Hlg что это такое в телевизоре

Обновлено: 15.05.2024

Режим HDR можно считать очередной ступенью развития технологий телевидения после внедрения Ultra HD. Технически HDR относится к новейшему формату видеосигнала, обеспечивающему высочайшее разрешение и использующему дополнительные сведения о яркости и передаче цветов.

1. Что такое HDR?
2. Как это работает?
3. Сравнение SDR и HDR
4. Сколько есть версий HDR?
4.1 Dolby Vision
4.2 HDR10
4.3 HDR10+
4.4 HLG
5. Недостатки HDR
6. Как выбрать HDR ТВ?
7. Что можно смотреть?
7.1 Blu-ray Disc
7.2 Стриминговые платформы
8. Подключение и настройка
9. Как выяснить, есть ли в ТВ данная функция?

Что такое HDR?

Динамический диапазон представляет собой разницу между наиболее темной и наиболее светлой точками в кадре.

Большая часть людей смотрит на мир с этим эффектом ежедневно. Глаза человека – своего рода оптическая система, работающая по принципу HDR и восприимчивая к широкому спектру цветов.

Мы способны различать мелкие детали при тусклом освещении и даже когда его практически нет. Некоторые фото- и видеокамеры приближаются к такой же способности различать детали, как и человеческий глаз, – теперь они могут лучше отображать объекты в условиях низкой освещенности.

Телевизоры, привычные нам в использовании, сами по себе имеют в разы более низкий динамический диапазон (ДД), чем наши глаза. Потому до сих пор в ТВ-технологиях использовался стандартный режим SDR, в котором от 7 до 9 ступеней экспозиционной широты.

Новые дисплеи поддерживают технологии Ultra-HD и HDR, которые могут увеличить число ступеней широты экспозиции до 20. Самым приемлемым числом для телезрителей считается диапазон 12-14 ступеней.

От природы люди обладают большой чувствительностью к контрасту, поэтому увеличенный ДД позволяет нам повысить своё восприятие.

Новые дисплеи способны отображать картинку максимально подробно, чтобы обеспечить зрителям наибольший эффект присутствия.

У создателей контента стало больше возможностей для съёмки максимально реалистичных изображений. Теперь потребительские дисплеи способны отображать всевозможные цвета, которые до этого передать не представлялось возможным.

Как это работает?

Для полноценной работы HDR требуются два условия: подходящий телеприемник и источник изображения соответствующего качества. Для обеспечения диапазона применяется расширенная подсветка, которую можно затемнить в определенных областях экрана.

Наибольшая яркость ТВ с HDR многократно превышает возможности обычных телевизоров: до 1000-1500 нит в HDR против 300-400 нит у типовых моделей.

HDR требует сочетания многообразных технологий, поэтому наилучшее изображение достигается на самых новых моделях 4K-телевизоров. Они имеют нужную высокую производительность.

Сравнение SDR и HDR

SDR – Standard Dynamic Range – это стандартный динамический диапазон яркости и насыщенности цвета. Картинка, в таком случае, будет значительно отличаться от реальности. На данный момент SDR используется преимущественно в старых или бюджетных моделях телевизоров.

HDR – High Dynamic Range – это современная технология. Режим HDR имеет расширенный диапазон, а значит изображение выглядит более ярким и контрастным, с цветопередачей, приближенной к естественной. Чтобы оценить всё великолепие картинки, необходимо чтобы и просматриваемый контент был с поддержкой HDR. Особенно заметна разница в темных или, наоборот, светлых сценах.

Сравнение формата HDR и SDR - разницу в цветах видно невооруженным глазом

Сколько есть версий HDR?

Сегодня существует 4 основных формата. У каждого из них есть свои особенности, они не взаимозаменяемы и могут спокойно уживаться в одном ТВ.

Dolby Vision

Разработан и принадлежит Dolby Labs. С научной стороны – самый прогрессивный формат HDR с отличным стартом. Он применяет 12-битный цвет для передачи 68 млрд цветовых оттенков.

Особенности:

Любые производители ТВ-техники, кто собирается применять Dolby Vision в своей продукции, должны платить сбор. Конечно, не все они с этим соглашаются.

Весь контент, запускаемый на TB, должен быть поддерживаемым этой технологией.

На сегодняшний день существующий контент не может раскрыть все возможности новой технологии, поэтому разница между Dolby Vision и HDR10 (HDR10+) визуально небольшая:

Сравнение Dolby Vision и HDR10+

HDR10

Это наиболее широко используемый формат HDR. Создатели внедряют его на своих телевизорах, не платя лицензионных сборов. Его поддерживают многие именитые организации, например, UHD Alliance.

Сравнение изображения с форматом HDR10 и без

Особенности формата HDR10:

Повышает качество, но использует упрощенный подход. Применяется 10-битная цветность, поддерживающая 1 млрд оттенков. Этого предостаточно, потому что телевидение сегодня не может подняться выше этого уровня. Но максимальная яркость установлена на уровне 1000 нит, что является серьезным ограничением.
Использует статические метаданные. Это скорее недостаток формата, поскольку технология полностью не раскрыта. Но у такого подхода есть и свои преимущества: HDR10 обладает небольшой пропускной способностью и не требует много трафика.

HDR10+

Это упрощенный безлицензионный 10-битный аналог Dolby Vision, созданный фирмами Самсунг и Панасоник в качестве бесплатной альтернативы ему. Dolby Vision обходит его по качеству, но многих производителей ТВ не устраивает оплачивать владельцам данной технологии сбор.

Сравнение изображений в форматах SDR, HDR, HDR10+

По подобию Dolby Vision он тоже применяет динамические метаданные для подстраивания контраста и цвета от кадра к кадру. HDR10+ затмевает HDR10 по максимальной яркости, крайняя граница которой – 4000 нит. Но глубина его цвета имеет аналогичное значение – 10 бит.

Создатели формата хотят расширить HDR10+ до такой степени, чтобы он действительно мог составить конкуренцию своему платному собрату. Он доступен на ТВ Самсунг, Панасоник, TCL и Хайсенс. Среди стриминговых сервисов им пользуются Амазон Прайм Видео, НВО Max.

HLG (Hybrid Log Gamma) – это результат сотрудничества NHK и ВВС. Формат HLG предназначен для использования всех преимуществ высокого динамического диапазона для телевидения.

Сравнение изображений в форматах SDR и HLG. Как видите изображение справа более насыщенное

Особенность формата HLG в том, что он не применяет привычные метаданные, а берет первичную кривую гаммы видео и использует логарифмическую функцию для ее преобразования, создавая баланс света и тени.

Тяжесть такого сигнала значительно меньше. В результате качество HLG чуть ниже, чем у Dolby Vision. Но его преимущество в том, что его можно сравнительно несложно реализовать в действующей инфраструктуре.

Немало образовательных фильмов ВВС, включая Planet Earth 2, снято с использованием HLG.

Недостатки HDR

HDR отлично смотрится на тестовых видеороликах и программах о природе, но при просмотре обычных фильмов его преимущества не так очевидны.

Через некоторое время видео в HDR начинает казаться неестественным, слишком ярким и контрастным, глаза устают. Есть вероятность, что вина кроется в создателях фильма, которые в погоне за яркой картиной заходят слишком далеко.

Любой яркий экран в темной комнате – серьезная нагрузка для глаз. HDR с его повышенной насыщенностью лишь усугубляет проблему. Вот почему именитые производители встраивают в устройства несколько уровней диапазонов для разных видов освещения.

Есть нюансы и в маркетинге: специалисты называют HDR весомым бонусом при покупке телевизора, но скромно умалчивают, что в 4К ТВ уже есть 10-битная матрица с хорошими яркостью и контрастностью и на все устройства уже более 10 лет ставится локальная подсветка.

Как выбрать HDR ТВ?

Чтобы получить максимальную отдачу от HDR, при выборе лучше отдать предпочтение таким параметрам:

точность передачи – цветовой объём 100%;
тип HDR – HDR10+;
яркость – 1000 нит или выше;
черный – локальное затемнение.

Что можно смотреть?

Большинство киностудий переходят на видеоконтент в HDR с 2015 года. Из этого можно сделать вывод, что расширение использования HDR – всего лишь вопрос времени.

Если раньше по возможностям бытовые ТВ во многом сильно пасовали перед студийными, была необходимость значительно убавлять насыщенность и глубину картинки, то сейчас, сидя за домашним ТВ, можно увидеть гораздо больше.

Blu-ray Disc

HDR фактически уже выступает стандартным форматом для издаваемых дисков с лицензионным контентом. Большее количество из них в HDR10, но и Dolby Vision тоже встречается часто. Приобретая их, пользователь получает высочайшее разрешение, обширную палитру цветов и объёмное звучание.

Стриминговые платформы

Netflix были первыми, кто ввел HDR, за ним последовали Amazon Prime, Megogo, Ivi и иные. С их помощью вы можете смотреть телешоу, сериалы и кинофильмы в революционном формате с высочайшим разрешением.

Каталог регулярно растет – практически все новинки выходят в HDR. Но этот видеоконтент почти весь на английском.

Также контент в HDR можно найти на ресурсах:

Apple TV. Молодой сервис, создающий авторские передачи в Dolby Vision – их не слишком много, но количество растет.
Дисней +. С самого начала своей работы выставляет фильмы высочайшего качества, готов произвести революцию в сфере HDR. Дату появления сервиса в РФ пока не озвучивали, но есть информация, что это случится уже в 2021 году.
YouTube. На нём имеется небольшой объем контента. В большинстве, это короткие клипы в HDR10 и HDR10+.

Подключение и настройка

Вам не нужно покупать провода для воспроизведения HDR. Уже имеющиеся кабели справятся. Если оборудование присоединяется с использованием AV-ресивера, вы должны сначала убедиться, что тюнер модифицирован HDMI 2.0.

Большинство создателей телевизоров провели большое обновление, и HDMI 2.0 больше не редкость.

Как выяснить, есть ли в ТВ данная функция?

Если на упаковке написано Ultra HD Premium, модель способна воспроизводить HDR. Если есть надпись 4K HDR, то устройство предусматривает поддержку не всех версий технологии.

Можно выяснить, есть ли данная функция, и практическим путём. Включите контент в данном формате на своем ТВ. Если просмотр HDR не предусматривается, на экране высветится текст ошибки.

HDR-телевизоры сегодня уже не редкость, как и подходящий для них контент. Это безусловный прорыв в сфере телевизионных технологий, позволяющий смотреть чёткую и насыщенную картинку на бытовом телевизоре, но не лишённый и своих минусов. Например, дополнительная нагрузка на глаза телезрителей.

BBC запустили свой новый стандарт для высоко-четкого телевизионного контента, его название Hybrid Log-Gamma (HLG). Это их версия UHD HDR.

Так что теперь у нас есть три стандарта: UHD HLG, HDR-10 и Dolby Vision. Что лучше и в чем разница? Какие телевизоры поддерживают их все? За кем из них будущее? Возникает так много вопросов когда появляется новый стандарт, поскольку это не Betamax против VHS или Blu-ray против HD-DVD, это гонка трех форматов и трудно понять кто из них окажется лучшим.

Эта статья призвана проинформировать вас: на что способ каждый из них, в каком направлении они движутся и во что вам нужно вложиться сейчас, чтобы быть готовым к высоко динамичному ultra HD ТВ будущему.

UHD HLG vs HDR-10 vs Dolby Vision: Что такое HDR?

Все три формата представляют примерно одинаковое развитие телевидения в Высоко Динамичном Диапазоне (High Dynamic Range). Это означает не просто увеличение количества пикселей на экране, как в 4K UHD, это улучшение качества пикселей.

По существу HDR является увеличением количества цветов на экране и диапазона контрастности от темного к светлому. Конечным результатом всего этого является более реалистичное изображение позволяющее убедить ваш мозг в реальности картинки, что приводит к более захватывающим впечатлениям.

Когда дело доходит например до цвета, человеческий глаз может обнаружить множество различий в тоне кожи, что делает телевизионное изображение не реальным — при усилении цвета и яркости, лица становятся более реальными. Чем больше улучшения, тем ближе мы становимся к полному обману нашего мозга, стираются границы между реальностью и телевидением.

HDR-10, Dolby Vision и HLG, это все варианты расширения динамического диапазона.

UHD HLG vs HDR-10 vs Dolby Vision: Лучшая цветопередача

BBC утверждают, что из трех стандартов их HLG был оценен выше чем HDR-10. Они стали немного более молчаливыми когда дело дошло до Dolby Vision.

Ключевым тут является то, что вы будете ограничены только возможностями вашего телевизора. Если у вас OLED экран, который может отображать 99 процентов цветовой гаммы DCI-P3, вы сможете оценить разницу между форматами.

В реальности это задел на будущее для новых телевизоров, которые должны будут уметь отображать даже больше цветов. Так что если вы хотите быть готовым к будущему, учтите, в цветопередаче Dolby Vision побеждает со своими 12-битами.

UHD HLG vs HDR-10 vs Dolby Vision: Больший контраст

При сравнении форматов высоко динамического диапазона, уровни яркости и тьмы, и различие между ними, является ключевым фактором. Как мы видим изо дня в день, яркость изображений и чистота тьмы, проделали длинный путь к воссозданию реальности.

Когда дело доходит до верхнего предела яркости Dolby Vision снова получает техническую корону. В то время как верхний предел HDR-10 и HLG 4,000 нит, по утверждению Dolby Vision поддерживает до 10,000 нит. В очередной раз подтверждается то, что это будущее, так как лучшие телевизора на данный момент имеют предел около 1,000 нит.

UHD HLG vs HDR-10 vs Dolby Vision: Кто лучше для передачи?

BBC создали HLG, в качестве формата, который предназначен для передачи. Сейчас его уже можно передавать через 20Мб интернет линию для потокового вещания, которая в свою очередь была разработана Японской вещательной компанией NHK, есть вероятность что в скором времени его будут использовать для передачи по воздуху. На данный момент не достаточно информации, чтобы определенно сказать, что этот формат лучше для передачи чем два других формата, но это кажется вероятным, поскольку он разрабатывался специально для этих целей.

HDR-10 работает онлайн уже через несколько платформ, таких как YouTube, Netflix и Amazon Video. Dolby Vision работает на некоторых Ultra HD Blu-rays, а также в некоторых видео Netflix. Dolby Vision может вместить в себя еще больше информации, поэтому он вероятно будет самым сложным для передачи, но он предлагает лучший конечный результат. На данный момент HDR-10 самый используемый, так что он все еще может победить.

UHD HLG vs HDR-10 vs Dolby Vision: Какие телевизоры поддерживают их все?

На момент публикации статьи большинство новых 4K телевизоров с HDR поставляются с установленной прошивкой для воспроизведения HDR-10. Меньше телевизоров умеет работать с Dolby Vision и не один еще не воспроизводит HLG. Хотя они могут проигрывать HLG в формате HDR, так как он имеет обратную совместимость в этом плане. С обновлением прошивки, HLG также должен будет работать на большинстве HDR телевизоров.

Некоторые телевизоры, такие как OLED модели LG, уже идут с возможностью воспроизведения HDR-10 и Dolby Vision, что делает их наиболее перспективными. После обновления до HLG они смогут играть любые форматы вещания. Телевизоры Philips, TCl и Vizio также могут воспроизводить формат Dolby Vision, а значит они все также смогут воспроизводить более простой стандарт HDR-10.

Ожидайте новые телевизоры в 2017 году, с возможностью воспроизведения Dolby Vision и HLG. Надеюсь более ранние телевизоры также получат прошивку с поддержкой HLG.

В последние годы качество видео значительно улучшилось, но High Dynamic Range (HDR) может быть самым захватывающим. Там, где такие технологии, как Ultra-HD, могут дать вам более точное изображение, и где разрешение увеличивает количество пикселей, используемых для изображения, HDR использует это существующее оборудование, чтобы сделать изображения более яркими и реалистичными.

Благодаря использованию метаданных в видеофайле для более точного определения оттенков яркости и цвета, чем когда-либо прежде, HDR создает более качественные и реалистичные изображения на экранах телевизоров. И большинство телевизоров, проданных за последние несколько лет и находящихся в производстве сегодня, имеют оборудование для создания изображений HDR.

Мир высокого динамического диапазона является новым и захватывающим, и технологии для него только начинают насыщать рынок. Amazon Prime Video и Netflix уже участвуют в игре, а также снимают ряд блокбастеров. Довольно скоро ожидается, что этот стандарт HDR будет встроен в большую часть производимого контента и практически в любое устройство с экраном HD, предназначенным для его просмотра.

Что такое HDR и как он работает?

Лучший способ понять HDR – это взять его сверху: у режиссера или продюсера фильма или телешоу есть видение того, как этот контент должен выглядеть. Они снимают видео, редактируют его на этапе постпродакшна, а затем, в конце концов, оно попадает к вам на экран. На этом этапе при пост-обработке устанавливаются точные цвета и уровни яркости.

После этого путь этого видеосигнала к вашему экрану в основном имеет два разных маршрута. До появления HDR сигнал поступал бы на ваш телевизор, и, исходя из аппаратного обеспечения и цветовых возможностей телевизора, он выглядел бы точно так же, как и в конечном итоге.

Однако с HDR происходит что-то новое и необычное: вместо того, чтобы позволять ограничениям телевидения или постобработке определять внешний вид изображения, HDR позволяет производителю контента точно определять, насколько ярким должен быть пиксель и какой именно цвет он должен быть. Затем эта информация вставляется в источник видео.

Эти улучшения хранятся в виде метаданных – информации о данных изображения, и, используя эту информацию, мы возвращаемся к разговору об оборудовании: для того, чтобы вы могли использовать эти метаданные, вам нужен приемник или мультимедийное устройство, которое может передавать эти метаданные. на экран от приемника, а также телевизор, способный интерпретировать эти данные и создавать заданные уровни яркости и цветов.

Важное примечание о HDR

Важно отметить, что HDR – это не то же самое, что увеличение яркости и контрастности на вашем устройстве отображения. Хотя контраст увеличивает яркость и темноту некоторых цветов, он по-прежнему оставляет на устройстве отображения тот же диапазон цветов. Однако метаданные HDR могут указывать оттенки яркости и цвета помимо того, что вы можете изменить в настройках экрана.

Кроме того, когда вы настраиваете контрастность на устройстве отображения, устройство отображения решает, как применить контраст. HDR применяется режиссером и редакционной группой фильма, и некоторые режиссеры могут выбирать разные диапазоны яркости для разных сцен. Другие могут применять HDR только к определенным сценам.

В отличие от контраста, HDR – это инструмент, который производитель контента использует для улучшения вашего визуального восприятия определенным образом. Нет никаких настроек, которые нужно регулировать, кроме включения возможности HDR вашего устройства отображения. На самом деле это огромное дополнительное преимущество, потому что после включения HDR все настраивается заранее, и вам больше не о чем беспокоиться.

И еще один бонус заключается в том, что это простой в реализации стандарт с множеством недорогих панелей, таких как Samsung UN43RU7100FXZA 43-дюймовый 4K (на Amazon) и TCL 65- дюймового Class 5-Series 4K (также на Amazon), каждая из которых поддерживает HDR на очень доступные цены.

Различные версии HDR

Наиболее распространенные версии HDR, с которыми вы можете столкнуться:

К сожалению, разные версии HDR несовместимы друг с другом. Это означает, что вы должны убедиться, что ваш дисплей совместим с вашим медиаисточником (потоковая передача Netflix, подключение к XBOX и т.д. )

Например, если ваш Blu-ray имеет одну форму HDR, а ваш телевизор – другую, телевизор не сможет читать HDR Blu-Ray и будет отображать только стандартный динамический диапазон или SDR.

Однако со временем ожидается, что большинство устройств отображения будут совместимы с несколькими формами HDR, и большинство медиа в конечном итоге также будут использовать несколько форм HDR. На данный момент вам нужно выбрать, и каждый формат имеет свои преимущества и недостатки.

Dolby Vision

Однако Dolby Vision является проприетарным форматом, что означает, что производители контента и производители устройств должны платить Dolby лицензионный сбор за использование технологии Dolby. В результате с Dolby Vision совместимо меньшее количество мультимедийных и дисплейных устройств.

HDR10 и HDR10 Plus

HDR10 – предпочтительный формат на данный момент, если вы хотите смотреть как можно больше HDR-контента. HDR10 – это открытый формат, а это означает, что для его использования не требуется никаких лицензионных сборов. Хотя это означает, что с HDR10 доступно больше контента и устройств отображения, это также означает, что меньше контроля над его реализацией.

С Dolby Vision производители контента и производители устройств придерживаются определенного стандарта, чтобы мультимедийные материалы имели одинаковое качество изображения от устройства отображения к устройству отображения. HDR10 не имеет такого контроля, и в результате разные HDR10-совместимые устройства могут отображать HDR-контент по-разному.

Важно отметить, что HDR10 имеет статические метаданные, что означает, что сцены с особенно темными темными или более яркими цветами будут приглушены из-за невозможности метаданных изменить эти настройки на лету. HDR10 + решает эту проблему, добавляя к стандарту динамические метаданные, но он так же широко распространен.

Гибридная логарифмическая гамма

Hybrid Log-Gamma или HLG – это новый формат HDR, который имеет одно явное преимущество перед двумя другими: он обратно совместим. Это означает, что если у вас есть контент HLG, но только устройство отображения SDR, контент будет отображаться с качеством изображения, как если бы вы купили контент в стандартном динамическом диапазоне.

HLG был разработан совместно BBC и японской NHK. На данный момент HLG в первую очередь предназначен для телевещания, чтобы избежать необходимости создавать несколько каналов для одного и того же контента, как это делают некоторые с вещанием высокой и стандартной четкости.

Эта обратная совместимость является очевидным преимуществом, особенно если у вас есть несколько устройств отображения, но вы не собираетесь обновлять их все. В то же время, однако, то, что вы получаете от обратной совместимости, вы теряете в радиусе действия. У HLG просто нет такого диапазона темноты и яркости, как у Dolby Vision и HDR10.

Вердикт по различным версиям HDR

На данный момент HDR10 является наиболее широко доступным стандартом. По этой причине вы сможете максимально эффективно использовать свое устройство, если выберете устройство отображения, совместимое с HDR10.

Тем не менее, Dolby Vision считается высшим стандартом из-за контроля Dolby над его реализацией. HLG хорош, если у вас дома несколько устройств отображения, но вы намереваетесь обновить только часть из них.

Ожидается, что через несколько лет большинство устройств отображения и мультимедиа будут совместимы с несколькими форматами, поэтому, возможно, имеет смысл воздержаться от перехода на HDR, пока технология не станет более доступной и доступной. Учитывая, что многие носители и многие устройства уже перешли на HDR, он может стать универсальным раньше, чем вы думаете.

Как использовать HDR?

Использовать HDR довольно просто. Все, что требуется, – это контент HDR, совместимое устройство отображения HDR (телевизор или проектор) и совместимость с HDR для всех промежуточных устройств.

HDR работает только с HDMI, и вам понадобится кабель HDMI премиум-класса, чтобы получить от него все преимущества. Вам нужно будет убедиться, что на ваших устройствах включен HDR. После этого все будет в порядке. Вот несколько инструкций по включению HDR на некоторых из наших любимых устройств.

Телевизоры Samsung

Телевизоры LG

Телевизоры Sony

Windows 10

Xbox One X

PlayStation 4

С помощью кабеля HDMI Premium подключите консоль к правильному HDR-совместимому порту HDMI на устройстве отображения. Он должен быть подключен непосредственно к устройству отображения и не может быть подключен к приемнику или распределительной коробке.

Готовы ли вы к HDR?

HDR – захватывающая революционная технология. Это обеспечивает яркое впечатление от просмотра мультимедиа, благодаря которому изображение выглядит более реалистичным. Его глубокие черные и яркие белые цвета оживляют тени, солнечные блики и текстуры, и уже существует множество устройств с той или иной технологией HDR.

Однако не все устройства с поддержкой HDR совместимы со всеми носителями HDR. Из-за различных версий HDR выбор правильного устройства для контента, который вы хотите смотреть, имеет первостепенное значение.

По всей вероятности, по мере того, как HDR станет более широко использоваться, устройства отображения и игровые консоли, вероятно, будут оснащены для работы с несколькими форматами HDR. Из-за этого может иметь смысл отложить покупку устройства с поддержкой HDR до тех пор, пока устройства, поддерживающие несколько форматов, не станут более распространенными и доступными.

Настройка вашего устройства для отображения HDR-контента обычно довольно проста и требует лишь небольшого изменения настроек вашего устройства. Обязательно ознакомьтесь с руководством к своему устройству, прежде чем подключать его, поскольку некоторые устройства, такие как PlayStation 4, не совместимы со всеми устройствами с поддержкой HDR.

HDR по-прежнему является относительно новой технологией и, вероятно, со временем будет улучшаться. Тем не менее, нет никаких причин, по которым вы не можете сейчас принять участие в боевых действиях и наслаждаться любимыми играми, фильмами и шоу с потрясающими цветовыми диапазонами. D

Технология HDR призвана сделать светлые сцены более яркими, а темные – более глубокими, что позволяет добавить натуралистичности в высококонтрастные эпизоды, например, когда герой фильма выходит из темной пещеры на лесную поляну, залитую ярким солнечным светом.

Число технологий, влияющих на качество изображения просматриваемого нами контента, продолжает расти. Открывая очередное видео, не всегда понимаешь: перед тобой именно то, что планировал показать автор, или только то, что способны отобразить твоя техника и ПО?

Одна из наиболее неприятных ситуаций – когда пользователь скачивает кинофильм в новом формате, который должен выглядеть более качественно, чем обычно, а на деле получает блеклую и размытую картинку. Поначалу можно не обратить особого внимания на незнакомые аббревиатуры HEVC, HDR, 10bit и т. п. Однако, получив на экране менее яркое и окрашенное во все оттенки желтого (обычно преобладает именно этот цвет) видео, возникает недопонимание. Чаще всего с подобным сталкиваешься при попытке запустить фильм или видеоигру в HDR-режиме на устройстве, которое не поддерживает эту технологию или поддерживает, но не было предварительно настроено.

Теория

Грамотное использование возможностей HDR-технологий позволяет в разы увеличить насыщенность и детализацию сцены, приблизив ее к тому, что мы видим в реальной жизни. То есть при одновременном присутствии в кадре очень темных и ярких объектов они должны выглядеть одинаково хорошо. Для того чтобы достичь этого, необходимы более высокие значения пиковой яркости и глубины цвета, чем используются обычно. Также во многих случаях потребуется карта с указанием минимальных, средних и максимальных значений яркости на протяжении всего фильма, что позволит адаптировать контент к тем устройствам, которые физически не способны передать максимальный уровень яркости, используемый в данной записи. Несмотря на то что классическое определение HDR подразумевает соотношение между максимумом и минимумом яркости, в контексте видеоконтента речь идет также о расширенной цветовой гамме (WCG).

Необходимо понимать, что расширенный динамический диапазон (HDR) и высокая максимальная яркость – это не одно и то же. Например, в условиях темного кинозала можно добиться высокого динамического диапазона даже при стандартной для многих кинотеатров яркости в 48 нит (кд/м²). При этом дома можно получить стандартный динамический диапазон на очень ярких экранах – в сотни и даже тысячи нит. Тем не менее высокая яркость позволяет работать с HDR без необходимости существенно затемнять помещение для просмотра. Однако простое увеличение максимальной яркости дисплеев не приводит к автоматическому расширению динамического диапазона. Увы, но без применения дополнительных алгоритмов подобный подход приведет лишь к увеличению шума.

Итак, HDR-видео подразумевает более высокие показатели глубины цвета, пиковой яркости и цветовой гаммы, чем в SDR-видео.

В 2016 году Ultra HD Alliance опубликовала базовые характеристики для сертификации дисплея в качестве HDR-совместимого. Для этого пиковая яркость LCD-устройства должна составлять 1000 и более нит (кд/м²), а уровень черного – 0,05 и менее нит. Коэффициент контрастности должен быть по меньшей мере 20000:1. Для OLED-дисплея показатели соответственно 540 и 0,0005 нит, а контрастность – 1080000:1. Стоит отметить, что максимальная яркость большинства мониторов, представленных сегодня на рынке, составляет 250–350 нит. В то же время пиковая яркость в 1000 нит обычно подразумевает возможность монитора поддерживать этот уровень в течение короткого времени и на небольшом участке экрана. Впрочем, даже таких устройств на рынке не очень много.

Известные сегодня HDR-стандарты базируются на двух основных технологиях кодирования видеосигнала – перцептивном квантовании (perceptual quantizer, PQ) и гибридной логарифмической гамма-функции (Hybrid Log-Gamma, HLG). В технических рекомендациях ITU-R BT.2100, предназначенных для производителей и дистрибьюторов HDR-контента, предлагается использовать разрешение Full HD 1080p или 4K UHD, глубину цвета 10 или 12 бит, функции передачи HLG или PQ, а также широкую цветовую гамму (WCG) с поддержкой цветового пространства BT.2020. Помимо прочего, в этом документе описана эталонная среда для просмотра HDR-программ. В частности, яркость окружения должна быть не выше 5 кд/м² (нит), а на экран не должен падать прямой свет. Таким образом, смотреть HDR-контент рекомендуется в темных помещениях.

Для дисплеев, которые неспособны достигать необходимой пиковой яркости или не поддерживают требуемый цветовой охват, должны применяться стандарты HDR с метаданными.

PQ и PQ10

PQ, или перцептивное квантование, – один из основных методов формирования HDR-сигнала, разработанный компанией Dolby. Технология была описана Обществом инженеров кино и телевидения (Society of Motion Picture and Television Engineers, SMPTE) в качестве стандарта SMPTE ST 2084: она поддерживает HDR-видео с максимальной яркостью до 10000 нит (в теории) и цветовое пространство BT.2020. Данная технология присутствует во всех основных стандартах и рекомендациях, связанных с Ultra-HD-устройствами. Вариация PQ10, помимо прочего, подразумевает обязательную поддержку глубины цвета в 10 бит.

HDR10

Самый популярный HDR-формат, который по умолчанию поддерживается почти всеми современными телевизорами с функцией HDR, и самый распространенный среди поставщиков всех видов контента. По своей сути это копия PQ10, но с опциональными статическими метаданными (SMPTE ST 2086). Речь идет о двух основных параметрах: максимальном среднем значении яркости кадра MaxFALL (Maximum Frame Average Light Level) и максимальном значении яркости контента MaxCLL (Maximum Content Light Level), которые задаются один раз и применяются ко всему видеопотоку. В то же время, поскольку метаданные в данном случае являются опцией, некоторые производители не используют их вовсе. Это открытая и бесплатная технология, которая, помимо прочего, реализована в рамках популярного формата видеосжатия HEVC.

HDR10+

Основное отличие от предыдущего формата – наличие динамических метаданных, благодаря которым каждый кадр можно снабдить уникальным HDR-описанием. На базе этих данных устройство принимает решение, достаточно ли его аппаратных возможностей для отображений той или иной сцены, и, если не хватает, используется тональная компрессия изображения, которая с помощью математических алгоритмов постарается вытянуть сцену на нужный уровень. В случае со статическими метаданными (HDR10) даже одна сцена с чрезмерно широким динамическим диапазоном способна снизить качество всего потока, так как сама сцена, допустим, длится 10 минут, а тональная компрессия будет применяться ко всему потоку.

Динамические метаданные позволяют в одних сценах использовать тональную компрессию, а в других обходиться возможностями техники, что в лучшую сторону сказывается на качестве изображения. Дисплеи, не поддерживающие HDR10+, просто игнорируют соответствующие данные и проигрывают видео в HDR10. Основные параметры HDR10+: глубина цвета – от 10 бит, яркость – до 10000 нит, разрешение – до 8K (в теории любое). Стандарт разработан компаниями Samsung, Panasonic и 20th Century Fox и также известен под названием SMPTE ST 2094-40. Несмотря на то что HDR10+ подается как свободная технология, за право ее использования необходимо платить ежегодную фиксированную комиссию в размере от $2500 до $10 000 (зависит от категории продукции).

Dolby Vision

Это очередной вариант HDR от Dolby, который также базируется на PQ (ST 2084) и поддерживает яркость до 10000 нит, разрешение до 8K и глубину цвета до 12 бит. Устройства с поддержкой Dolby Vision могут декодировать информацию как из статических (ST 2086), так и динамических метаданных по оригинальной технологии Dolby, описанной в спецификации SMTPE ST 2094-10. Это платный стандарт, лицензионные отчисления в пользу Dolby составляют около $3 за каждое устройство. Dolby Vision предоставляет широкие возможности для производителей контента. Кроме того, именно этот формат используется в кинотеатрах.

Hybrid Log-Gamma (HLG)

Единственный из ныне существующих HDR-форматов, который базируется не на PQ, а на собственном методе HLG, разработанном телевизионными компаниями BBC (Великобритания) и NHK (Япония). Стандарт HLG является обратно совместимым с SDR, то есть один и тот же сигнал сумеют понять как SDR-, так и HDR-телевизоры. Однако если SDR-устройства отсекут часть сигнала, из которого состоит HLG-поток, как ненужную, техника с поддержкой формата сумеет расшифровать оставшуюся часть и значительно улучшит динамический диапазон картинки.

Как и в оригинальном PQ, метаданные не используются. Существует лишь одно общее требование к телевизорам для работы с HLG – поддержка цветового пространства BT.2020. Это открытый и бесплатный стандарт, разработанный с прицелом на использование в массовом телевещании. На данный момент не является широко используемым, хотя и поддерживается некоторыми современными ТВ.

Advanced HDR

В данном случае речь идет о семействе стандартов, в разработке которых принимают участие несколько крупных компаний, включая Philips, STMicroelectronics и Technicolor. Основной стандарт серии SL-HDR1 поддерживает статические (ST 2086) и динамические метаданные на базе форматов ST 2094-20 от Philips и ST 2094-30 от Technicolor. Этот формат предоставляет широкие возможности по работе с HDR для производителей контента. Для конечного пользователя интереса пока не представляет.

Маркетинговая запутанность

Казалось бы, неужели можно запутать еще сильнее? Оказывается, можно. Помимо перечисленных выше вполне официальных названий, используемых в технических документах, в каждой компании применяется еще как минимум несколько сугубо маркетинговых терминов для HDR-технологий. Разбираться в нюансах этого зоопарка мы не будем, однако имеет смысл выделить общую тенденцию.

В основном под этими названиями скрываются фирменные способы доработки и трансформации SDR-контента в HDR. Кроме того, иногда производители с помощью соответствующей маркировки предлагают пользователю выбор между начальным, средним и высокобюджетным уровнем техники. В контексте HDR-технологий эта маркировка нередко указывает на максимальное пиковое значение яркости конкретного монитора или телевизора, что может оказаться полезным. Если разбираться в деталях совсем не хочется, можно ориентироваться на логотип ULTRA HD PREMIUM, утвержденный организацией UHD Alliance для сертификации высококачественных 4K-HDR-устройств.

Выводы

Что же касается теоретической яркости в 10 000 нит, то современные телевизоры еще очень далеки от достижения этих цифр на практике. Даже профессиональные мониторы, стоимость которых превышает десятки тысяч долларов, способны выдавать не более 4000 нит. В то же время большинство обычных пользовательских устройств упираются максимум в 1000 нит. Мастеринг контента для основных HDR-форматов также производится на оборудовании с пиковой яркостью от 1000 до 4000 нит.

Несмотря на то что показатели пиковой яркости важны, HDR-видео нельзя получить, просто сдвинув ползунок в крайнее положение. Многие люди удивляются, когда узнают, что яркость большей части современного HDR-контента не превышает 100–200 нит и лишь в отдельных сценах достигает относительно высоких значений. Расширенный диапазон подразумевает, что в одной сцене могут присутствовать довольно темные области и очень яркие объекты. Например, в сцене, где главный герой идет с ярким факелом по темной пещере, яркость окружающего пространства может не превышать условных 100-150 нит, а факел при этом светить на все 1000 нит и даже больше в зависимости от того, как решит режиссер в процессе мастеринга. В этом и заключается основное отличие HDR от SDR: если увеличить яркость на SDR-мониторе, то более освещенной станет вся пещера, а не отдельные объекты в ней.

Считается, что лучше выбирать HDR-формат с поддержкой динамических метаданных, однако на сегодня при правильной калибровке ТВ заметить критическую разницу между HDR10, HDR10+ и Dolby Vision весьма сложно. Это связано в том числе с особенностями производства контента, когда стараются угодить сразу всем. Поэтому даже HDR10 со статическими метаданными будет хорошим выбором, тем более что большая часть HDR-контента сегодня представлена именно в этом формате или совместима с ним. Если ТВ при этом будет поддерживать один из форматов с динамическими метаданными – еще лучше. В любом случае наличие метаданных очень желательно, так как в большинстве современных фильмов с поддержкой HDR наверняка будут сцены, перекрывающие возможности вашего устройства вывода, а за счет дополнительной информации обработать их будет легче. Что же касается цвета, то 10 бит – прекрасный компромисс. Объективных данных за 12-битное кодирование на сегодняшний день нет.

Качественная реализация HDR никого не оставит равнодушным, но подобное устройство и стоить будет соответствующе. Впрочем, если кошелек позволяет – дело за малым.

Читайте также: