телевизионный HDR / М.Видео-Эльдорадо corporate blog / Habr

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!

Поддержка HDR в телевизоре что это такое

На выставке CES 2017 посетители поняли, что технологии 3D-телевидения уже «мертвы», а изогнутые панели вот-вот уйдут. В то время, как определенные тренды близки к полному исчезновению, производители ТВ пытаются привлечь внимание к другим направлениям, таким как HDR. Но действительно ли так необходимы все форматы HDR? И что это такое — HDR в телевизоре?

HDR — в телевидении означает расширенный динамический диапазон видео изображения. High Dynamic Range (HDR) так на английском пишется этот термин.

Динамический диапазон изображения указывает на разницу между самой яркой точкой на картинке и самой темной. Человеческий глаз лучше воспринимает в природе этот диапазон, чем телевизионная техника может передать. Поэтому для приближения изображения на экране к оригиналу потребовалось вводить такую характеристику как HDR.

Теперь с помощью технических решений можно увеличить динамический диапазон. На практике это означает, что мы как зрители можем увидеть больше градаций цвета на картинке. Если раньше при большой яркости весь участок был одного яркого цвета, то теперь на таком же участке можно различить разные оттенки. Так же и с темными участками.

Это приводит к увеличению цветового охвата.

Лучшее качество изображения

Системы Smart TV по-прежнему окружают нас и, вероятно, продолжат свое существование, однако другие тенденции исчезают. 3D TV больше никому не интересны, а изогнутые телевизоры близки к этому, несмотря на то, что некоторые производители отказываются признавать данный факт. Это может быть для них дорогостоящей ошибкой, поэтому вполне естественно, что компании пытаются получить отдачу от своих инвестиций.

Нужны новые заголовки, названия которых принято сокращать до акронимов, состоящих из пары-тройки букв. Радостно узнавать, что производители снова решили полностью сосредоточиться на качестве изображения.

Можно возражать, что все началось еще с Ultra HD, но телевизионная индустрия быстро поняла, что этот формат не позволяет получить «столько пикселей», чтобы это действительно могло взволновать потребителей. В конце концов, если следовать закону убывающей отдачи, разрешения изображения и размеры экранов должны расти с одной и той же скоростью, однако этого не происходит.

Разработчики начали говорить о «совершенстве пикселей», что на самом деле означает — улучшение контрастности, более широком динамическом диапазоне, и развитии цвета.

Все это привело к главной цели в направлении развития HDR – Rec.2020 (до 2020 года – отсюда и название), широкой цветовой гамме.

Более конкретно, производители хотят улучшить цвета на пользовательских ТВ, и перейти из текущей цветовой гаммы Rec.709 (которая используется для HD-контента), на более совершенную серию стандартов (рекомендация ITU-R BT.2020), разработанную для сферы производства и продажи Ultra HD – Rec.2020.

Чтобы понять то, насколько большой произошел скачок, стоит упомянуть, что Rec.709 охватывает примерно 33% видимого цвета (для человеческого глаза), в то время как Rec.2020 – около 75%.

Производители телевизоров стоят примерно на полпути, так как большинство высокотехнологичных ТВ работают по стандарту DCI-P3 (рекомендуемый для проекторов, используемых в кинематографе, который шире, чем Rec.709, однако, не так хорош, как Rec.2020), предоставляющего примерно 50% видимого цвета.

Двигаясь к Rec.2020, разработчики должны значительно повысить яркость изображения, а это означает, что динамический диапазон дисплея должен быть расширен.

HDR представляет собой новый этап, который интересен во многих отношениях. Люди часто становились свидетелями того, как каждый производитель имеет свою собственную «повестку дня». К примеру, некоторые, в прошлом, пытались реализовать широкую цветовую гамму или расширенный динамический диапазон с помощью собственных методов или путем развития функциональности, но HDR – это полностью новый фундамент для стандартов видео. HDR призван совершить своего рода революцию в технологиях ТВ, фильмах и играх.

HDR поможет стимулировать спрос на OLED TV, устанавливая новый стандарт качества изображения, и ускорит принятие квантовых точек в LCD. Амбициозные цели, «заложенные» в форматы HDR, поспособствуют ускорению инноваций в дисплеях и приведут к совершенствованию новых их типов и вариаций.

Это может звучать немного драматично, но, если вспомнить, когда HD и 3D были только представлены общественности, то можно сказать, что те времена были довольно спокойными относительно развития телевизионных технологий. HDR помог мотивировать производителей.

Дорогу к еще более впечатляющему качеству изображения уже проложили, Ultra HD был первым шагом, и сейчас мы находимся на этапе HDR. Через несколько лет отрасль совершит переход на разрешения 8K и HFR (высокой частоты кадров), которые значительно улучшат воспроизведение движений. Конечно, потребители захотят иметь все в одном пакете, но зная «дорожную карту» заранее, любой сможет принять взвешенное и рациональное решение.

Не слишком ли это много – 4 HDR-формата?

Это не то же самое, что Betamax против VHS или HD-DVD против Blu-ray. Потребители не обязаны делать выбор, основанный на эксклюзивности конкретной технологии, тем более, современные телевизоры уже могут поддерживать больше одного формата HDR.

Однако, имея 4 формата, можно получить альянс, и не всегда хороший. Лучше ознакомиться с подробностями форматов HDR, прежде чем сделать покупку.

Форматы HDR:

• HDR10
• Dolby Vision
• HLG
• Advanced HDR от Technicolor

Если попытаться уменьшить масштаб и посмотреть на рынок с точки зрения перспективы, то на данный момент, HDR и Dolby Vision служат примерно одной и той же цели, несмотря, что Dolby Vision – более гибкий формат, а HLG был разработан, чтобы привнести технологии HDR (и некоторые другие вещи) в эфир.

Телевизионщики требуют отдельного формата, справляющегося с ограниченной пропускной способностью. Dolby Vision технически может служить этой цели, но до сих пор игнорируется. Формат от компании Technicolor имеет мало шансов на успех и может также «уйти в забвение», но «никогда не стоит говорить никогда». Помимо того, не стоит забывать, что формат HDR в исполнении Technicolor, способен конвертировать SDR-контент в HDR.

Наиболее широко используемым форматом на данный момент является HDR10, который поддерживается всеми телевизорами HDR TV.

HDR показал всем, что нельзя полагаться на «статус-кво». Когда телеканалы решили вести в HDR-формате большинство своих трансляций, то в основном они использовали HLG.

Разумеется, 4 формата HDR могут мирно сосуществовать, так как любой из них предлагает различные преимущества. Одна из причин, почему так много форматов лежат в основе HDR, касается телевизионной индустрии, которая находится в постоянном развитии и переписывании стандартов видео.

Оглядываясь назад, многие, наверное, ожидали, что это займет несколько лет, прежде чем «созреют» технологии широкого динамического диапазона, но все случилось гораздо раньше. Компании (особенно Dolby) всегда в курсе происходящего и знают, что тот, кто победит в этой битве, будет играть главную роль в телевизионной индустрии в течение многих лет.

Когда будет CES 2018, возможно общественности представят (или не представят) пятую разновидность формата HDR.

Samsung работает над добавлением динамических метаданных в HDR10 для того, чтобы максимально оптимизировать его качество изображения. В настоящее время это одна из уникальных особенностей формата Dolby Vision, которую Samsung предпочла не замещать.

Apple TV

Один большой вопросительный знак относится к Apple, так как производители телевизоров, похоже, выбирают крупные компании потокового видео (Netflix, Amazon, YouTube). Более или менее, но можно представить, какие форматы будут доступны в популярных медиаплеерах и ТВ-приставках, а также то, что большинство вещателей останутся с HLG.

Такие платформы, как Google, Amazon и Roku, уже «раскрыли карты», но что насчет «Яблока»? Наиболее дорогая в мире компания является одним из крупнейших стриминговых сервисов в мире (iTunes), и в настоящее время работает над совершенствованием операционной системы для Apple TV box. Будет ли Apple использовать один из существующих форматов или введет новый, пятый формат?

Вероятно, скоро все узнают, что планируют в Apple, но это будет позднее в 2018 году. Также можно с уверенностью говорить, что в ближайшие годы форматы HDR будут продолжать развиваться. Так что, это не война форматов – это время, чтобы сосредоточиться на них.

Понятие HDR-фотографий

1. Что такое HDR

Для кого-то первые снимки на цифровую камеру были сделаны семь лет назад, для кого-то — на прошлой неделе. Практически все мы задавали себе вопрос: почему часто на снимках голубое небо превращается в сплошной белый фон, а на тех фотографиях, где небо все же не было пересвечено, все предметы на переднем плане сливаются в темное пятно.

Чтобы понять, почему это происходит, проведем небольшой эксперимент. Поставим камеру в приоритет диафрагмы (AV) и наведем ее на небо в солнечную погоду. Предположим, что камера показала необходимую выдержку 1/2000 секунды. Теперь замерим необходимую выдержку по самой темной части мотива, например одежде человека перед вами. Получим 1/2 секунды. Эта разница в освещении приблизительно соответствует так называемому динамическому диапазону мотива. Ее принято вычислять в ступенях экспозиции, и в данном случае она равна 10 ступеням. Вспомним, что одна ступень соответствует изменению экспозиции в два раза. В нашем случае это изменение времени выдержки от 1/2000 до 1/2 секунды.

Глаза человека могут адаптироваться к изменению освещения до 24 ступеней экспозиции, поэтому мы способны различить детали и на светлом небе, и на темной одежде. Но матрица фотокамеры не может приспосабливаться к свету. У нее есть фиксированный динамический диапазон, то есть разница в освещении между самым ярким участком мотива, который она может зафиксировать, не превратив его в белое пересвеченное пятно, и самым темным участком, в котором зафиксированная информация не перекрывается шумом. Динамический диапазон матрицы большинства цифровых камер равен примерно 9 ступеням экспозиции, что гораздо меньше как способности глаз человека запечатлевать информацию, так и способности черно-белой пленки с ее динамическим диапазоном до 11 ступеней.

При этих ограничениях цифровой фотографии она дает нам возможность манипулировать снимками на компьютере. Поэтому вполне естественным было бы сделать несколько кадров с различной экспозицией, соединив их в один, что дало бы нам возможность заметно расширить динамический диапазон снимка. Один из таких способов заключается в работе со слоями в Photoshop и будет описан позднее. О втором способе — создании HDR — пойдет речь сейчас.

Под HDR или, если быть более точными, HDRI (High Dynamic Range Image), подразумевают изображение с динамическим диапазоном больше, чем в обычных снимках. С какого предела начинается HDR, является темой для многих дискуссий. В некоторых источниках границей называют 13,3 ступени экспозиции, в других — 9 ступеней, которые помещаются и в обычный 8-битный JPG-файл.

С технической точки зрения HDR можно определить как файл, в котором яркости пикселей сохранены не в целочисленном виде, а в формате с плавающей запятой. Для HDRI чаще всего используются 32-битные форматы Radiance (.hdr) или OpenEXR (.exr). Так как обычные мониторы не могут отобразить все значения яркости в 32-битном файле, HDRI необходимо привести в 8- или 16-битное изображение. Этот процесс называется тональным отображением (tone mapping).

Если говорить о том, чем HDR не является, стоит упомянуть, что из 8-битных фотографий нельзя сделать HDR, даже если обработать их в специальных программах, таких как Photomatix. Также изображение, полученное из одного RAW-файла с высветлением теней и затемнением светлых участков, будет просто фотографией, конвертированной из RAW, но никак не HDR.

2. Съемка для HDR

Для создания HDR-изображения нужно сделать несколько снимков с различной экспозицией, запечатлев детали как в темных, так и в светлых частях мотива. Изменять экспозицию, как известно, можно разными способами, но в случае HDR делать это следует изменением выдержки.

Самый верный способ съемки для HDR выглядит так:

• Для начала установим на камере режим приоритета диафрагмы (AV) и выберем нужное диафрагменное число.
• Поставим режим экспозамера по минимальному участку, который позволяет камера. Оптимальным будет точечный или частичный замер, но в крайнем случае для большинства мотивов подойдет и центрально взвешенный метод.
• Измерим экспозицию на самом темном и на самом светлом участках. Для этого интересующий нас участок должен находиться в центре кадра. Запоминаем эти значения.
• Установим камеру на штатив, перейдем в ручной режим (M), поставим то же диафрагменное число, при котором проводили измерения, и будем делать снимки, поднимая выдержку от наименьшего значения к наибольшему (или наоборот) с разницей в одну-две ступени при съемке в JPG-формате или две-три ступени при съемке в RAW.

Если место на вашей карте памяти важно, то можно ограничить количество снимков, проверяя гистограмму. На самой темной фотографии гистограмма должна немного не доходить до правой границы, а на самой светлой — до левой. Лучше даже, если на фотографии с максимальной выдержкой гистограмма начинается в середине шкалы. Тогда мы можем быть уверены, что в получившемся HDR не будет шумов в темных участках, если мы захотим их осветлить.

В тех случаях, когда штатива нет или его нельзя использовать, может помочь эксповилка (AEB) в сочетании с режимом непрерывной съемки. Установка эксповилки на +/– два шага обычно достаточна для создания качественных HDR. В данном случае лучше всего использовать матричный замер экспозиции. Если есть возможность, лучше прислониться к стене или колонне, чтобы уменьшить разницу в кадрах, обусловленную движением.

Чувствительность при съемке для HDR желательно поставить на минимальное значение, поскольку большинство HDR-программ не очень хорошо справляются с шумом. Если же высоких значений чувствительности по каким-либо причинам нельзя избежать, лучше пользоваться Photoshop, поскольку эта программа очень хорошо справляется с устранением шума в HDR.

3. HDR в действии

Рассмотрим, как создавать HDRI и делать тональное отображение на примере «Фотошопа» и «Фотоматикса» — программ, чаще всего используемых для этих целей.

3.1. Создание HDR и тональное отображение в Photoshop

Создавать HDR в «Фотошопе» можно из JPG-, TIF- или из RAW-файлов. Для этого нужно либо выбрать файлы через меню File—Automate—Merge to HDR, либо использовать опцию Add Open Files, если фотографии уже открыты. Если съемка велась с рук, то можно отметить опцию Attempt to Automatically Align Source Images. Только следует учесть, что выравнивание изображений занимает в «Фотошопе» очень много времени, до 45 минут для HDR из трех RAW-файлов. Если программа не может найти EXIF-данные, он попросит внести их вручную.

После вычислений появится окно предпросмотра HDRI. Так как обычные мониторы не предназначены для просмотра 32-битных изображений, будет видна только часть всего светового диапазона этого снимка. Справа отображена гистограмма получившегося HDRI. Передвигая ползунок, можно изменять гамму изображения и рассматривать части фотографии с различной освещенностью. Оставьте значение Bit Depth на 32 и нажмите ОК.

Теперь можно конвертировать HDR в обычное изображение. Для начала лучше конвертировать в 16 бит, чтобы уменьшить возможные потери при дальнейшей обработке. Для этого выбираем Image—Mode—16 Bits/Channel. Появится окно с четырьмя опциями вверху. Для большинства случаев интерес представляет только последняя опция Local Adaptation. Кроме кривой, которая работает подобно простым кривым Photoshop, в этом диалоговом окне есть два параметра: Radius и Threshold. В то время как кривая отвечает за изменение глобального контраста, эти два параметра определяют локальный контраст, контраст деталей.

Radius определяет, сколько пикселей считать «локальной» областью при изменении контраста. Слишком низкие значения делают изображение плоским, слишком высокие могут привести к появлению световых ореолов, особенно при высоких значениях второго параметра, Threshold.

Threshold определяет, насколько выраженным будет локальный контраст.

Теперь осталось поработать с кривой. Для того чтобы узнать, где на кривой лежит световое значение участка изображения, следует, как и в обычных кривых, провести курсором по этому участку изображения. В крайнем случае можно сделать несколько изображений с различными параметрами тонального отображения, потом соединить их с разными режимами перекрытия или скрыть части слоев масками. Перед тем как нажать OK, лучше сохранить установки на кривой, чтобы потом при необходимости изменить их или использовать для изображений, снятых в тех же условиях.

Все вопросы по созданию HDR изображений вы можете задать в разделе «Вопросы эксперту». На следующей странице — обзор основных программ для создания HDR.

3.2. HDR и Tone Mapping в Photomatix

Создадим HDR-файл из нескольких фотографий. Для этого можно выбрать фотографии через HDR-Generate—Browse либо открыть нужные снимки, выбрать меню HDR—Generate и отметить Use Opened Images. Второй вариант не работает для RAW-файлов, поскольку из них Photomatix автоматически создает псевдо-HDRI. Если Photomatix не может найти EXIF-данные, он попытается приблизительно вычислить их. Чаще всего результат совсем неплох, но на этом этапе можно подкорректировать данные экспозиции. Как и в Photoshop, здесь лучше указывать верные данные.

После того как файлы выбраны, появится следующее окно. В нем можно выбрать различные опции для создания HDR. Если существует вероятность, что позиция камеры была немного изменена при съемке, то можно отметить Align Source Images. Photomatix при выборе опции Attempt to Reduce Ghosting Artifacts попытается минимизировать различия в снимках, связанные с движущимися объектами. Если эти объекты относятся к переднему плану, например это люди или качающиеся ветки, то лучше выбрать Moving Objects/People, в меню Detection выбрать High. Опцию коррекции волн, по моему опыту, лучше не активировать, без нее результаты обычно получаются лучше. В настройках тональной кривой отклика (Tonal Response Curve) внизу лучше оставлять Take Tone Curve Of Color Profile.

После того как вычисления закончены, изображение можно повернуть с помощью Utilities—Rotate—Clockwise/Counterclockwise. Обычные мониторы не могут отобразить весь динамический диапазон созданного HDR-изображения, но части его можно посмотреть с помощью окна HDR Viewer. Через View—Default Options—HDR можно конфигурировать, будет это окно появляться или нет. HDR Viewer можно вызвать и комбинацией клавиш Ctrl+V.

Теперь можно приступать к превращению HDR в доступный нормальным мониторам вид. Выбираем HDR—Tone Mapping (Ctrl+T). Появится окно с различными настройками, от которых будет зависеть конечная фотография, то, насколько реалистичной или сюрреалистичной она будет. В поле Method следует выбрать Details Enhancer. Другой метод, Tone Compressor, может давать совсем неплохие и приближенные к реальности результаты, но предлагает меньше опций контроля тонального отображения.

Рассмотрим, что означают различные настройки тонального отображения.

Strength — контролирует влияние на конечный результат остальных параметров.

Color Saturation — цветовая насыщенность полученного изображения.

Light Smoothing — отвечает за плавность световых переходов. Именно она виновата в ореолах, которые свойственны многим HDR-фотографиям. Это значение лучше ставить на максимум.

Luminosity — определяет общий световой уровень фотографии. Повышение этого параметра высветляет тени, более равномерно распределяя световые значения на гистограмме, но в то же время выявляет шумы в тенях.

Micro Contrast — определяет световой контраст в деталях.

Micro Smoothing — уменьшает локальный контраст деталей, влияние предыдущего параметра. Слишком большие значения делают фотографию плоской, со слабо выраженными локальными световыми значениями, при уменьшении этого параметра увеличивается шум и могут появиться темно-серые пятна в областях средней освещенности.

White/Black Clip — определяет значение, после/до которого информация в светлых/темных тонах обрезается.

Output Depth — для изображений, которые вы еще собираетесь обрабатывать в графическом редакторе, лучше ставить на 16 бит.

Некоторые довольно полезные опции были добавлены в версии 2.5: Color Temperature — сдвигает цветовую температуру изображения по отношению к исходному HDRI.

Saturation Highlights/Shadows — изменение насыщенности темных/светлых тонов. Эти опции работают с исходным HDR-изображением, с темными/светлыми тонами реального мотива, поэтому они не являются аналогами Color Balance или Selective Color в Photoshop.

Highlights/Shadows Smoothing — контролируют изменение контраста в темных и светлых тонах.

Shadows Clipping — затемняет темные области, обычно содержащие в HDR много шума.

Обычно локальный контраст получившейся фотографии ниже, чем той, что была в предварительном просмотре. Происходит это из-за того, что тональное отображение рассчитывается с учетом размеров областей локального и глобального контрастов, которые различны в зависимости от размеров изображения. Разница между конечным результатом и предварительным просмотром будет тем больше, чем больше разница между самим изображением и его копией в окне предпросмотра.

В этом случае либо если по каким-то другим причинам результат вас не устраивает, можно вернуться к HDR-файлу опцией HDR—Undo Tone Mapping.

4. Соединение экспозиций (Exposure Blending)

Кроме создания HDR, есть еще один способ увеличения динамического диапазона фотографий. Этот метод работает для любого количества фотографий, снятых со штатива, но для простоты ограничимся двумя снимками. В Photoshop обе фотографии копируются в один файл в виде слоев, а к верхней добавляется маска.

В самых простых случаях, когда светлая и темная части снимка разделены прямой линией горизонта, достаточно закрасить маску градиентом от белого к черному, имитируя серый градиентный фильтр, известный из аналоговой фотографии. Если удерживать Shift при создании вертикального градиента, получится ровный горизонтальный переход.

Гораздо чаще такими простыми методами обойтись не получается: темные и светлые части снимка разделены неровной границей либо разбросаны по всей фотографии. В этом случае маску придется подгонять к конкретному случаю. Для этого слой с более темной фотографией помещаем сверху и добавляем к нему маску. Для начала сделаем грубый набросок распределения яркостей на маске. Это можно сделать несколькими способами.

Первый способ:

• Выбираем более контрастный слой и копируем его (Ctrl+C).
• В списке каналов верхнего слоя выбираем маску.
• Копируем (Ctrl+V).

Для второго способа маски у верхнего слоя сначала быть не должно.

• Среди RGB-каналов более контрастного слоя выбираем самый контрастный канал.
• Выбираем его, кликнув мышкой, удерживая Ctrl.
• Добавляем маску к верхнему слою. Она автоматически заполнится информацией из выбранного канала.

После создания заготовки маски ее контраст можно увеличить кривыми либо сделать маску, состоящую только из черного и белого цветов фильтром Filter—Sketch —Stamp. Правда, работает он только в 8-битном режиме. Чаще всего после этого нужно тщательно подправлять маску кисточками, меняя прозрачность, размер и размытость краев кисти.

Несколько методов соединения экспозиций, дающих иногда очень неплохие результаты, предлагает также Photomatix. Для этого следует открыть фотографии и в меню Combine выбрать один из методов. Лучшие результаты дают H&S—Auto и H&S—Adjust. Значением Blending Point во втором случае можно задать, из каких фотографий предпочтительнее брать информацию. Чем выше это значение, тем больше будет влияние на результат более светлых снимков. Параметром Radius можно контролировать аккуратность перекрытия экспозиций.

5. Последующая обработка

HDR-изображения после тонального отображения обычно следует обработать, чтобы добавить им контраста и скорректировать цвета. Кроме того, изображения, полученные в Photomatix, при некоторых настройках имеют одну особенность: тени в них бывают более светлыми, чем в самом светлом из исходных изображений, а светлые области темнее, чем в самом темном. Чтобы сделать изображение снова приближенным к реальности, следует открыть его в Photoshop, сверху скопировать самую светлую из исходных фотографий в режиме Darken и самую темную в режиме Lighten. Не исключено, что нужно будет добавить к этим изображениям маски и стереть какие-либо части кисточкой с мягкими краями и прозрачностью 10–30%.

Некоторые программы, работающие с HDR, могут искажать цвета и насыщенность цвета при тональном отображении. Эту проблему в большинстве случаев можно исправить в Photoshop: исходные снимки скопировать в виде слоев на получившееся из HDR изображение и поменять режим перекрытия на Color или Saturation, вернув тем самым естественные цвета. В местах пересветов и теней следует использовать цвета соответственно из недо- и пересвеченных исходников.

6. Альтернативные программы для работы с HDR

В этой статье были подробно рассмотрены Photoshop и Photomatix, но кроме них существуют и другие программы, позволяющие создавать HDR и делать тональное отображение. На эти альтернативные программы также имеет смысл обратить внимание.

EasyHDR — программа с удобным, понятным интерфейсом и большим количеством опций. Более гибкая, чем Photoshop, результаты тонального отображения выглядят более натуральными, чем результаты Photomatix.

Artizen HDR — графический редактор, в котором работа с HDR не является основной функцией. Создание HDRI и тональное отображение делает довольно качественно.

Picturenaut — бесплатная программа для работы с HDR. Неплохо справляется с тональным отображением, но при очень большом динамическом диапазоне может быть сложно найти подходящие параметры.

Qtpfsgui — предлагает несколько алгоритмов, различающихся по параметрам, результатам и времени расчета. После тонального отображения результаты сохраняются в различных окнах, что дает возможность сравнить и выбрать оптимальные параметры.

Ulead PhotoImpact — известный графический редактор. Управление каретками тонального отображения не очень удобно, но результаты более или менее удовлетворительные.

HDR View — небольшая программа для просмотра HDRI. Позволяет увеличивать и уменьшать экспозицию, сохранять изображение на выбранной экспозиции в формате bmp.

Технология HDR может помочь фотографам преодолеть ограничения динамического диапазона матрицы цифрового фотоаппарата. Некоторые программы также позволяют создавать изображения, больше напоминающие сюрреалистические картины, чем фотографии. В каких случаях имеет смысл расширять динамический диапазон фотографии, насколько реалистичной будет конечная фотография — все это решает каждый сам для себя. Работа с HDR дает нам эту замечательную возможность выбора.

I have sailed the seven seas … © asmundur

Если у вас остались вопросы по созданию HDR изображений, задайте их в разделе «Вопросы эксперту»!

Что такое 4K HDR, зачем он нужен и где его можно увидеть?

Техника телевизионного изображения не стоит на месте и после — будем честны — средней успешности попытки «продвинуть» телевизоры с 3D-эффектом пришла по‑настоящему интересная технология, которая со временем обещает полностью изменить не только телевидение, но также кино и компьютерные игры. Речь идет о 4K HDR. Что это такое, почему это важно и где его можно увидеть в наилучшем качестве? Рассмотрим новый формат в деталях на примере телевизоров Sony серии XD93.

Когда мы говорим «4К», то обычно подразумеваем панель с разрешением в 3840×2160. Если перемножить эти числа, то мы получим телевизионную панель, содержащую более 8 миллионов пикселей. Этот показатель в четыре раза (!) превышает плотность пикселей в стандартных HD-экранах. Термин 4K пришел из киноиндустрии, где разрешение к настоящему времени достигло стандарта в 4096×2160. Таким образом, сейчас только 4К-телевизоры приближены к изначальному разрешению широкоэкранных кинофильмов. Только представьте себе, сколько всего вы не видите, когда смотрите современный блокбастер (и вообще большую часть фильмов, вышедших в 2016 году) на обыкновенном HD-экране. Последние исследования показывают, что к 2020 году стандарт 4К станет практически повсеместным, тем более в плане изображения такое разрешение позволяет добиться более высокой четкости и контрастности картинки. Вдобавок, на изображение в 4К можно смотреть с близкого расстояния, даже когда имеешь дело с телевизионными панелями больших размеров. Например, 4К-телевизор с экраном в 65 дюймов можно смотреть уже с расстояния в 2 метра. Когда формат несколько лет назад стал доступен для широких масс, это казалось настоящим прорывом. Сейчас же он немного примелькался, стал привычным, хотя по‑прежнему конкурирует из-за высокой стоимости с более архаичными форматами. А тем временем самые современные 4К-телевизоры предлагают зрителю новый формат 4К HDR (High Dynamic Range) — расширенного динамического диапазона.

Работа с оттенками

Что это такое? Если вы выгляните сейчас в окно, то с высокой долей вероятности увидите серые облака и снег. Не самая насыщенная цветовая гамма, но человеческий глаз способен даже в этом однообразном пейзаже различать множество оттенков, которые придают картинке, передаваемой в мозг, четкость и объемность. Стандартный современный телевизор, даже «классический» 4K, не передает цвет в таких деталях, а вот 4К HDR — справится.

Основная идея, на которой базируется формат HDR, заключается в том, что он дает более высокий уровень контраста между светлыми и темными участками изображения на экране. На словах звучит не слишком впечатляюще, но в рамках технологии это достаточно серьёзный шаг. Контраст как разница между самой яркой белизной и самой темной чернотой измеряется в канделах на квадратный метр (кд/м²), или нитах. Низшим показателем спектра яркости будет 0 нит (то есть полная тьма), которого сейчас можно добиться разве что на специальных дисплеях с органическими светодиодами. А вот высший показатель у 4K HDR-моделей на порядок выше, чем у их обыкновенных собратьев. Правда, до передачи реального освещения телевизорам еще предстоит долгий путь. Взгляните на следующую иллюстрацию. Как мы видим, технология HDR достигла яркости обыкновенного костра, а до яркости непрямых солнечных лучей телевизионным технологиям еще далеко, как до Марса. Об обыкновенных телевизорах в этом контексте и вовсе говорить неловко. Суть съёмки в HDR заключается в том, что камера снимает сразу в нескольких режимах с разными выдержками, чтобы полностью «поймать» и свет, и тени снимаемых объектов или сцен. Затем информация обрабатывается так, чтобы свести ее в единую сбалансированную картинку, максимально приближённую к тому, как люди воспринимают цвет и свет. Как и 4К, формат HDR уже активно применяется в современном кинематографе, так что обыкновенный телевизор сейчас «съедает» часть цветовой гаммы фильма. Технология HDR же, согласно данным компании NVIDIA, способна увеличить цветовую гамму в два раза, что покрывает 75% спектра, видимого человеком.

Черный треугольник — это HDR, и он покрывает собой 75% цветов, которые видит человеческий глаз. Желтый треугольник — это цветовая гамма, которую могут показать обыкновенные телевизоры

Встает вопрос, в какой степени все эти показатели должны волновать самого зрителя? В немалой. Разница между 4K HDR и обыкновенным HD-телевизором видна практически любому человеку, так как HDR значительно усиливает контраст между черным и белым, то есть белый становится очень ярким, а черный — крайне темным. Цвета выглядят гораздо сочнее и насыщеннее, вся картинка в принципе кажется глазу более объемной и живой. Этот эффект психологически оказывается сильнее, чем 3D, причем без всяких очков и усталости зрения. Поскольку технология в телевидении относительно нова, далеко не каждый телевизор даже с разрешением 4К располагает форматом HDR, и не во всех устройствах, где эффект представлен, HDR реализован с максимальной эффективностью. По сути, в полной мере новая технология раскрывается только в моделях 2016 года, и в качестве примера мы взяли серию XD93 компании Sony. Попытаемся на «живом» образце рассмотреть будущее телевидения в условиях нового формата, а также те технологические разработки, благодаря которым он обеспечивается.

Живой пример

Когда идет речь о любом новом формате, возникает резонный вопрос о том, существует ли достаточное количество HDR-контента, которое бы оправдывало покупку нового телевизора. Так вот: существует! Во‑первых, это активно развивающийся формат, и в будущем его будет гораздо больше. Во‑вторых, многие современные гаджеты (камеры и смартфоны) уже могут снимать контент в 4K HDR. Такие каналы и сервисы как Amazon, Netflix или HBO активно снимают собственные сериалы в формате 4К HDR, Amazon запустил подписку Prime для трансляции фильмов в этом формате, а на Netflix HDR-контент будет доступен в ближайшее время, в том числе и в России. А если всё-таки кажется, что контента недостаточно, есть ещё один бонус: в телевизорах Sony серии XD93 даже обыкновенный HD-cигнал можно дотянуть до 4К HDR с помощью апскейла.

В них есть 4К-процессор X1^™, он предназначен для обработки 4К HDR — сигнала, одновременно усиливает детализацию изображения, полученного из любого источника, даже далекого от качества 4K: ТВ-передач, дисков DVD и Blu-ray, видеоматериалов из Интернета и цифровых фотографий. Конечно, процессор не сможет из стандартного изображения сделать полноценный 4K, но способен значительно его улучшить. Процессор оптимизирует текстуру, резкость и цвет, одновременно уменьшая количество шумов: система масштабирует каждый пиксель, анализируя отдельные части каждого кадра и сопоставляя их со специальной базой данных изображений с десятками тысяч эталонных записей, собранных Sony за годы работы над производством фильмов и телепередач. Такая обработка позволяет откорректировать и улучшить даже размытую картинку. Не в последнюю очередь такой эффект связан с тем, что в Sony серии XD93 идет 14-разрядная обработка сигнала, которая обеспечивает, соответственно, 14-разрядную градацию цвета, даже если на входе был стандартный на сегодняшний день 8-разрядный сигнал. В результате, у Sony серии XD93 в 64 раза больше уровней цвета, чем у дисплеев обычных телевизоров, и это впечатляющая разница: обыкновенный 8-разрядный сигнал обеспечивает 256 уровней цвета, а 14-разрядный — 16383 уровня. А как видно на таблице ниже, такая разрядность дает на выходе более 4 триллионов оттенков цвета.

Понятно, почему 14-разрядная градация кажется излишней, поскольку глазу столько оттенков цвета в общем-то не нужно, он их просто не видит. Но для телеизображения это важно. Дело в том, что оттенки цвета распределяются в динамической картинке неравномерно. Больше всего их уходит в ярко освещенные области и гораздо меньше — в темные. А человеческий глаз, наоборот, эволюционно более чувствителен к теням, а не к ярким участкам. Возникает противоречие. И здесь у большей разрядности численное преимущество: независимо от равномерности распределения, в тенях фактически в 4 раза больше оттенков, и человеческому мозгу они уже не кажутся плоскими.

Свет и цвет

Впрочем, дело заключается не только в способе обработки сигнала, но и в системах его передачи, поскольку даже максимально обработанную и откорректированную картинку надо еще отобразить так, чтобы все усилия не пропали по дороге. В этом случае включается технология экрана Triluminos^™, которая работает в основном как раз с вершинами того треугольника, который был на картинке выше, то есть с оттенками синего, зеленого и красного, с которыми при воспроизведении на экране телевизора обычно возникает больше всего проблем. По сведениям Sony, эта технология может на 50% расширить цветовую палитру изображения на телевизионном экране. Достигается это за счет технологии квантовых точек, которые обеспечивают наличие «чистых» синего, красного и зеленого цветов (например, в обычных ЖК-дисплеях зеленого цвета как такового нет, он достигает смешением красного и синего). Цветопередача — один из камней преткновения для телевизионных технологий. Проблема в том, что у цвета нет единиц измерения. Его восприятие каждым человеком уникально, зависит от обработки изображения мозгом, индивидуальных особенностей зрения и даже от культуры. Например, древние греки если и видели синий цвет, то точно никогда его не называли, достаточно вспомнить «виноцветное» море Гомера и его же «красные» васильки. Римлянам синий цвет тоже казался вульгарным и опасным. Ещё, как показывают исследования, мужчины и женщины воспринимают цвет по‑разному. Мужчины, например, с трудом различают тонкие оттенки зеленого, синего и красного. Именно поэтому и HDR, и окружающие его технологии делают акцент скорее на контрасте и объемности, которые человек воспринимает более или менее одинаково, чем на количестве оттенков. Вы скорее всего видели диаграмму ниже, сравнивающую восприятие оттенков цветов у мужчин и женщин, но психологические исследования, подкрепленные данными нейрофизиологии, говорят о том, все так и есть, а значит, два человека, сидящие перед одним телевизором, будут по‑разному оценивать количество цветов, которые видят.

Стоит отметить, что все эти алгоритмы и технологии для наиболее эффективного воплощения нуждаются в достаточно ярком экране, где одним из необходимых условий является разная интенсивность подсветки, зависящая от яркости и контрастности изображения. Это достигается с помощью технологии Slim Backlight Drive*.

Формат 4К и так позволяет делать телевизионные панели более широких размеров, а Slim Backlight Drive, распределяя подсветку по краям экрана, дает возможность при минимальной толщине экрана сохранить контрастность изображения и добиться яркости, в три раза превышающей показатели предыдущих моделей. Она анализирует изображение и в соответствии с полученными данными распределяет интенсивность подсветки за счет двух слоев светопроводящих панелей, которые позволяют или усиливать или приглушать свет на разных участках экрана. Кстати, именно со Slim Backlight Drive связана одна особенность изображения, которая не всегда воспринимается однозначно. Когда ярко освещенные HDR-объекты находятся на очень темном фоне, иногда складывается ощущение, что наблюдаешь за отдельными, по‑разному освещенными блоками, а не за единой органической картинкой. Хотя это по сути классический эффект столкновения с более контрастным и четким изображением. Достаточно вспомнить, что довольно частыми жалобами при переходе от VHS к DVD было то, что изображение на DVD «режет глаза». Как воспринимается изображение VHS-качества современным зрителем, лишний раз напоминать не надо. В конечном итоге, новые технологии изображения, весь комплекс, окружающий новый формат 4К HDR, — это способ качественно изменить подачу телевизионного контента. На это направлен и дизайн телевизоров нового формата. Посмотрите на наш образец, на Sony серии XD93: рамки экрана практически отсутствуют, все сторонние элементы, включая провода и крепления, спрятаны от глаз зрителей, остаётся только изображение, и это способствует погружению в другой мир. С увеличением четкости, с приближением изображения к особенностям человеческого зрения картинка на экране, возможно, перестанет быть частью гаджета, и человеческая психика станет воспринимать ее буквально — как окно, ведущее к чему-то, отличному от повседневного человеческого опыта. И если раньше мы могли четко увидеть разницу между телевизионным изображением и реальностью, то с развитием новых технологий, новых форматов эта грань будет становиться все прозрачнее. И следить за этой трансформацией, видеть, как на глазах кардинально изменяются совершенно привычные вещи, вроде телевизора, увлекательно и необычно.

Краткий словарь гаджетоведа:

4К — обозначение разрешающей способности в цифровом кинематографе и компьютерной графике, примерно соответствующее 4000 пикселей по горизонтали. Для кинематографа и домашних 4К-телевизоров разрешение 4К обозначает разные показатели: 4096 x 3072 для полнокадрового разрешения в кино и 3840 x 2160 для домашних телевизоров. HDR (High Dynamic Range) — технология работы с изображениями расширенного динамического диапазона, то есть диапазона яркости, превышающего возможности большинства современных технологий. Технология позволяет работать с полным диапазоном яркости любой сцены, приближая изображение к тому, что видит человеческий глаз. Необходимо различать HDR в фотографии и HDR в телевизорах. При одинаковой задаче — передать цвета окружающего мира максимально достоверно — в фотографии под HDR понимается получение, обработка и хранение растровых изображений. В телевизионных технологиях HDR означает повышенную яркость (в пиковых значения около 4000 кд/м²) и детализацию. Triluminos^™ — технология цветопередачи от Sony, где благодаря использованию квантовых точек и синих светодиодов вместо белых, улучшено изображение синих, красных и зеленых цветов. Slim Backlight Drive (Слим Бэклайт Драйв) — система подсветки от Sony с двумя слоями светопроводящих панелей, которая установлена в телевизорах серии XD93 и анализирует изображение, распределяя интенсивность подсветки. Upscale (Апскейл) — процесс повышения разрешения и качества цифрового изображения или видео.

Что такое HDR? — Обзор

HDR. Вы наверняка слышали этот термин не раз и не два. HDR-дисплеи используются и в смартфонах, и в телевизорах. Что же это такое? Что обозначают слова «более темный черный и более светлый белый»? Пришло время разобраться.

HDR — это аббревиатура, которая обозначает High Dynamic Range, «широкий динамический диапазон». Динамический диапазон дисплея обозначает разницу между самым светлым и самым темным цветом, который он может отображать. Чем шире этот диапазон, тем больше деталей будет видно на экране.

Наши глаза имеют весьма широкий динамический диапазон, который, помимо всего прочего, может расширятся или сужаться, когда расширяются или сужаются зрачки. Примерно так же работают и камеры — чем лучше их сенсоры (и дороже сама камера), тем больше информации о сцене они могут захватывать и передавать для обработки чипсету. При этом при просмотре фото или видео мы можем фокусировать свой взгляд на разных участках сцены, и HDR обеспечивает качественную цветопередачу по всей площади кадра.

Приложение камеры в вашем смартфоне наверняка имеет HDR-режим. Он использует технологию, которая называется Tone Mapping. Обычно итоговая картинка получается в результате комбинирования нескольких кадров, заснятых с разными значениями экспозиции. Благодаря этому финальное фото становится более детальным и контрастным.

Профессиональные фотографы делают несколько снимков вручную, чтобы затем совместить их в любимом фоторедакторе самостоятельно. При должной сноровке результаты значительно превосходят автоматическую обработку, которая происходит на смартфонах.

При этом такой HDR — всего лишь подделка. HDR-фотографии, которые отображаются на обычных мониторах или экранах любого устройства, выглядят слишком насыщенными. Это происходит из-за того, что ЖК-панель просто не в состоянии отображать достаточно цветов.

Что же такое настоящий HDR-экран? HDR-панели появились в телевизорах достаточно давно, а теперь начали появляться и в смартфонах (например, в Galaxy S8, Xperia XZ Premium и LG G6).

Преимущества HDR-дисплея перед обычным (будем называть его SDR) таковы: более широкий динамический диапазон, большая максимальная яркость и более широкая цветовая гамма. Первое и третье преимущества тесно связаны: дисплей может отображать больше деталей в самых светлых и самых темных участках кадра.

В качестве примера можно представить экран, на котором отображается человек, смотрящий в окно. На SDR-дисплее в окне почти ничего не будет видно — оно будет практически белым. HDR-дисплей же позволит кое-что разглядеть благодаря этим самым преимуществам из предыдущего абзаца. То же самое происходит и с тенями. Ночная сцена на SDR-дисплее будет выглядеть значительно хуже, а разглядеть в ней что-то детальное будет значительно сложнее. В общем и целом многие объекты на HDR-экране выглядят гораздо более «живо» — почти как в реальной жизни. Естественно, многое зависит от камеры, на которую сняты фото или видео.

Стоит заметить, что увеличение насыщенности цветов на обычном экране к такому результату не приведет — этот параметр не влияет на количество отображаемых оттенков.

Теперь давайте поговорим о главных форматах HDR. Сейчас таких формата два — HDR-10 и Dolby Vision. Они используют те же кодеки H.264 или HEVC, но несут в себе дополнительную информацию. Благодаря ей HDR-контент отображается на HDR-дисплеях корректно, но на SDR-дисплеях выглядит очень блекло.

HDR-10 — открытый стандарт, созданный Consumer Technology Association, тогда как Dolby Vision — проприетарный стандарт, созданный Dolby. Чаще всего используется именно HDR-10, но еще чаще можно встретить телевизоры, которые поддерживают и тот, и другой стандарт.

Как и в случае с 3D, лучший способ получения HDR-контента — съемка с помощью специальной камеры (например, с помощью одной из моделей RED, ARRI или Blackmagic). Затем видео проходит мастеринг для HDR-10 или Dolby Vision.

Главное отличие между этими двумя форматами заключается в контроле настроек видео. При использовании HDR-10 пользователь может изменять яркость и другие параметры картинки, тогда как Dolby Vision это исключает — предполагается, что видео в этом формате уже откалибровано максимально хорошо. Требования Dolby к HDR-совместимым дисплеям выше, чем требования HDR-10 — они должны отображать еще больше оттенков и быть более яркими.

Из-за этого качество картинки Dolby Vision обычно выше, но контента в этом формате значительно меньше.

Где же достать фильмы и другое видео в HDR-формате? На сегодняшний день для этого существует два пути — Blu-ray диски и стриминговые сервисы. Лучшее качество картинки, конечно же, достигается на Blu-ray, но и сервисы вроде Netflix в 4К-разрешении вас порадуют (если скорость соединения с интернетом позволяет смотреть такое видео без проблем с буфферингом).

Есть поддержка HDR и на YouTube. Естественно, ролики в HDR-формате там нужно искать самостоятельно, да и никаких фильмов или сериалов там тоже нет. Не так давно HDR-фильмы начали появляться на Google Play. Кроме того, HDR-видео теперь есть в каталоге Apple.

К сожалению, пока что с определенностью говорить о том, что какой-то конкретный фильм вы сможете легко достать в HDR-формате, нельзя. Многие компании устанавливают региональные ограничения для разных версий своих видео. Некоторые сервисы и вовсе не работают в HDR во многих странах.

Нельзя забывать и о еще одном применении HDR — в играх. Все современные консоли (и даже ПК — с некоторыми ограничениями) поддерживают HDR-картинку во многих высокобюджетных играх.

Что ж, подведем итоги. HDR делает видео и фото более детальными, но увидеть разницу по-настоящему (а не на фальшивых картинках-сравнениях, которые есть, к примеру, в этой статье) вы сможете только на HDR-экране. Контент для HDR-телевизора достать сложнее, но оно того стоит. Если вы собираетесь покупать телевизор, то нет никакого смысла в выборе модели, которая HDR не поддерживает — в ближайшие годы форматы HDR-10 и Dolby Vision будут только набирать обороты. В отличие от 3D, технология HDR не требует использования множества дорогих камер при съемке и специальных очков при просмотре, так что HDR вряд ли канет в лету так же, как объемное видео.

HDR10, Dolby Vision, HLG, HDR10+ или SL-HDR1? Какой формат должен поддерживать ваш новый телевизор [перевод]

HDR10

Самый первый HDR-формат видео — HDR10. Практически все модели телевизоров с HDR поддерживают его. Контента тоже достаточно, ведь это базовый формат для UHD Blu-Ray и стриминговых сервисов, внедривших HDR-трансляции (в их число входят Netflix, Amazon Video и Vudu). Также с HDR10 работают игровые консоли Sony PlayStation 4 Slim/Pro и Microsoft Xbox One S/X.

Dolby Vision

В свою очередь, Dolby Vision не имеет такой базовой поддержки. Среди тех, кто не работает с этим форматом, следует отметить Samsung и Panasonic, а также студию 20th Century Fox. О причинах мы расскажем ниже, в описании HDR10+. При этом Dolby Vision укрепился в качестве премиального HDR-формата. Ни один 4K-телевизор премиум-класса не может без него обойтись, и это может создать определенные затруднения Samsung и Panasonic.

Отметим, что у Samsung есть и другая проблема — отсутствие OLED-телевизоров в каталоге. Сейчас OLED уже стал синонимом продукта высшей категории, по крайней мере, с точки зрения контрастности изображения. Буквально за пару лет произошли глобальные изменения: в 2015 году OLED-панели во флагманские модели устанавливала только LG, сейчас же в топовых телевизорах их используют LG, Sony, Panasonic, Philips, B&O и Loewe, тогда как Samsung практически в одиночестве продолжает выпускать флагманские модели с ЖК-матрицами.

Сдастся ли Samsung под натиском OLED? Сложно сказать. В настоящее время Samsung пытается очернить эту технологию, что странно, особенно учитывая то, что Samsung — один из крупнейших производителей OLЕD-матриц малого размера для смартфонов и планшетов. Однако компания не в состоянии создать крупные панели, в то время как у LG ситуация полностью противоположная. В итоге топовые смартфоны Samsung и телевизоры LG используют OLED-матрицы, а топовые телевизоры Samsung и смартфоны LG живут с ЖК-экранами. В какой-то момент у Samsung был свой OLED-телевизор (не 4K), но, как Sony и Panasonic, компания отказалась от этой затеи — скорее всего по причине того, что не смогла добиться высоких результатов в производстве панелей.

Сейчас все выглядит так, будто Samsung пытается обдурить покупателей. Пока в мире не появились настоящие QLED-дисплеи (где каждый пиксель светит сам по себе без общей подсветки, которые должны увидеть свет в 2019 году), Samsung решила использовать аббревиатуру QLED для своих ЖК-экранов на квантовых точках, но заметьте, как упорно компания избегает аббревиатуры «ЖК» в промо-кампаниях. Многих журналистов удалось обмануть, и только некоторые рассказывают об этой технологии объективно.

Иногда, однако, обман бывает и непреднамеренным. Например, департамент маркетинга самой Samsung путает между собой HDR10+ (собственный HDR-формат с динамическими метаданными) и HDR+ (алгоритм конвертации SDR-контента в HDR).

Но мы отвлеклись. Итак, Samsung — крупнейший производитель телевизоров в мире, но удержать позиции в премиум-сегменте без OLED и Dolby Vision ему будет непросто.

С точки зрения контента, Dolby Vision набирает обороты: есть и диски UHD Blu-ray с поддержкой этого формата, доступные с середины 2017 года [пока не в России], да и крупные стриминговые сервисы с ним работают — те же Netflix, Amazon Video и Vudu. К тому же, Dolby Vision получил неплохую поддержку за счет Apple TV/iTunes. Надо сказать, что появление Apple в целом положительно сказалось на HDR и 4K-контенте — теперь он стал мейнстримом, и причин называть HDR и 4K нишевым продуктом не осталось.

Большинство медиа говорят только о HDR10 и Dolby Vision, и очень редко упоминаются один или два формата из оставшихся трех.

HLG

Hybrid Log Gamma — формат, разработанный в инженерных отделах телекомпаний NHK и BBC, в настоящее время применяется только японскими вещателями, например, SkyPerfectTV. В Европе его не использует даже сама BBC в Великобритании. Некоторые модели Panasonic участвовали в недолгом тестировании: в стриминговом сервисе BBC iPlayer был доступен фрагмент документального фильма BBC Planet Earth II в 4K и, если верить описанию на сайте, в HLG. В других странах HLG распространен еще меньше. Каналы TravelXP 4K и Insight TV, доступные в США и Европе по кабелю или через IPTV, стали первыми вещать в 4K HDR с использованием HLG.

Многие производители поддерживают HLG. Судя по всему, даже Samsung, хотя официального подтверждения нигде нет. Также с HLG работает профессиональное оборудование — например, камеры и мониторы Sony. На выставке IFA 2016 бренды наперебой демонстрировали ролики в формате HLG, однако через год, на IFA 2017, их было гораздо меньше.

Похоже, BBC и NHK сконцентрировались на внедрении HLG в стандарты — например, в UHD Phase A spec и BT.2100. На данный момент HLG считается лучшим форматом для трансляций. Это быстрое и практичное решение, совместимое с существующей инфраструктурой. Правда, Dolby Vision тоже готов к трансляциям и в долгосрочной перспективе может стать лучшим вариантом.

Philips/Technicolor SL-HDR1

HDR-формат SL-HDR1 (ранее известный как Prime Single), разработанный совместными усилиями Philips и Technicolor, может страдать от тех же проблем — разработчики, кажется, слишком увлечены процессом внедрения формата в стандарты. Так, SL-HDR1 — основной кандидат для стандарта ATSC 3.0 на пару с Dolby Vision. Philips HDR стал одним из двух опциональных форматов для UHD Blu-ray дисков: вторым является Dolby Vision, а базовым — HDR10. У Dolby ушло некоторое время на то, чтобы с Vision начали работать издатели, но теперь в числе партнеров формата есть Scenarist, Sony DADC и Deluxe, и фильмы в этом формате выходят на дисках. Philips HDR релизами пока похвастать не может.

Ситуация напоминает расцвет DVD. Dolby Digital (AC-3) был обязательным форматом для NTSC-дисков, но Philips умудрилась сделать так, что их MPEG2 Multichannel стал стандартом для PAL-дисков. Однако Philips не занималась поддержкой контента так же активно, как Dolby (или же не так успешно). В итоге вышло около пяти фильмов в MPEG2, и рынок перешел на Dolby Digital.

Заметьте, что ни один телевизор Philips не поддерживает HDR-формат, разработанный Philips и Technicolor — ни те, которые для Европы производит TP Vision, ни те, которые в США делает Funai. Единственная компания, которая его поддерживает — LG.

HDR10+

HDR10+ — это надстройка над форматом HDR10 с динамическими метаданными, разработкой которой долгое время занимался Samsung. Впервые его упомянули в документе SMPTE 2015 года. На NAB 2016 компания продемонстрировала разницу между HDR со статическими и динамическими метаданными, используя свой проприетарный формат. В марте 2017 года Samsung сообщила, что формат будет открытым и не потребует лицензирования. Чуть позже Amazon объявил, что станет первым поставщиком контента в HDR10+. На IFA 2017 Samsung анонсировала создание некоего альянса HDR10+ с Panasonic и 20th Century Fox. В этот момент и началось продвижение формата, хотя и вялое: всем заинтересованным сказали «дождаться CES 2018», плюс появилась неофициальная информация о том, что TP Vision (производит Philips в Европе) предпочтет HDR10+, а не Dolby Vision.

Возможно, у Samsung ушло меньше времени на разработку формата, чем у Dolby (которая затратила восемь лет, начиная с покупки Brightside Technologies), но очевидно, что HDR10+ плетется позади.

Может, HDR10+ разработали для того, чтобы не платить лицензионные отчисления Dolby? Официальные представители Samsung заявляют, что причина более философская: не отбирать контроль за изображением у производителей телевизоров и пользователей. Может, и так. В любом случае, складывается ощущение, что технология была в большей степени подстегнута разработками, чем маркетингом. У формата даже логотипа нет.

Контент тоже отсутствует, но, возможно, скоро он появится у Amazon Video. Добавим, что Amazon Video не является членом альянса HDR10+, скорее всего, потому, что к HDR-форматам сервис относится агностически и поддерживает также HDR10 и Dolby Vision.

На дисках UHD Blu-ray видео в этом формате тоже нет, но процедура внесения HDR10+ в список дополнительных форматов, если верить заявлениям разработчиков, идет. Сначала формат должна одобрить BDA (Blu-ray Disc Association). У Samsung и Panasonic там неплохие позиции, а Sony, возможно, не так сильно интересуется проблемой.

Когда формат станет доступен на дисках, его может начать использовать Fox. Но сперва фильмы в этом формате могут появиться на платформах цифровой дистрибуции. Заметьте, как студия ведет себя по отношению к Dolby Vision и Dolby Atmos: использует оба стандарта в кинотеатральных версиях, однако для домашнего просмотра не использует ни одного — вместо этого на дисках записаны видео в формате HDR10 со звуком DTS-HD Master Audio 7.1. Последуют ли другие студии примеру Fox? Сложно сказать — пока ни одна другая студия не заявила о намерении использовать HDR10+. Еще и Disney обсуждает покупку Fox ради развлекательного подразделения 20th Century Fox. Если сделка состоится, то Fox, возможно, придется забыть о соглашении и вести себя в соответствии с правилами компании-владельца — то есть сменить курс с HDR10+ на Dolby Vision. На момент написания оригинальной статьи сделка еще не произошла, однако Disney действительно купила Fox (прим. ред.).

Важно помнить, что HDR10+ — по сути, надстройка над HDR10 с обратной совместимостью: если оборудование не поддерживает HDR10+, то получит сигнал в HDR10, с которым справится. Это удобно для зрителя, но может снизить потребность в покупке устройства, способного декодировать полноценный сигнал.

Есть ли война форматов?

Идет ли между HDR-форматами война? Ранее считалось, что нет, однако сейчас обстановка накаляется. Форматов стало больше, и внезапно в диаграмме Венна появилось пустое место, а покупателям теперь приходится выбирать. Предпочтет ли кто-то HDR10+ формату Dolby Vision? Возможно, только ярые фанаты Samsung, остальные — вряд ли, особенно в нынешнем состоянии при отсутствии контента.

На практике очень малое число пользователей знают о плюсах и минусах. Универсальная поддержка HDR — это серьезное преимущество. В конце концов, потребитель не знает, что случится в будущем. Меня беспокоило, что производители телевизоров, внедряющие поддержку VS10 [так называют технологию, в которой Dolby Vision поддерживает HDR10], не смогут ничего кастомизировать, например, добавить поддержку и HDR10+, чего Dolby самостоятельно никогда не сделает. Но как минимум один из вендоров Semiconductor уже разработал такой чип и соответствующее ПО, так что теперь вопрос заключается в том, кто же из производителей его поставит.

Пока что LG — король HDR-мультиформатности. Не факт, конечно, что они внедрят поддержку HDR10+, особенно с учетом вечной конкуренции с Samsung. Может, Sony внедрит, может, премиальные бренды вроде B&O и Loewe. Они могут себе егопозволить и не играют в игры с выбором сторон. Возможно, и Philips поставит HDR10+, но сейчас TP Vision в Европе не поддерживает Dolby Vision, а Funai в США не работает с HLG, так что на самом деле бренд находится дальше от универсальной поддержки HDR, чем показано на диаграмме Венна. Бренды TCL и Hisense могут быть важны, но ориентированы на США, и поэтому не работают с HLG.

Оригинал: HDR video formats — the prospects

Что такое HDR? Все о технологии High Dynamic Range

Автор Исхаков Максим На чтение 5 мин. Просмотров 76 Опубликовано 16.07.2019

Все больше устройств появляются с технологией High Dynamic Range (технология расширения динамического диапазона) – HDR-телевизоры или HDR-мониторы. Чаще всего это устройства с разрешением 4K, которое имеет 3840×2160 пикселей. Что такое HDR? Это решение, делающее просмотр фильмов и другого контента еще более приятным на большом экране. Но такое определение вряд ли удовлетворит кого-либо.

High Dynamic Range – что это значит?

HDR – это решение, которое увеличивает диапазон между темными и светлыми тонами, т.е. разница между очень темными и самыми яркими тонами может быть намного больше на экране.

Что дает HDR? Проще говоря: яркие цвета и более естественное изображение. Эффект этого проявляется в основном в темных сценах со светлыми точками (например, на закате у моря или на мчащейся по улицам в темноте машине). HDR делает все более реалистичным для зрителя – иногда настолько, что на мгновения теряется связь с реальностью

На фото: Съемка с включенным HDR и без

.

Стандарты HDR – что нужно знать?

• HDR10 является наиболее популярным форматом, использующим 10-битное кодирование и статические метаданные для всего контента,
• HDR10+ – плод сотрудничества Samsung, Panasonic и 20th Century Fox, предлагаемый бесплатно, но не поддерживаемый BDA, а значит, не поддерживаемый 4K UHD Blu-ray Discs,
• Dolby Vision – формат, аналогичный HDR10, но более продвинутый и использующий 12-битное кодирование: он дает лучшие результаты,
• HLG – простой формат, созданный для потокового вещания.
• Любые другие обозначения, такие как Active HDR, HDR1000, HDR2000, HDR3000, HDR Plus, HDR Pro или HDR Premium, не имеют никаких особых технических характеристик.

На видео: Как работает технология HDR?

Что нужно для HDR?

Чтобы наслаждаться HDR видео, вам понадобится видеоконтент и совместимые устройства. Это может быть телевизор, но также и монитор компьютера или проектор домашнего кинотеатра. В дополнение к поддержке того или иного формата HDR, аппаратное обеспечение должно также удовлетворять определенным требованиям.

Чтобы технология HDR в телевизорах или мониторах действительно была ощутимой, они должны иметь:

• 10-битные экраны, которые обеспечивают правильную градацию оттенков,
• Яркость на уровне 1000 кд/м2 (чем выше яркость, тем лучше),
• Высокий коэффициент контрастности – нет минимального значения, но опять же: чем выше, тем лучше,

а также дополнительно:

• Разъем HDMI 2.0a – если вы хотите смотреть HDR фильмы с другого источника, подключенного с помощью кабеля,
• Полное подсветка,
• Разрешение 4K Ultra HD – 38402160 пикселей, что обеспечивает высокую детализацию.

Будь то OLED или ЖК-телевизор, не имеет большого значения – обе технологии имеют свои преимущества и недостатки. Определенно, что серия “UHD Premium” справится с изображением HDR без проблем.

В дополнение к самому устройству, если вы хотите смотреть фильмы из интернета, вам также необходимо иметь быстрое подключение – рекомендуется мин. 25 Мбит/с.

Откуда брать контент в формате HDR?

Одним из вариантов являются 4K UHD Blu-Ray диски, но, во-первых: они требуют дополнительного устройства (плеера), а во-вторых: они очень дорогие.

Другим, гораздо более дешевым решением является использование сервиса потоковой передачи данных. Наиболее популярной является Netflix – она поддерживает форматы HDR10 и Dolby Vision и обеспечивает доступ к десяткам высококачественных HDR-продуктов.

HDR-контент также можно найти на YouTube. В настоящее время его немного, но нет оснований предполагать, что в ближайшие годы ситуация не изменится.

Что такое HDR в телефоне или камере?

Все чаще можно встретить HDR в телефоне. Одним из вариантов является смартфон с дисплеем, поддерживающим эту технологию, которая позволяет просто наслаждаться изображением.

Еще одним вариантом является режим HDR в камере, которая позволяет сделать снимок HDR: насыщенный деталями и хорошо освещенный. Оптимальное соотношение света и темноты будет особенно ценно в сценах с высокой контрастностью, таких как закат солнца.

HDR в играх

На рынке также доступны консоли HDR, которые позволяют еще больше оценить работу авторов, которые создают фантастические миры.

Существуют три устройства, но с разными возможностями:

1. PlayStation 4 Pro – поддерживает режим HDR для игр и видео с потоковыми сервисами,
2. Xbox One S – поддерживает режим HDR в видеороликах, а также выступает в качестве 4K UHD-плеера дисков Blu-ray Disc,
3. Xbox One X – поддерживает режим HDR для игр и фильмов, а также выступает в качестве 4K UHD-плеера дисков Blu-ray Disc.

Не все игры поддерживают HDR, но все больше и больше таких игр создаются для PlayStation 4 Pro и Xbox One X. Самый простой способ оценить HDR в играх с великолепной графикой, таких как Uncharted 4: The Thief’s End, Horizon: Zero Dawn, Ghost Recon: Wildlands, Resident Evil 7 и Forza Horizon 3.

Конечно, чтобы насладиться HDR играми, вам понадобится не только одна из перечисленных консолей, но и подходящий телевизор или монитор.

HDR – стоит ли?

High Dynamic Range – это решение, которое может произвести большое впечатление, особенно на любителей кино. В связи с высокими требованиями, низкокачественные мониторы не позволят наслаждаться этой технологией. Поэтому не стоит покупать телевизор только потому, что там написано “HDR TV”. Однако, если вы хотите потратить немного больше денег на покупку такого устройства, то это определенно не разочарует вас.