Формат hdr что это такое
Что такое технология HDR в мониторах
Содержание
Содержание
Магический набор слов «расширенный динамический диапазон», или коротко HDR, все чаще встречается в спецификациях мониторов. Технология HDR делает изображение более живым и реалистичным благодаря увеличению яркости и расширению цветового охвата. При этом значительно возрастает контраст между светлыми и темными участками, что в свою очередь повышает детализацию изображения. HDR приближает картинку на экране к реальной жизни — именно этого пытаются добиться создатели современных фильмов и игр.
С основными понятиями и форматами HDR подробно можно ознакомиться в блоге «Что такое HDR в телевизоре». А мы сразу перейдем к стандартам и требованиям HDR для PC.
Стандарты HDR для мониторов
Маркетологи любят клеить ярлычок «HDR» практически на любой монитор. В отличие от телевизоров, где все более или менее ясно, на рынке мониторов какое-то время просто не существовало четкого понимания HDR-дисплея. Навести порядок смог появившийся в 2018 году стандарт VESA DisplayHDR. Он гарантирует потребителям, что устройство с таким сертификатом может качественно воспроизводить HDR-контент. Существуют три основных стандарта VESA DisplayHDR. Цифры в названии означают пиковую яркость, необходимую для получения сертификата.
VESA DisplayHDR 400 — начальный уровень с простыми требованиями: пиковая яркость 400 нит и 8-битная матрица. Технология локальной подсветки не обязательна, поэтому эффект HDR сильно ощутим не будет. Символично, что цены на подобные мониторы начинаются как раз с 400 долларов.
VESA DisplayHDR 600 — стандарт более требовательный: необходимы яркость 600 нит, 10-битная матрица и локальная подсветка (чаще всего динамическая контурная). Стоимость большинства таких дисплеев превышает 1000 долларов.
VESA DisplayHDR 1000 — стандарт для high-end-мониторов с максимальной яркостью 1000 нит, 10-битной матрицей и строгими требованиями к технологии локального затемнения. Это обеспечивает вдвое большую контрастность по сравнению с DisplayHDR 600. Такие устройства имеют утолщенный корпус с перфорацией для охлаждения системы матричной подсветки. Стоимость монитора с диагональю 27-35 дюймов зачастую составляет более 3000 долларов.
Недавно появился новый стандарт — VESA DisplayHDR 1400. Он предназначен для сертификации профессиональных мониторов. Кроме невероятной яркости в 1400 нит требуется расширенный до 95 % охват цветового пространства DCI-P3 65. Данный сертификат пока не получил ни один монитор.
Следующие три стандарта предназначены для ноутбуков.
VESA DisplayHDR 500 — требует 10-битную матрицу и локальную подсветку. Ограничение по пиковой яркости в 500 нит призвано не дать перегреться тонкому дисплею.
VESA DisplayHDR 400/500 TRUE BLACK — основаны на оценке минимальной яркости при передаче черного цвета. Чем меньше, тем лучше. При этом допустимый уровень составляет 0,0005 нит — нижний предел для стандартных колориметров.
Отдельно идет сертификация от компании AMD. FreeSync Premium Pro требует от мониторов:
Мониторов с этим сертификатом автору найти не удалось, однако уже есть небольшой список компьютерных игр, соответствующих данному стандарту.
Иногда производители пытаются добиться нужного эффекта путем накручивания настроек контрастности и яркости, поэтому перед покупкой лучше свериться со списком сертифицированных HDR-моделей. Также отметку о сертификате можно найти на упаковке монитора и сайте производителя.
Контент
Скажем сразу, с HDR-контентом для ПК дела обстоят неважно. Стриминговые сервисы типа Netflix, Disney+, AppleTV+ и HBO Max заточены прежде всего под телевизоры и не всегда корректно отображают HDR-контент на PC. Выходом могут стать фильмы на UHD Blu-ray-дисках при наличии соответствующего привода.
Больше, чем кто-либо, оценить возможности HDR-мониторов смогут геймеры. К их сожалению, с этой технологией работают пока лишь некоторые компьютерные игры: Halo, Assassin’s Creed Odyssey, Metro Exodus, Far Cry 5, Borderlands 3, RE 2 и несколько других. Как все печально, можно увидеть, например, в Microsoft Store.
Аппаратное и программное обеспечение
Для воспроизведения HDR-контента одного HDR-монитора недостаточно — нужны кабели DisplayPort 1.4 или HDMI 2.0 и соответствующая видеокарта:
Война форматов, которая идет на рынке HDR-ТВ, не коснулась мониторов: Windows 10 безальтернативно поддерживает только формат HDR10. Исключением является Dolby Vision, с которым способны работать всего несколько профессиональных мониторов посредством специальных декодеров.
Для воспроизведения HDR-контента на PC требуется ОС Windows 10, кодеки для декодирования 10-битного видео (HEVC или VP9) и последняя версия драйверов WDDM. В телевизорах HDR-контент обычно запускается автоматически, на PC эту функцию необходимо активировать вручную, следуя инструкциям Microsoft. Если есть сомнения в активации HDR-режима, можно воспользоваться специальной тестовой утилитой от Vesa из магазина Microsoft.
Возможно, в будущем ОС научится корректно узнавать HDR-контент и будет автоматически включать его поддержку. Пока же во избежание цветовых искажений во время обычной работы HDR-режим лучше отключать.
XDR от Apple
В разговоре об HDR-мониторах, нельзя не упомянуть компанию из Купертино, которая в прошлом году представила свое видение расширенного цветового диапазона. Технология, получившая название Extreme Dynamic Range (XDR), была реализована в мониторе Pro Display XDR.
Стоимость устройства составила 380 000 рублей за базовую комплектацию (что, в принципе, можно обосновать превосходными характеристиками) и 80 000 за ножку (что логике уже не поддается). Если отвлечься от вопроса цены, дисплей бесспорно очень хорош. Монитор с диагональю 32 дюйма имеет уникальное разрешение 6016 х 3384. Стандартная яркость панели достигает 1000 нит, пиковая — 1600 нит.
Но, несмотря на громкое название, за рамки общепринятых стандартов HDR компания не вышла. Имея 10-битную матрицу и 576 зон подсветки, Pro Display XDR не сильно отличается от других премиальных мониторов, а впечатляющие показатели достигаются за счет огромной пиковой яркости.
О чем еще молчат маркетологи
При потреблении видео- и игрового контента технология HDR безусловно дает новые ощущения, но есть несколько спорных моментов. Во-первых, высокие значения пиковой яркости оказывают крайне негативное воздействие на глаза. Особенно на расстоянии стандартного полуметра от матрицы. Особенно в темноте.
Во-вторых, мониторы с псевдо-HDR часто грешат перекрученными настройками, которые просто убивают точность цветопередачи.
В-третьих, HDR в мониторах является лишь одним из многих направлений развития: вчера производители рекламировали реалистичную физику, сегодня — трассировку лучей, завтра появится что-нибудь еще. Пока неясно, станет ли HDR одной из ключевых характеристик при выборе монитора в будущем.
Новая война форматов: телевизионный HDR
Всем привет! Так уж вышло, что современная промышленность редко приходит к одному стандарту, а если и приходит, то некоторые компании часто дополняют простые и понятные общие технологии своими костылями. Последней крупной «войной форматов» можно назвать HD-DVD vs BluRay, в которой победил последний. Что ж, новый виток технологий выкатил новые «пушки»: один из основных трендов телевизоростроения в 2016-м году — поддержка формата HDR (расширенного динамического диапазона).
Что это, как оно работает, чем отличается от того HDR, что используется в фотографии и играх и какие форматы воюют в этот раз — в нашем сегодняшнем посте.
HDR – что это такое и зачем небходимо
HDR (High dynamic range) — это технология расширения динамического диапазона изображения. Человеческий глаз адаптируется к уровню окружающего света. При съёмке фотографии или видео параметры оптической системы (то есть чувствительность фотоматериала или сенсора, значение диафрагмы и выдержки) влияют на формирование кадра, и записанная единожны информация содержит определённый диапазон яркостей. От того, что условно считается «чёрным» (но может не быть чёрным в реальности, т.к. количесва отражённого света просто не хватило для записи другого оттенка) до того, что считается «белым» (аналогично, объект может отражать / излучать больше света, чем способен запечатлеть сенсор на текущих настройках, при этом не быть белым с объективной точки зрения).
Разница между самыми яркими и самыми тёмными оттенками и есть искомый динамический диапазон. Если сцена имеет бОльший динамический диапазон, чем способна запечатлить техника, то на картинке будет присутствовать выгорание светлых участков и/или зачернение теней, то есть потеря яркостной и цветовой информации.
Расширение динамического диапазона приводит к увеличению воспринимаемого камерой диапазона яркостей, но вместе с этим снижает контрастность изображения. Для восстановления контрастности используют различные алгоритмы повышения локальной контрастности и тонального преобразования (tone mapping).
Но если при записи контента решён вопрос преобразования расширенного динамического диапазона в обычный, то зачем нужен HDR в телевизорах и как он работает?
HDR в телевизоре
Телевизионный HDR занимается тем же: увеличивает количество допустимых яркостных значений между темнейшими тёмными оттенками и ярчайшими яркими, таким образом правильно закодированный видеопоток может отобразить большее количество различных оттенков в кадре. В целом картинка становится более детализированной, яркой и чёткой за счёт увеличения микроконтраста в «пограничных» зонах, которые на обычном видеопотоке и обычном телевизоре выглядели бы одноцветными или малоконтрастными, а в движении и вовсе терялись бы.
Обеспечить поддержку HDR необходимо сразу в нескольких местах. Телевизор должен уметь декодировать и отображать подобный сигнал — раз. Контент должен быть закодирован соответствующим образом и содержать необходимую информацию — два. Доставить контент с увеличенным битрейтом тоже необходимо, то есть иметь поддержку со стороны «транспорта» сигнала (интерфейстного кабеля). Три. А ещё контент надо как-то снимать, распространять и так далее. Обеспечить совместимость всего этого разнообразия должен (по идее) набор рекомендаций Rec. 2020. Разберём всё по порядку.
Телевизор
Нет, 30-битные матрицы в ТВ ставить никто не станет, они всё так же останутся 18- или 24-битными, а HDR контент будет приводиться к «обычному» перед отображением. Просто в новом формате записи цветового пространства специальные преобразования позволят закодировать яркостную составляющую бОльшим количеством бит. Специальный алгоритм будет преобразовывать исходный сигнал в «правильный» для телевизора, благодаря чему картинка будет одновременно и более детальной, и не потеряет в контрастности.
И вот здесь есть первая проблема. Стандартов HDR-TV два: HDR10 и DolbyVision. Samsung и Sony сделали ставку на HDR10, большинство голливудских студий и некоторые другие компаниии — на DolbyVision. Да и сам бренд Dolby куда сильнее «раскручен». Современные контент-провайдеры решили вопрос по-своему — Netflix и Amazon просто поддерживают оба формата и вы сами можете выбирать, в каком виде получать HDR-кино. LG решили не участвовать в войне форматов и просто предоставили поддержку и той и той технологий.
Контент и носители
Чтобы осуществить поддержку HDR-видео, требуется соответсвующий формат записи данных. Из «старых» форматов цветовое пространство Rec. 2020 поддерживают H.264 (c некоторыми ограничениями), из «новых» — HEVC, он же H.265. Разумеется, «дополнительная» информация требует больше места, поэтому 4k2k-HDR контент доставляется пока только онлайн. BluRay 4k и единственный (на момент написания статьи) распространённый и сравнительно легко покупаемый плеер подобных дисков производятся Samsung, а на какой формат сделал ставку этот промышленный гигант мы уже знаем. Технически, ничто не мешает реализовать поддержку DolbyVision в BluRay 4k, но на данный момент имеем то, что имеем.
Передача данных
Контент есть, телевизор есть. Осталось перенести контент в ТВ. Здесь (пока что) безраздельно царствует формат HDMI, телевизоров с поддержкой DisplayPort — кот наплакал. Теоретически HDMI 2.0 поддерживает 4k2k-видеосигнал с HDR, но с определёнными ограничениями: 24/25/30 кадров в секунду для полноцветного изображения с 12-битным семплированием и 50/60 кадров в секунду для цветовой субдискретизации 4:2:2 или 4:2:0.
На данный момент HDMI 2.0 — бутылочное горлышко в ТВ-технологиях, и о реальном прорыве в качестве картинки говорить до появления стадрата, поддерживающего «честные» 4k2k 120Hz / 8k4k 60Hz, не приходится. Проблемы HDMI находятся в области обеспечения обратной совместимости — HDMI позволяет передавать сигнал, совместимый даже с аналоговым ч/б телевизором, что накладывает определённые ограничения на развитие стандарта.
Что выбрать
Если вы покупаете телевизор в 2016 году и хотите получить от него максимум, логично было бы обратить внимание на модели с поддержкой HDR. На самих телевизорах производители почему-то стесняются писать HDR Ready, поэтому в магазине надо искать отметку UltraHD Premium. У Samsung такие телевизоры есть в серии 9000 (2016 года выпуска), у LG, например, флагманские OLED’ы, 65EG6.
Из проигрывателей дисков на рынке доступно два решения — Samsung UBD-K8500 (с поддержкой HDR10) и Panasonic DMP-UB900. Зарубежные обзорщики вовсю рекомендуют брать «панас» — у него и качество картинки лучше, и (теоретически) должен получить поддержку Dolby Vision, но пока работает только с теми дисками, которые есть (а на них записывают HDR10 формат). 
На практике же все эти девайсы стоят… немало, и до популяризации HDR-видеоформатов (а также «спуска» его в 1080p-разрешения) вряд ли цены упадут / эти фичи появятся в «бюджетных» линейках телевизоров.
Чисто теоретически, HDR должен уметь (правда, без 4k-воспроизведения, только FullHD) и сравнительно бюджетный Samsung KJ-7500, но проверить это пока не удалось.
Однако буквально недавно Nvidia представила новые десктопные видеокарты семейства Pascal: GTX 1080 и 1070: они поддерживают новые HDR-форматы, так что разработчики игр смогут использовать «честный» HDR (а не его имитацию) в своих продуктах, а вы — в числе первых оценить эти нововведения.
Правда, пока неизвестно, когда данные возможности появятся в играх. Зато как только появятся — вы сможете оценить их одними из первых.
Есть вопросы? Или, быть может, вы из тех счастливчиков, что уже пользуются преимуществами HDR-телевидения? Мы ждём вас в комментариях!
Что такое HDR в телевизоре
Содержание
Содержание
Сегодня поговорим о технологии HDR в телевизорах. Для ее демонстрации маркетологи любят показывать сочную и яркую картинку рядом с серым и унылым изображением. Мудрый пользователь тут же задаст вопрос: «А не хотят ли меня надурить очередным хитрым способом? Например, накрутив настройки изображения, добавив яркости и контрастности?» И да, и нет. Впрочем, обо всем по порядку.
Все изображения, иллюстрирующие возможности HDR, смоделированы!
Терминология
SDR (Standard Dynamic Range) — стандартный динамический диапазон яркости и контрастности. Появился в то время, когда возможности передачи и обработки информации были ограничены, поэтому ее приходилось обрезать и сжимать. В результате выводимое на экран изображение значительно отличалось от реальности.
HDR (High Dynamic Range) — расширенный динамический диапазон. Современная технология, позволяющая сделать изображение максимально реалистичным. При этом значительно повышается детализация в темных и светлых сценах. Реализация HDR связана с такими характеристиками, как яркость, контрастность и цветопередача.
Яркость — максимальный уровень белого цвета, который способно отобразить устройство. Единица измерения — кд/м² (нит).
Контрастность — разница между самым светлым и самым темным участком экрана. Например, контрастность 1000:1 означает, что белые участки в 1000 раз ярче темных. Уровень контрастности определяется тем, насколько насыщенным выглядит темный цвет и насколько ярко отображается белый. Как правило, чем выше контрастность, тем лучше детализация.
Цветопередача — количество воспроизводимых телевизором цветов и оттенков. Зависит от битности матрицы.
Local Dimming — локальная подсветка, которая в одном кадре с разной яркостью подсвечивает разные фрагменты матрицы. Помогает придать насыщенность и глубину черному цвету за счет адресного отключения светодиодов.
Метаданные— сопроводительная информация о том, как телевизор должен отобразить сцену. Статические метаданные несут единые настройки для всего фильма. Динамические регулируют параметры не только каждого кадра, но даже отдельных его участков.
Сразу оговоримся, что HDR в фотоаппарате и HDR в телевизоре — это абсолютно разные вещи, которые не имеют друг к другу никакого отношения.
Что же такое HDR?
Ключевая цель технологии HDR заключается в передаче изображения, максимально приближенного к тому, каким его видит глаз или изначально задумывал автор. Говоря простым языком, HDR дает более естественную картинку и красивые точные цвета.
Особенно заметно данный эффект проявляется в темных и светлых сценах.
Большинство современных 4К-телевизоров по умолчанию оснащены технологией HDR. Для ее реализации требуется 10-битная матрица, пиковая яркость около 1000 нит, высокая контрастность (чем выше, тем лучше), локальная подсветка, разъемы HDMA 2.0а.
4К-ТВ бюджетного и среднего ценового сегмента часто имеют псевдодесятибитную (8 бит + FRC) матрицу и рабочую яркость в диапазоне 300-400 нит, поэтому их возможности HDR не совершенны.
Надпись на коробке еще ни о чем не говорит. Иногда производители телевизоров пытаются преобразовать обычный контент в имитацию HDR. Устройство анализирует информацию о контрастности и яркости сигнала SDR и расширяет диапазон, пытаясь приблизиться к качеству HDR. Полученная при этом картинка заметно уступает оригинальному расширенному диапазону. Например, у компании Samsung подобная технология называется HDR+, у LG — HDR Effect.
Логотипы «ULTRA HD Premium» и «4K HDR» на упаковке телевизора гарантируют поддержку технологии.
Чтобы насладиться HDR, нужен не только HDR-телевизор, но и HDR-контент. Устройство, поддерживающее HDR, чаще всего самостоятельно распознает соответствующие файлы и автоматически их воспроизводит. Обычные фильмы имеют стандартный динамический диапазон и не способны раскрыть всю прелесть технологии. Контент должен быть получен из определенного источника. Это могут быть:
некоторые игры для приставок, начиная с PlayStation 4 Pro и Xbox One X (например, Horizon Zero Dawn и Forza Horizon 4). В играх технология HDR усиливает эффект погружения и улучшает детализацию при разных уровнях освещения. Очевидно, что в ближайшем будущем HDR будет сопровождать большинство новых консольных проектов.
Форматы HDR
Перед покупкой телевизора нужно решить, какой из вариантов HDR подходит именно вам. Производители любят изобретать собственные маркетинговые названия, что может сбить с толку обычного пользователя. Однако все сводится к нескольким основным форматам.
HDR10 — самый распространенный формат с открытым исходным кодом. Пропускает до 10 бит контента, а палитра цветов составляет один миллиард оттенков. Использует статические метаданные, что считается его недостатком, так как технология раскрывается не полностью. Совместим почти со всеми HDR-телевизорами, стриминговыми приставками, онлайн-сервисами, UHD Blu-ray-дисками. Более 99 % HDR-контента имеет его поддержку.
Dolby Vision — формат, имеющий лучшую по качеству картинку. Применяет 12-битное кодирование с 70 миллиардами цветовых оттенков. Благодаря динамическим метаданным параметры HDR могут меняться в каждой сцене фильма. Требует лицензии, а потому чаще используется в премиальных моделях телевизоров. Samsung игнорирует данный формат. Фильмы с поддержкой DV встречаются на Netflix, Amazon Prime Video, Apple TV+ и на UHD Blu-ray, но в целом контента пока немного.
HDR10+ — совместная разработка Samsung и Panasonic. Является упрощенным 10-битным аналогом Dolby Vision, не требующим лицензии. Также использует динамические метаданные. Так как формат был создан Samsung, из-за маркетинговых соображений он вряд ли появится на устройствах главных конкурентов компании. На сегодня он есть в телевизорах Samsung, Panasonic, TCL и Hisense. Не поддерживается UHD Blu-ray-дисками. Из стриминговых сервисов его используют Amazon Prime Video, HBO Max.
Реже встречаются следующие форматы:
HLG (Hybrid Log Gamma) — подразумевает один сигнал для HDR и SDR. Не использует метаданные и по качеству уступает всем выше перечисленным форматам. SDR-телевизоры способны отображать HLG, что позволяет использовать его в широком вещании. Поддерживается многими ТВ, но контента мало (например, некоторые YouTube-ролики).
Advanced HDR (SL-HDR1,2,3) — целый набор разных форматов, созданный Technicolor. Версия SL-HDR1 обратно совместима с SDR-телевизорами. SL-HDR2 использует динамические метаданные и похожа на Dolby Vision и HDR10+. SL-HDR3 — аналог HLG с динамическими метаданными. Встречается редко, контента еще нет, но потенциал огромный.
Теоретически все форматы могут быть собраны в одном телевизоре, но на практике это большая редкость. Обычно современные устройства имеют не больше 2-3 видов HDR. Чтобы узнать, какой формат поддерживает та или иная модель, надо зайти на сайт производителя и тщательно изучить спецификации.
Подведем итоги. HDR10 является самым популярным и распространенным форматом. Dolby Vision — продвинутый вариант для любителей кино. HLG может стать следующим шагом в эволюции ТВ-вещания. Будущее же HDR10+ и Advanced HDR остается пока под вопросом.
Темная сторона HDR
HDR великолепно выглядит на тестовых роликах и программах о природе и путешествиях. Однако его преимущества не столь очевидны в случае обычных фильмов.
Спустя какое-то время восторг проходит, HDR-видео начинает казаться неестественным, а глаза устают. Возможно, вина лежит на режиссерах, которые в погоне за яркой картинкой перегибают палку в расширении динамического диапазона контента. Любой яркий экран в темном помещении несет солидную нагрузку на глаза. HDR со своими яркими и насыщенными цветами только усугубляет проблему. Именно поэтому некоторые производители предлагают несколько уровней HDR для разных типов освещения.
Наглядные примеры явного перебора с HDR
Маркетологи преподносят HDR как большой бонус. При этом скромно умалчивается, что, по сути, технология ничего не стоит производителю. 4К-телевизоры и так имеют 10- или псевдо 10-битную матрицу, хорошую яркость и контрастность, а локальную подсветку ставят в телевизоры уже более 10 лет. Однако именно HDR, похоже, является основным направлением развития телевизионных технологий на ближайшие годы.