Что такое HDR? [Easy-to-Digest Guide]

Представьте, что вы находитесь где-то в темном офисе и работаете за компьютером. Наконец, после нескольких утомительных часов вам пора домой. Вы выходите из офиса, и яркий солнечный свет слепит вам усталые глаза. К счастью, минут через пять они привыкают к свету .

А как насчет наших устройств?

Может ли камера или телевизор адаптироваться к уровням света и темноты в сцене?

HDR делает это возможным.

Но что такое HDR ?

HDR - это аббревиатура от метода высокого динамического диапазона , используемого более века .

Правильно - почти 170 лет назад (около 1850 года) Гюстав Ле Грей изобрел технику HDR.

Проще говоря, динамический диапазон представляет собой отношение светлого к темному. Таким образом, широкий динамический диапазон увеличивает коэффициент контрастности для создания изображения, более приближенного к реальному.

Это, по существу, есть смысл HDR.

Давайте углубимся, ладно?

Что такое HDR и как он работает

Еще в 1850 году Гюстав Ле Грей хотел сделать фотографии, на которых небо и море видны в деталях. К сожалению, когда он сфокусировался на море, облака утратили некоторые черты, и наоборот.

Разве это не облом.

Видите ли, у него не было мощной HDR-камеры, чтобы сделать великолепный снимок, о котором мечтала его артистическая душа.

Однако у него была идея .

Поэтому он сделал два снимка одной и той же сцены - одну с фокусом на небе, а другую на море. Затем он наложил два негатива и напечатал следующее:

Гюстав Ле Грей - Бриг на воде. Предоставлено: изображение общественного достояния.

Эта фотография - одна из его многочисленных работ, которые ознаменовали рождение HDR как техники, а затем как технологии.

Когда Гюстав Ле Грей сделал это фото, акцент был сделан только на контрасте.

Позже, когда эволюционировали камеры, в смесь были добавлены цвета. Итак, вот уже несколько лет делать HDR-фото на наш смартфон невероятно просто .

Сегодня наша камера использует ту же технику, которую использовал Гюстав Ле Грей 170 лет назад. Наши телефоны делают не менее трех снимков одной и той же сцены и накладывают их, чтобы создать более четкое изображение. Тем не менее, сегодня это намного проще, благодаря встроенному в наши смартфоны программному обеспечению HDR .

Итак, что означает HDR в наше время?

Одним словом - лучшая контрастность и более аутентичные цвета .

Вся идея HDR заключается в том, чтобы сделать изображения более похожими на то, что ваши глаза видят в реальном мире.

Теперь.

Прежде чем мы продолжим, вы должны знать, что существует важное различие между HDR-фотографией и HDR для дисплеев.

Чтобы прояснить каждый из них, давайте рассмотрим их более подробно.

Что такое HDR в фотографии и почему это важно?

Как упоминалось ранее, использование HDR позволяет вашей камере делать несколько снимков и объединять их для создания изображений HDR .

Итак, как пошагово работает HDR?

Сначала сделайте снимок с помощью смартфона. Когда HDR включен, вы заметите, что снимок занимает больше времени по сравнению с той же фотографией с отключенным HDR.

Это потому, что ваше устройство делает несколько снимков с разной экспозицией за одну серию . Эти изображения, называемые стопами, начинаются с очень темного изображения и удваивают количество света в каждом последующем. Эта технология также известна как HDRI , или визуализация с расширенным динамическим диапазоном.

Благодаря HDR детали в темных местах лучше видны, а контраст между светлым и темным делает фотографию более реалистичной и яркой. Как этот:

Хотя вы можете делать потрясающие фотографии с помощью HDR, имейте в виду, что это не универсальный рецепт для создания потрясающих изображений.

Что можно и чего нельзя делать в HDR-фотографии

HDR может сделать вашу фотографию шедевром или интересным предметом.

Так что использование HDR может быть хорошей идеей, если вы снимаете одно из этих изображений:

• Пейзажи

Обычно существует большая разница в контрасте между небом и сушей / морем (проблема, с которой столкнулся Гюстав Ле Грей). В таком случае съемка нескольких изображений и их объединение может решить эту проблему и выявить больше деталей. И в более ярких, и в темных частях сцены.

• Сцены при слабом освещении

Если света недостаточно, вы можете улучшить изображение с помощью HDR. Это позволит выявить больше деталей как в темноте, так и в светлом спектре. Этот метод не просто увеличивает уровень яркости всей фотографии. Вместо этого он объединяет более темные части с более светлыми, создавая красивый реалистичный эффект.

Нравится:

• Слишком яркие сцены

Вы знаете, как иногда вы фотографируете кого-то, и солнце светит ему прямо в лицо, создавая нежелательные тени?

Или как блики от лобового стекла автомобиля могут испортить красивую фотографию? HDR может исправить это, уменьшив уровни белого, чтобы сбалансировать общее изображение.

Эти изображения потрясающие, но без HDR от них едва ли перехватило бы дыхание.

Тем не менее, есть несколько ситуаций, когда вам не следует включать HDR.

• Сцены с движущимися объектами

Поскольку вы уже знаете, что такое HDR и как он работает, легко представить результат, который вы получите от наложения нескольких снимков с движущимися объектами.

• Сцены с яркими цветами

Если вы снимаете сцену, в которой уже есть яркие цвета, использование HDR может отключить их.

• Сцены с заданной высокой контрастностью

Представьте, что вы хотите сфотографировать силуэт. Включение HDR было бы не очень хорошей идеей, поскольку он попытается раскрыть больше функций объекта.

Невозможно создать такую ​​фотографию с включенным HDR:

На этом мы завершаем наш краткий урок по HDR-фотографии - теперь вы знаете, как высокий динамический диапазон может создать или испортить потрясающее изображение.

Теперь.

Давайте обратим наше внимание на технологию, которую мы не могли использовать последние 170 лет. Конкретно - HDR TV .

Что такое HDR-телевизор и стоит ли оно того?

Мы уже знаем основы HDR благодаря предыдущим абзацам. Как бы то ни было, до сих пор основное внимание уделялось захвату изображений HDR . Теперь давайте узнаем о HDR- видео .

HDR для телевидения появился в последние несколько лет, и крупные производители быстро адаптировали эту технологию для своих новых моделей.

Почему?

Проще говоря - выглядит великолепно .

В видео широкий динамический диапазон увеличивает контраст между светлым и темным, тем самым добавляя глубины сцене.

А поскольку контрастность составляет половину того, что делает HDR-телевизор великолепным, давайте углубимся немного глубже.

Контраст

Контрастность видео - это разница между самыми яркими и самыми темными частями сцены. По сути, HDR улучшает самые белые и самые темные оттенки черного. Это также показывает больше деталей между ними.

Устройство, известное как гнида, измеряет уровень освещенности. Каждая гнида символизирует количество света, производимого свечой. Солнечный свет равен 10 ⁵ нит.

Для справки: средний телевизор FullHD может достигать яркости до 500 нит .

В этой статье мы не особо заботимся о телевизорах FullHD, поэтому давайте посмотрим, как большие мальчики справляются с гнидами.

Самый темный черный цвет - ноль нит . Пока только OLED-телевизоры способны обеспечить идеальный черный цвет (подробнее об этом чуть позже). Что касается света, они не могут производить столько нит, сколько светодиодные телевизоры.

Таким образом, для градации HDR-совместимости телевизор должен отображать яркие сцены не менее 1000 нит для светодиодных и 540 нит для OLED-телевизоров . Фактически, некоторые из первоклассных телевизоров могут отображать до 2000 нит.

Итак, с точки зрения контраста, есть два фактора, благодаря которым телевизор получает ярлык HDR в магазине.

Король поп-музыки раскрыл их обоих почти три десятилетия назад - черный или белый. Кроме этого случая - и то, и другое.

Поскольку мы уже покрыли белых - как насчет того, чтобы ненадолго войти в темноту?

Вы, наверное, заметили, что у OLED-телевизоров более низкий барьер для получения наклейки HDR (540 против 1000 для светодиодов).

Это потому, что они могут легче достичь необходимого соотношения между белым и черным, потому что они могут отображать абсолютный черный цвет .

Видите ли, эти телевизоры могут отключать свои пиксели, обеспечивая тем самым идеальный черный цвет. LED-телевизоры, напротив, не могут. Вот почему последний должен компенсировать отсутствие черных как смоль пикселей, создавая более высокие уровни белого.

Итог - LED и OLED-телевизоры достигают требуемой контрастности по-разному.

Тем не менее, преимущество технологии HDR заключается в том, что она не расширяет только контраст.

Цвета

Хорошая новость заключается в том, что технология HDR часто идет рука об руку с WCG (Wide Color Gamut), которая увеличивает количество цветовых оттенков, которые может воспроизводить телевизор.

Вот как выглядит цветовая гамма, и каждый HDR-телевизор может отображать цвета UHDTV, отмеченные на этом изображении:

CIExy1931.svg: Производная работа Sakurambo: GrandDrake [CC BY-SA 3.0]

Средний телевизор FullHD может воспроизводить 8-битный цвет, что соответствует примерно 16 миллионам цветов. Хотя это звучит впечатляюще, телевизор HDR может обрабатывать 10-битный цвет , также известный как глубокий цвет . Теоретически такой телевизор может воспроизводить более миллиарда цветов .

Результат, который вы получите, если объедините увеличенный коэффициент контрастности с расширенным цветовым диапазоном, просто захватывает дух.

Итак, если пришло время сменить телевизор, стоит подумать о модели, поддерживающей HDR. Это не просто новая мода, как раньше. Разница между обычным 4K и 4K HDR телевизором несомненна даже невооруженным глазом.

Многие путаются, что 4K - это HDR. Это не всегда так. Чтобы прояснить ситуацию, мы должны ответить на простой вопрос.

Что такое 4К?

Стандарт 4K относится к разрешению телевизора - или, чтобы упростить его еще больше, - к количеству пикселей на экране .

Телевизоры 4K имеют 3840 горизонтальных и 2160 вертикальных линий пикселей, и их количество одинаково, независимо от размера экрана. Обычно известное как разрешение 3840 × 2160.

Для сравнения - телевизоры 4K имеют в четыре раза больше пикселей, чем телевизоры FullHD (1080p).

Короче говоря, 4K означает количество пикселей, а HDR означает качество.

Сегодня большинство телевизоров HDR имеют разрешение не менее 4K (или 8K и выше), но не все телевизоры 4K совместимы с HDR .

Поэтому, если вы сомневаетесь между обычным 4K и HDR, вы можете спросить себя: « Стоит ли HDR того? ”

Ответ однозначный: да !

Смотреть.

Многие бренды маркируют свои 4K-телевизоры как HDR-совместимые. Это не значит, что они могут достичь упомянутых нами уровней контрастности и цвета.

Чтобы убедиться, что телевизор может воспроизводить HDR-контент, обратите внимание на логотип ULTRA HD Premium. Это выглядит так:

Хотя большой экран помогает оценить возможности HDR, некоторые телефоны также могут воспроизводить HDR.

HDR-телефоны

Производители смартфонов также приняли технологию HDR, чтобы улучшить качество просмотра для своих клиентов. Список HDR-телефонов растет день ото дня, и сегодня на рынке представлено более 50 моделей . Телефоны LG также поддерживают формат Dolby Vision (подробнее об этом чуть позже).

Так где же найти HDR-контент для своего телефона?

Самые популярные потоковые сервисы, такие как Youtube, Amazon Video и Netflix, предлагают HDR-контент для мобильных устройств.

Хотя телефоны HDR создают невероятное изображение, они не могут сравниться с изображениями, которые может предоставить телевизор.

Чтобы в полной мере использовать преимущества этой технологии, производители телевизоров используют различные форматы HDR для улучшения своих моделей.

Объяснение форматов HDR

На сегодняшний день разные HDR-телевизоры используют один или несколько из пяти форматов HDR:

• HDR10
• HDR10 +
• Dolby Vision
• HLG
• Разноцветный

Основное различие между ними заключается в том, как каждый из них использует метаданные (или не использует их вообще).

Итак, что такое метаданные?

Короче говоря, метаданные - это информация, которая преобразует стандартное видео в HDR-видео. Есть два типа - динамические и статические метаданные.

• Динамические метаданные могут регулировать широкий динамический диапазон на лету - от сцены к сцене.
• Статические метаданные не меняются, что может привести к потере деталей в разных сценах.

Думайте об этом как о лампе. Вы включаете его на ночь и выключаете днем. Это «динамические метаданные». При использовании статических метаданных лампа всегда либо включена, либо выключена.

Теперь мы увидим звезд шоу и то, чем они отличаются друг от друга.

HDR10

Это наиболее широко применяемый стандарт. Его можно использовать бесплатно, и почти все производители поддерживают HDR10 . Он использует статические метаданные и предлагает 10-битную глубину цвета . По сути, этот формат отправляет метаданные один раз в начале видео, и телевизор использует одни и те же настройки на протяжении всего видео.

LG использует собственный Active HDR, который добавляет динамические метаданные поверх типичного формата HDR10 . Активный HDR - это не совсем формат HDR, а только реализация на экране.

HDR10 +

Этот формат, созданный компаниями Samsung, 20 th Century Fox и Panasonic, добавляет динамические метаданные к стандарту HDR10 . HDR10 + может регулировать уровни яркости для каждой сцены или кадра в реальном времени , благодаря чему видео выглядит так, как задумал его режиссер. Как и HDR10, он обеспечивает 10-битную глубину цвета и является открытым стандартом . Производителям и создателям контента не нужно платить за лицензию на его использование.

Dolby Vision

Dolby Vision на сегодняшний день является наиболее технологически продвинутым стандартом. Он использует динамические метаданные и обеспечивает 12-битную глубину цвета. Он подстраивается под каждый экран и оптимизирует видео по кадрам.

Теоретически Dolby Vision может воспроизводить контент с максимальной яркостью до 10 000 нит .

Обратной стороной этого стандарта является то, что производители должны платить Dolby за использование их формата.

Более того, по-прежнему не так много моделей, которые могут использовать возможности Dolby Vision .

В любом случае, если мы сравним Dolby Vision и HDR10 , Dolby побеждает во всех категориях, кроме цены. (Последний бесплатный.)

HLG - Гибридная логарифмическая гамма

Если в этой статье вам не хватило аббревиатур - вот еще одна - HLG .

BBC и японская NHK решили создать формат, который вещатели могут использовать для отображения HDR-контента.

Он вообще не использует метаданные, что делает его универсальным для любого телевизора 4K (SDR или HDR), стандартный динамический диапазон - формат FullHD . Несмотря на это, он по-прежнему может обеспечивать более широкие уровни яркости и цвета.

Стандарт обратно совместим, что означает, что он может обрабатывать HDR-видео и отображать его как SDR.

Производители могут использовать его бесплатно, но недостатком является то, что контента пока немного. Большинство телеканалов также не транслируют контент в формате 4K.

К счастью для BBC, большинство новых моделей телевизоров приняли формат HLG , поэтому мы можем ожидать, что вещательные компании также примут его.

Цветной HDR

Что отличает Technicolor HDR от других форматов, так это то, что он может масштабировать контент SDR до HDR.

Проще говоря, если у вас есть телевизор, поддерживающий Technicolor HDR, у вас также будет лучшее изображение при просмотре контента SDR. Это происходит путем преобразования сигнала в соответствии с техническими характеристиками вашего телевизора. Это означает, что вы получите максимум возможностей своего телевизора независимо от исходного формата контента.

Технология Technicolor HDR не требует лицензионных отчислений для производителей телевизоров и вещательных / стриминговых компаний.

Тем не менее, все эти новые модели и форматы телевизоров ничего не значили бы, если бы не было достаточно контента, чтобы поддерживать их существование.

HDR-контент - где найти HDR-видео?

Владеть телевизором 4K HDR не имеет особого смысла, если вы не можете смотреть видео HDR, верно?

Их можно смотреть двумя способами - через потоковые платформы или с помощью аппаратных плееров.

Вот где и как можно смотреть HDR-контент:

Потоковые сервисы

Некоторые из основных потоковых платформ предоставляют HDR-контент - разница между ними заключается в количестве фильмов / шоу и поддерживаемых форматах.

Netflix

Крупнейший потоковый сервис поддерживает основной формат HDR10 и Dolby Vision . Если скорость вашего интернет-соединения составляет 25 МБ / с или выше, вы можете наслаждаться названиями Netflix HDR.

Однако, если у вас есть телевизор Samsung, вы не сможете смотреть фильм с динамическими метаданными. Причина в том, что Netflix не поддерживает HDR10 +, а Samsung выступает против Dolby Vision . Вот почему вы можете смотреть только стандартные шоу и фильмы HDR10.

Amazon Prime Video

В то время как Amazon рассчитывает на HDR для своей продукции «Prime Original», они ограничивают свой HDR-контент только тремя производителями. Вы можете смотреть заголовки HDR, только если у вас телевизор Samsung, Sony или LG .

Заголовки в коллекции Prime Video доступны в форматах HDR10 , HDR10 + и Dolby Vision .

iTunes

Неудивительно, что потоковая служба Apple не поддерживает HDR10 + от Samsung из-за их хорошо известного соперничества.

Пользователи Apple могут наслаждаться только стандартными фильмами HDR10 и Dolby Vision .

Приятный штрих от Apple заключается в том, что если вы уже приобрели титул FullHD, как только вы приобретете новый телевизор 4K HDR , вы сможете смотреть его в HDR, не покупая один и тот же фильм дважды.

Вы даже можете найти подробный список названий 4K HDR доступны на ITunes.

Это были самые популярные потоковые платформы, предлагающие заголовки в HDR. FYI Hulu, HBO Теперь и слинг телевидение не поток в 4К HDR на всех.

В любом случае, если вы хотите получить бумажную копию фильма и посмотреть его с HDR, вот плееры, поддерживающие 4K HDR .

Устройства с поддержкой HDR

Если вы поклонник дисков и хотите иметь коллекцию самых крутых фильмов, вы можете легко определить, являются ли они HDR. На передней панели каждого футляра имеется логотип HDR.

О, и давайте не будем забывать, что в мире 2,3 миллиарда игроков . Большинство из них влюбятся в игры HDR, и уже есть несколько игровых мониторов, поддерживающих этот формат.

Ультра HD Blu-Ray

Плееры Blu-Ray Ultra HD становятся новым стандартом проигрывателей за последние два года. Все больше и больше фильмов имеют широкий динамический диапазон . Даже некоторые старые фильмы улучшены с помощью технологии HDR. Один из таких примеров - Matrix (1999), который вернулся в конце 2018 года с HDR и Dolby Vision .

И все мы знаем, кто еще вернется. Terminator был выпущен еще раз в 2018 году, на этот раз - в HDR.

Как и в случае с потоковыми сервисами, разные проигрыватели Blu-ray Ultra HD поддерживают разные форматы в зависимости от производителя. Практически все новые модели поддерживают HDR10 . Dolby Vision - второй по популярности формат, опережающий нынешнего лидера.

Плееры Samsung, естественно, идут с HDR10 +. Недавно корейский гигант объявил, что объединились с Universal для выпуска нового контента HDR10 + в 2019 году.

Теперь давайте посмотрим на игроков и различные возможности игровых консолей.

PlayStation 4 Pro и PlayStation 5

PS4 Pro с момента своего запуска поставлялась со встроенной поддержкой HDR. Однако у него нет привода 4K Ultra HD, поэтому он не может транслировать фильмы HDR на ваш телевизор.

Однако игры поддерживают HDR. На данный момент доступно несколько названий с расширенным динамическим диапазоном (вот список ). Список будет значительно расширяться, поскольку HDR в конечном итоге станет стандартом в игровой индустрии. Так что будьте уверены, мы увидим больше игр HDR в 2022 году и в ближайшие годы.

Новая PS5 также поддерживает HDR, а новая консоль имеет улучшенную поддержку, учитывая, что у PS4 были некоторые проблемы.

Xbox One X, Xbox One S, Xbox серии X

Конкурент PlayStation предлагает встроенный привод Bluray Ultra HD, так что вы можете смотреть свои любимые диски Bluray 4K HDR на телевизоре. Самое смешное, это Sony , который создал технологию Blu Ray в первую очередь (и , как упоминалось , они не ставили его в своей собственной консоли.)

В любом случае, Xbox One S и Xbox One X предлагают HDR10 для видео. Последний даже поддерживает игры 4K HDR, в то время как в Xbox One S графика масштабируется до 4K.

Xbox Series X поставляется с улучшенной и упрощенной поддержкой HDR благодаря функции Auto-HDR, которая использует машинное обучение для добавления HDR в большинство игр.

Вот и все по устройствам.

Пришло время для высокодинамичного резюме (HDR).

Заворачивать

Уф, это было довольно долгое путешествие.

Мы начали с пристани HDR-фотографии. Затем мы сели на корабль Гюстава Ле Грея, который перенес нас в будущее. Он выглядел настолько ярким и красочным, что мы решили остаться там ненадолго.

Мы увидели яркие цвета и обнаружили жизненно важное значение коэффициента контрастности и метаданных - и они познакомили нас с различными форматами HDR. Они же объяснили, как они реализованы на разных устройствах.

В общем - мы рассмотрели основы HDR во всех его формах. В довершение всего - ниже есть раздел часто задаваемых вопросов.

Если вам понравилась эта работа - поделитесь ею или выскажите свое мнение в комментариях ниже.

Увидимся в следующий раз, когда предстоит исследовать еще одно чудо техники.