это часть так называемой вычислительной фотографии, которая стремится обойти технические ограничения камер смартфонов с помощью разума.

По принципу работы HDR — это разновидность торта, рецепт которого каждый производитель делает по-своему и, как и торты, хорошо понимать разницу между видами HDR, чтобы выбрать тот, который вам больше всего нравится. Google, например, улучшает HDR линейных смартфонов Pixel используя передовые методы искусственного интеллекта и накладывая не только 3 изображения, но и более 10. Количество изображений, которые также будут наложены друг на друга не исправлено, зависит от того, сколько ИИ сочтет нужным.

Это будет зависеть в том числе от условий освещения и даже движения камеры: если сильно трясти рукой, ИИ понимает, что не может сделать столько снимков, иначе все будет не в порядке. стерто. Это сложный расчет, не так ли? Кроме того, эта фрагментация не помогает потребителю понять, в чем разница между типами HDR.

А как работает HDR на телевизорах?

Теперь, когда мы знаем, как работает HDR в камерах и что он различается в зависимости от каждого производителя, решившего его использовать, мы приблизились к ответу на наш главный вопрос: в чем разница между существующими типами HDR? Не только, но и в основном, когда мы говорим о телевизорах, есть ряд аббревиатур (HDR, HDR10, HDR10+, HLG, Dolby Vision, HDR Advanced и другие), чтобы сбить нас с толку. Чем они отличаются и какой из этих HDR можно считать лучшим?

Что ж, как только вы поймете, как работает HDR в камерах, легко сделать вывод, что одним из следствий наложения изображений является увеличение количества информации (измеряемой в метаданные) присутствует на фото или видео. По сути, HDR на телевизоре «делает изображение более четким» для экрана, извините за каламбур, которые являются самыми яркими и самыми темными точками на изображении, а также лучше детализирует разницу между ними. Следовательно, экран будет хорошо работать только в том случае, если он представляет всю эту дополнительную информацию. с точностью.

В этом смысле экран обычный HDR это тот, который, благодаря своим техническим характеристикам, может отображать широкий спектр светлых и темных тонов, как в черно-белом, так и в цвете. В метрических целях это отклонение измеряется в гниды, неофициальная единица измерения (поскольку она отсутствует в Международной системе единиц), но широко используемая в технике и эквивалентная 1 канделе на квадратный метр (1 кд/м²). «nit» используется вместо «1cd/m²», потому что у него явно (ха-ха) более коммерческое название.

По сути, чем больше нит в телевизоре, тем ярче он может излучать. В целом, большее количество гниды также означает большую контрастная способность, так как по мере увеличения максимального количества излучаемого света тональный спектр между полным светом и полной темнотой становится шире. Короче говоря, чем выше максимальная яркость, тем эффективнее телевизор различает тона. посредники, обеспечивая точность, необходимую для отображения HDR-контента на телевизоре.

В январе 2016 года альянс Ultra HD Alliance, сформированный несколькими производителями экранов, установил два стандарта, чтобы можно было сказать, что в телевизоре есть технология HDR: в первом он должен варьироваться между 1000 e 0,05 гниды яркости, а во втором она должна варьироваться между 540 e 0,0005 гниды яркости. При этом каждый телевизор, достигший этих показателей, может иметь метку «базовый» HDR, даже если это не приводит к улучшению конечного изображения.

Как вы можете себе представить, отсутствие более широкой стандартизации сделало HDR на телевизорах ресурсом, реальные преимущества которого не всегда присутствовали. Мне было достаточно иметь телевизор с яркостью выше 1.000 нит, чтобы я мог назвать его HDR и конкурировать с экранами, которые, кроме того, добавили другие технологии, чтобы быть лучший на рынке, правильный? Что ж, если бы они не изобрели разные стандарты HDR, которые вызывают у нас столько путаницы, это случалось бы намного чаще.

Каждый стандарт HDR не только сбивает вас с толку, но и устанавливает другие технологии которые должны присутствовать на телевидении, которое хочет носить их имя. При этом производители пытаются не допустить, чтобы HDR в телевизорах превратился в беспорядок, в который превратился HDR в камерах: они хотят гарантировать, что, хотя каждый производитель может улучшать свои экраны с помощью своих собственных технологий, используемый стандарт HDR устанавливает минимальное качество, когда дело доходит до к изображению в целом, а не только к контрасту.

Таким образом, различные стандарты HDR являются сертификация, обещание, что, имея эту печать (HDR10, HLG, Dolby…), телевизор прошел строгие лабораторные испытания и соответствует нескольким заранее установленным требованиям. Эти требования, которые варьируются в зависимости от каждого стандарта, не ограничиваются максимальными или минимальными значениями яркости — фактически улучшают восприятие цвета и света в телевизионных изображениях.

Так в чем же разница между типами HDR?

Почти став экспертом по HDR, вы, наконец, поймете разницу между существующими типами HDR. Поскольку выше мы уже объяснили, как работает технология в простейшей форме, мы покажем каждую ее «эволюцию», начиная от самой простой к самой продвинутой, объясняя, каковы ее преимущества и недостатки.

ГВУ

Формат HLG, задуманный вещательными компаниями BBC и NHK, отвечает интересам этих двух компаний в обеспечении наилучшего возможного изображения, учитывая, что в телетрансляции есть зрители с экранами HDR и SDR. При этом HLG не ограничивается телевизорами с высоким динамическим диапазоном и позволяет передавать прямой эфир обеим аудиториям (с HDR-телевизорами и без них). Это деление важно, потому что в определенных случаях отображение HDR-контента на SDR-телевизоре может сделать его выглядеть хуже, с размытыми и даже искаженными цветами.

Большим преимуществом HLG является то, что это формат HDR. обратная совместимость с SDR-телевизорами. В открытых телетрансляциях это важно, однако стандарт не очень популярен за пределами Великобритании и Японии, где он был создан. В Бразилии открытая телевизионная передача полностью SDR. Что касается потокового контента, то на таких платформах, как Netflix и YouTube, можно определить, какие технологии поддерживает телевизор, гарантируя 100% совместимость контента с ним и исключая риск ухудшения качества изображения.

Из-за этого очень вряд ли что HLG однажды станет популярным, так как это промежуточное решение, предназначенное для открытого телевидения, на внедрение новых технологий которого обычно уходят годы. Скорее всего, бесплатное телевидение будет транслироваться в HDR только тогда, когда большинство телевизоров в его аудитории поддерживают эту функцию.

HDR10 и HDR10+

Результат партнерства между Sony e Samsungили HDR10 объединяет высокую контрастность HDR с 10-битной глубиной цвета. Эта глубина цвета значительно больше, чем стандартная 8-битная глубина цвета, а это означает, что экран HDR10 по сравнению с «обычным» экраном HDR способен отображать цвета, которые последний не может отображать.

Уже HDR10 +, представленный Samsung e Panasonic, улучшает HDR10. Для этого увеличивается максимальная яркость с 1.000 до 4.000 гниды, в дополнение к метаданным, присутствующим в изображении, динамичный. Помните, мы говорили, что HDR заключается во вставке дополнительной информации (метаданных) в изображения? Ну, эти метаданные инструктируют телевизор о том, как отображать контент, они говорят, какая максимальная яркость и минимальная яркость должны быть представлены на экране.

Когда эти метаданные являются статическими, как в HDR10, максимальное и минимальное значения одинаковый во всех кадрах, даже если это многочасовой фильм. В результате страдает точность воспроизведения контента, поскольку метаданные генерируются на основе всего фильма, в котором могут быть как более темные, так и более светлые сцены.

В случае HDR10+, чьи метаданные являются динамическими, этот вариант меняется в зависимости от каждой отображаемой сцены. Каждый кадр имеет свои собственные метаданные, сгенерированные с помощью техники, называемой «тональное отображение». Как следует из названия, эта технология сопоставляет кадры, проверяя самые темные и самые светлые части каждого кадра, генерируя метаданные. В результате HDR10+ всегда имеет уровни насыщенности и яркости. подходящее к отображаемому изображению, приближаясь к качеству своего конкурента Dolby Vision.

Расширенный HDR

Самый неизвестный стандарт HDR разработан компанией Кричащий, компания, которая работает в области фотографических технологий раскрашивания со времен рулонной пленки. Несмотря на уникальное имя, Расширенный HDR охватывает три подстандарта HDR, каждый со своей целью:

• Первый из них, т. SL-HDR1, выделяется тем, что является «базовым» HDR и на 100% совместим с экранами SDR.
• Второй стандарт, называемый SL-HDR2, очень напоминает стандарты HDR10+ и Dolby Vision, поскольку также имеет динамические метаданные.
• Третий и последний стандарт, все еще находящийся на стадии тестирования, пытается объединить две вещи. Если это сработает, это будет первый формат HDR с динамическими метаданными, который будет обратно совместим с SDR-телевизорами. (ctlsites.uga.edu)

Цель состоит не в том, чтобы оставить SDR-телевизор с качеством HDR10+, а в том, чтобы избежать искажений, о которых мы упоминали ранее. Учитывая это, многие сомневаются в целесообразности добавления двух антагонистических технологий (HDR и SDR). В стриминге уже можно передавать HDR-контент только на совместимые телевизоры, тогда как в случае с открытыми телестанциями весьма вероятно, что они начнут производить HDR-контент только тогда, когда у большей части аудитории появятся телевизоры этого типа.

На данный момент HDR просто не интересен телевещателям, поскольку производить контент с помощью этой технологии дорого, а у большинства людей во всем мире до сих пор есть телевизоры SDR. Именно из-за этого многие считают, что HDR Advanced обречен на провал вместе со своим собратом HLG.

Dolby Vision

Считается «золотым стандартом» стандартов HDR, Dolby Vision он присутствует в самых дорогих телевизорах и можно сказать, что он лучший из имеющихся на данный момент. Как это часто бывает, такое высокое качество обусловлено высокими стандартами, требуемыми Dolby Labs: в то время как два экрана HDR10+ могут отображать слегка несоответствующие изображения, в зависимости от их характеристик, проекторы и телевизоры, сертифицированные для Dolby Vision, проходят испытания, чтобы гарантировать, что, несмотря на особенности оборудования, изображения отображаются точно в соответствии со стандартами Dolby.

Помимо всех этих испытаний, Dolby Vision имеет более сложные технические требования. Максимальное значение гниды поддерживается, например, 12.000. Даже несмотря на то, что сегодня ни один телевизор не приближается к этому уровню — самые дорогие из них достигают пика в 2.000 долларов. гниды яркость — это показывает, как паттерн тоже продумывался на будущее. Dolby Vision также был первым стандартом с тональным отображением и динамическими метаданными, природу которых мы объяснили в ветке HDR10+.

Как будто этого было недостаточно, технология Dolby также предлагает 12-битный цвет, то есть экраны с этой сертификацией отображают некоторые цвета, которые не могут показать даже телевизоры с HDR10+. Обратной стороной этой технологии является цена: поскольку формат принадлежит Dolby, компания требует лицензионных платежей от компаний, которые его используют, что делает любое совместимое устройство более дорогим. Этот фактор также делает фильмы и сериалы с этой технологией более дорогими.

В то время как Netflix уже есть некоторые названия с Dolby Vision e HDR10, Только Amazon Prime Video имеет титулы в HDR10 +. Кроме того, при воспроизведении контента Blu-Ray необходимо, чтобы устройство проигрывателя также было сертифицировано Dolby, чего нет у большинства проигрывателей этого типа носителей (консолей). В Бразилии, только LG владеет правами на использование технологии Dolby Vision в телевизорах, в то время как HDR10+ ограничен телевизорами Samsung и Panasonic, которые разработали его для конкуренции с Dolby.

* Долби Атмос: часто предлагается в сочетании с Dolby Vision, Dolby Atmos является звуковой узор сертифицирован Dolby Labs, обычно присутствует в телевизорах и смартфонах разных марок. Поскольку он имеет дело со звуком, а не с видео, Atmos не является частью этой статьи, однако мы включаем его сюда, чтобы вы не запутались, когда увидите его название. Итак, вы понимаете разницу между типами HDR?

С информацией от: CNET, AVForums, JMGO, Опора Диджитал, Samsung, HowToGeek