Что такое изображение HDR?

What is a HDR file

Файлы, которые имеют расширение HDR, представляют собой растровые изображения, сохраненные в формате High Dynamic Range. Этот формат наиболее часто используется для цифровых фотографий. Изображения, сохраненные в виде изображений HDR, используются для улучшения качества рисунков и фотографий (их цвета и яркости). Размытые участки, тени и другие динамические характеристики можно легко исправлять именно на изображениях в формате HDR.

Количество пикселей файла HDR могут охватывать весь диапазон тонов, который существует в реальном мире. Изображения HDR способны отображать максимально возможный диапазон значений пикселей. Таким образом, даже прямой солнечный свет или тень можно снять в ярких, жизненных красках.

Изображения HDR могут быть созданы путем объединения определенным способом различных фотографий с помощью специальных датчиков изображения или с помощью компьютерной обработки.

Here’s a small, but not exhaustive list of programs that can open HDR documents:

• ACD Systems ACDSee (Windows)
• ACD Systems Canvas (Windows)
• Adobe Photoshop (Windows & Mac)
• File Viewer (Android)
• HDRSoft Photomatix (Windows & Mac)
• Lemkesoft GraphicConverter (Mac)

Что такое технология HDR и зачем она нужна в телевизорах и мониторах?

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

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

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

Теория

Благодаря новым технологиям качество видео сегодня улучшается не только за счет большего разрешения и, соответственно, числа пикселей, но и благодаря расширению цветовой гаммы (WCG, Wide Color Gamut) и динамического диапазона (HDR, High Dynamic Range).

На качество изображения можно также повлиять с помощью увеличения частоты кадров, но все же наиболее заметным для обычного человека остается применение технологии расширенного динамического диапазона (HDR). Причем, вопреки расхожему заблуждению, она одинаково хорошо работает как на дисплеях с ультравысоким разрешением (4K и 8K), так и на устройствах попроще (Full HD). В то же время именно HDR в большинстве случаев становится причиной проблем, описанных во вступлении. Кстати, чтобы частично исправить их даже на обычном мониторе, иногда достаточно обновить видеокодеки или сменить программный проигрыватель (если речь идет о ПК).

Технология HDR призвана сделать светлые сцены более яркими, а темные – более глубокими, что позволяет добавить натуралистичности в высококонтрастные эпизоды, например, когда герой фильма выходит из темной пещеры на лесную поляну, залитую ярким солнечным светом. На большинстве встречающихся сегодня мониторов, телевизоров и экранов гаджетов из-за использования 8-битного кодирования цветов и степеней яркости доступен относительно узкий динамический диапазон, не позволяющий корректно отобразить подобную сцену.

Если же к этому добавить умение наших глаз приспосабливаться к изменению освещенности (вспомните, как через несколько минут нахождения в помещении, где внезапно выключили свет, глаза постепенно начинают видеть), то разница между реальностью и возможностью показать это на экране становится еще более существенной.

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

Несмотря на то что классическое определение HDR подразумевает соотношение между максимумом и минимумом яркости, в контексте видеоконтента речь идет также о расширенной цветовой гамме (WCG).

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

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

Перейдем к цветовым характеристикам. В большинстве современных дисплеев используется 8-битный цвет. Цвет каждого пикселя является смешением оттенков трех основных цветов – красного, зеленого и синего, в которые окрашиваются соответствующие субпиксели. Любой цвет кодируется с помощью 8 бит, следовательно, каждый из субпикселей может содержать один из 256 оттенков одного из основных цветов (2⁸). В конечном счете каждый пиксель может окрашиваться в один из 16,7 млн цветов (256x256x256). Если для кодирования цвета использовать 10 бит, то получим по 1024 оттенка каждого из трех цветов и более 1,07 млрд цветов. Переход на 12 бит, в свою очередь, дает доступ к 4096 оттенкам (2

12) и итоговой палитре из более чем 68,7 млрд цветов. Увеличение количества битов позволяет перейти к работе с более широкими цветовыми пространствами стандартов DCI-P3 и BT.2020. Цветовой охват BT.2020 рекомендован в качестве основного для большинства HDR-форматов.

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

Известные сегодня HDR-стандарты базируются на двух основных технологиях кодирования видеосигнала – перцептивном квантовании (perceptual quantizer, PQ) и гибридной логарифмической гамма-функции (Hybrid Log-Gamma, HLG). В технических рекомендациях ITU-R BT.2100, предназначенных для производителей и дистрибьюторов HDR-контента, предлагается использовать разрешение Full HD 1080p или 4K UHD, глубину цвета 10 или 12 бит, функции передачи HLG или PQ, а также широкую цветовую гамму (WCG) с поддержкой цветового пространства BT.

2020. Помимо прочего, в этом документе описана эталонная среда для просмотра HDR-программ. В частности, яркость окружения должна быть не выше 5 кд/м² (нит), а на экран не должен падать прямой свет. Таким образом, смотреть HDR-контент рекомендуется в темных помещениях.

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

PQ и PQ10

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

Вариация PQ10, помимо прочего, подразумевает обязательную поддержку глубины цвета в 10 бит.

HDR10

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

HDR10+

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

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

Dolby Vision

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

Hybrid Log-Gamma (HLG)

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

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

Advanced HDR

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

Маркетинговая запутанность

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

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

Выводы

Спецификации HDR-стандартов созданы с существенным запасом на будущее. Глаза большинства людей не способны воспринимать больше 1 млн цветов, поэтому даже 16,7 млн цветовых вариаций, получаемых при 8-битном кодировании, хватает с избытком, не говоря уже о миллиардах в случае использования 10 или 12 бит. Безусловно, восприятие цветовой палитры индивидуально: кто-то видит лучше одни цвета, кто-то другие. Кроме того, некоторые люди в силу генетических мутаций способны видеть до 100 млн цветов. Но и для тех и для других 10-битного цветового кодирования будет более чем достаточно.

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

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

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

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

Что такое HDR в телевизоре

Одна из новых характеристик телевизора — это HDR. Как учитывать эту характеристику при выборе тв? Действительно ли так необходимы все его форматы? И что это такое — HDR в телевизоре?

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

Содержание статьи

Что такое HDR с технической стороны

Динамический диапазон изображения указывает на разницу яркости между самой светлой 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 потребовалась такая технология как HDR.

Задача расширенного динамического диапазона увеличить детализацию на видео. Детали картинки исчезают на темных или на светлых участках изображения. Например, в кадре яркое солнце и в итоге вокруг ничего не видно, пока яркость не падает. А вот с HDR будут видны детали картинки в яркой зоне, это и солнечные лучи и облака.

Технология HDR увеличивает естественность и реализм на картинке в видео.

SDR (Standard Dynamic Range) — стандартный динамический диапазон яркости, работает для обычных телевизоров и видео, это то к чему мы привыкли.

HDR — это яркие белые и глубокие черные цвета, а также больше деталей с каждой стороны. Расширенный динамический диапазон — это воспроизведение мира вокруг нас на дисплее.

Современные дисплеи неспособны воспроизводить мир таким, какой он есть на самом деле, потому что мир — это больше, чем просто пиксели.

Невозможно показать, как это выглядит, если ваш монитор не поддерживает HDR, но рассмотрите смоделированную фотографию ниже (от Dolby). Расширеный диапазон справа.

Представьте, что видны яркие отражения солнечного света на металлических поверхностях, или цветы на поле с такой окраской, которую обычный тв не отразит.

Телевизоры должны быть технически оснащены аппаратной составляющей для воспроизведения HDR видео. А это и лучшие матрицы, и производительные микросхемы, а это отражается на цене.

Увеличивают динамический диапазон путем увеличения яркости и увеличения количества градаций каждого цвета. Поэтому HDR видео воспроизводят экраны с максимальной яркостью не меньше 1000 нит, а цветовой охват таких экранов увеличен до Rec 2020. И здесь речь не просто об увеличении яркости, а именно об увеличении динамического диапазона, чтобы отразить больше градаций цвета и мы увидели больше деталей в яркой области экрана или в темной.

При этом сама матрица имеет на один канал цветности 10 бит, что дает 1024 оттенка на один субпиксель. Это почти миллиард оттенков цвета на один пиксель. Это все характеристики передовых телевизоров и дорогих.

Обычные матрицы для SDR имеют 8 бит и 16 миллионов оттенков.

Текущая цветовая гамма Rec.709, которая используется для HD-контента. Разработка для сферы производства и продажи Ultra HD – Rec 2020.

Чтобы понять то, насколько большой произошел скачок, стоит упомянуть, что Rec.709 охватывает примерно 36% 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, предоставляющего примерно 50% видимого цвета. DCI-P3 рекомендуется для проекторов, используемых в кинематографе, который шире, чем Rec.709, однако, не так хорош, как Rec.2020.

Для LED телевизоров с матрицей на жидких кристаллах очень важна точность подсветки матрицы для правильной работы расширенного диапазона. И local dimming (локальное затемнение) дает возможность дисплею повысить яркость и контрастность, что и нужно для HDR. Нужна подсветка Full Array с большим количеством зон затемнения.

Для реализации таких характеристик подсветки ввели квантовые точки (модели QLED, Nano Cell), или светодиоды подсветки заменили на microLED. А это все удорожает телевизоры.

Как видите, хорошая реализация возможна в дорогих телевизорах модельного ряда любой фирмы.

Простой телевизор неспособен отобразить небольшие различия в яркости, полутона сливаются в одно светлое пятно (в случае яркого участка изображения). С увеличением динамического диапазона становится больше пиковая яркость, увеличивается цветовое пространство, количество цветов и полутонов и уже становятся различимы детали на светлом пятне или на темном участке изображения.

Хорошо реализованный HDR оказывает влияние на качество изображения, возможно, даже в большей степени, чем переход от Full HD к 4K.

Значения яркости, уровня черного и логотип Ultra HD Premium

Когда вы собираетесь купить телевизор, вы можете заметить на нем логотип Ultra HD Premium. Это означает, что аппарат обеспечивает уровень производительности, гарантирующий получение максимальной отдачи от источника HDR.

Другой ключевой показатель для панели со значком Premium — это высокий коэффициент контрастности, не менее 1000 нит пиковой яркости и уровень черного менее 0,05 нит.

Стандартный телевизор выдает около 100–300 нит яркости. Один нит эквивалентен свету, который дает одна свеча, и еще нит — это единица измерения яркости, он равен канделе на квадратный метр (кд/м2). Теоретически HDR телевизор может обеспечить до 5000 нит.

Вышесказанное относится к LCD экранам со светодиодной подсветкой. Для OLED экранов, которые имеют низкую среднюю яркость и гораздо более низкий уровень черного, чем LCD дисплеи, пиковая яркость около 600 нит и уровень черного менее 0,0005 нит.

Светодиодные экраны с боковой подсветкой Edge не могут обеспечить достаточно высокий контраст. Вам необходима подсветка полным массивом Full Array, чтобы получить достаточный динамический диапазон для требований Premium HDR.

Знак Ultra HD Premium также может использоваться на проигрывателях и дисках Ultra HD Blu-ray, поскольку HDR является обязательной частью спецификации Ultra HD Blu-ray.

Экраны UHD без совместимости с HDR по-прежнему будут отображать изображение 4K в SDR (стандартный динамический диапазон) с Blu-ray Ultra HD. Они не смогут получить доступ к метаданным расширенного динамического диапазона, содержащимся в изображении.

Предлагая скорость передачи данных до 100 Мбит/с (примерно в пять раз больше, чем используется для потоковых фильмов), с точки зрения контента, Ultra HD Blu-ray лучше всего подходит для доставки видео HDR.

HDR в видео и фотографии

В отличие от HDR в фотографии, видео сразу снимается в формате HDR, если хотят увеличить динамический диапазон. При фотосъемке делается серия снимков с разной освещенностью (разной экспозицией) и с них компонуется фотография HDR. При видеосъемке никаких обработок сигнала нет. Изображение получается естественное.

Что общего в HDR для фото и для видео — это задача отобразить больше различных тонов, чтобы приблизить изображение к реальности. Ведь человеческий глаз имеет огромный динамический диапазон, может фиксировать большие значения яркости и при этом различать детали. Вся телевизионная техника только пытается приблизиться по характеристикам к человеческому зрению и окончание этого пути еще далеко.

Фальшивое HDR

Что делают для имитации HDR? Пытаясь улучшить картинку, создатели контента увеличивают искусственно цветность и контрастность. Цвета выглядят сочно и сама картинка контрастная, но детали в ярких и темных сценах потеряны.

В этом случае включение HDR на телевизоре может сыграть во вред качеству изображения на экране.

Так поступают и производители телевизоров, когда в обычном видео SDR повышаются яркость и контрастность после анализа изображения. Здесь цвета становятся сочнее, но это далеко не расширенный диапазон, детализация видео страдает.

Когда будет доступен HDR?

Это доступно прямо сейчас. Если вы купили новый телевизор за последние несколько лет, велика вероятность, что это телевизор 4K со встроенным HDR и он сертифицирован UHD Alliance.

Но как с его помощью смотреть HDR контент? Что ж, если у вас есть проигрыватель Blu-ray Ultra HD, или вы можете просматривать Amazon Prime, Netflix, ivi, Okko, MEGOGO, Apple TV+ или Disney+, или просто смотрите видео на YouTube.

Расширенный динамический диапазон также включен в стандартную комплектацию формата Ultra HD Blu-ray. Количество доступных дисков, не говоря уже о количестве проигрывателей, в настоящее время невелико. Но по мере того, как все больше и больше фильмов выпускается в формате, HDR действительно очень скоро станет мейнстримом.

Если вы используете потоковую передачу, вам потребуется широкополосное соединение не менее 25 Мбит для просмотра потокового HDR. Хотя Netflix использует так называемую адаптивную потоковую передачу, которая дает приоритет передовой технологии экрана над разрешением в случае недостаточной пропускной способности.

Форматы HDR

HDR видео означает передачу и воспроизведение пикселей с большим количеством информации о цвете и яркости всех пикселей. Такая информация хранится в метаданных. Есть динамические и статические метаданные.

Метаданные видеофайла — это дополнительные данные, которые вшиваются в видеопоток. Такая информация может быть самой различной от названия файла до технических данных. Например, дата или географические данные о месте создания файла.

Статические метаданные в видео HDR хранят информацию обо всем фильме и не изменяются во времени. Такими данными могут быть значение яркости, контрастности и др.

Динамические метаданные дают информацию о яркости, контрастности, цветности и остальном для каждой сцены фильма или даже для каждого кадра. Это намного лучше статических данных.

Самый распространенный формат — это HDR10. Этот формат использует статические метаданные.

Формат HDR10+ использует динамические метаданные, которые позволяют алгоритмам анализировать каждую сцену для улучшения изображения на экране.

В настоящее время существует пять разновидностей HDR: HDR10, HDR10+, HLG, Dolby Vision и Advanced HDR от Technicolor.

Что такое HDR10?

HDR10 — это исходная и наиболее распространенная в настоящее время форма HDR. Это открытый стандарт, принятый многочисленными производителями, потоковыми сервисами Amazon, Netflix, Apple и Disney+ и ассоциацией Blu-ray Disc Association (BDA).

Согласно Ассоциации бытовой электроники (CEA), HDR10 должен соответствовать определенным стандартам, включая субдискретизацию цвета 4:2:0, глубину 10 бит и цветовое пространство Rec 2020. Он применяет эти конкретные стандарты к изображению, отображаемому на телевизоре.

Как правило, все 4K-телевизоры, представленные в настоящее время на рынке и в будущем, должны поддерживать HDR10. Это означает, что ваш телевизор будет совместим с наиболее доступными дисками Blu-ray 4K, плеерами 4K и потоковым контентом 4K — и он должен обеспечивать гораздо лучшее изображение, чем телевизор 4K без HDR.

HDR10:

• Поддерживается всеми
• Лучшее качество изображения, чем у SDR, но не такое хорошее, как у HDR10+ или Dolby Vision
• Статические метаданные

HDR10 максимально приближен к стандарту. Производители могут использовать его бесплатно, поэтому он доступен повсюду. Каждый HDR телевизор может его декодировать, каждый видеосервис может транслировать его. Практически весь контент HDR имеет версию HDR10, в некоторых случаях вместе с более «продвинутым» форматом.

Проблема HDR10, если ее можно так назвать, в том, что у нее есть «статические» метаданные. Это означает, что для всего фильма или шоу существует один HDR образ. Это лучше, чем контент SDR, но он не позволяет в одном фильме улучшать яркие и темные сцены, ведь настройки применяются для всего видео один раз.

Этот универсальный аспект статических метаданных хорош, но не позволяет ни контенту, ни телевизору полностью раскрыть свой потенциал. Для этого вам нужны динамические метаданные, которые есть в большинстве других форматов.

HDR10+

• Поддерживается Samsung
• Нешироко поддерживается другими производителями
• Динамические метаданные
• Потенциально лучшее изображение, чем HDR10

Как вы догадались из названия, HDR10 Plus похож на HDR10. Плюс в этом случае — динамические метаданные, улучшающие статические HDR10. Это означает, что для каждой сцены, или даже для каждого кадра контент может предоставить телевизору всю необходимую информацию, чтобы он выглядел наилучшим образом.

HDR10+ задуман как расширенный формат, поэтому устройства, которые не могут интерпретировать этот сигнал, просто видят поток HDR10, который они могут декодировать.

HDR10+ может поддерживаться через HDMI 2.0b, HDMI 2.1 не является обязательным требованием.

Загвоздка в том, что это формат Samsung. Несмотря на обещание отсутствия лицензионных сборов (так что любой может использовать его бесплатно), это своего рода камень преткновения. Трудно представить себе мир, в котором LG охотно поддерживает новый формат, поддерживаемый Samsung. Другие телекомпании, вероятно, не решаются поддержать его по той же причине.

Dolby Vision

• Широко поддерживается
• Потенциально лучшее качество изображения из всех форматов
• Меньше контента, чем в стандартном HDR10

Dolby Vision сделала большой толчок для HDR. Как и HDR10+, он может иметь динамические метаданные. Стриминговые сервисы, такие как Netflix, Amazon, Vudu и Apple iTunes, поддерживают его, и вы можете найти его на некоторых Blu-ray Ultra HD.

Проблема с DV в том, что компании должны платить Dolby за его использование. С другой стороны, Dolby покажет им, как сделать так, чтобы их телевизоры улучшили изображение при просмотре контента DV. Так что для некоторых компаний это простой способ улучшить изображение на своих телевизорах.

Dolby Vision может иметь 12-битный или 10-битный цвет, в зависимости от распространяемого носителя. Динамические метаданные означают, что параметры HDR могут изменяться от сцены к сцене, а не фиксироваться для всего объекта.

HLG

• От BBC и NHK
• Бесплатное использование
• Дружественный к телетрансляции

Hybrid Log Gamma была создана британской BBC и японской NHK. В отличие от форматов, которые мы обсуждали до сих пор, он на самом деле обратно совместим с телевизорами SDR. Один сигнал, который работает как на старых, так и на новых телевизорах, очень важен для эфирного телевидения. Хотя, как вы понимаете, здесь есть и недостатки. В основном это качество картинки. Как и HDR10, HLG лучше, чем SDR, но не превосходит другие форматы HDR.

Advanced HDR от Technicolor

Advanced HDR от Technicolor — формат HDR, полученный при сотрудничестве LG и Technicolor.

Первоначально разработанный LG и Technicolor, формат впервые появился примерно в 2016 году. В телевизорах LG он использовался до 2019 года, когда компания внезапно удалила его поддержку из своей линейки 2020 года. Это фактически убило технологию (на данный момент).

Основная проблема, связанная с усилиями Technicolor, заключалась в отсутствии контента. По состоянию на сентябрь 2020 года мы не могли найти в продаже ни одного фильма с мастерингом в Advanced HDR или какого-либо потокового сервиса, который его поддерживает.

Что такое HDR10+ Adaptive?

HDR10+ Adaptive — это телевизионная технология, которая используется во многих высококачественных телевизорах. Это способ откалибровать настройки изображения для контента HDR10+ в зависимости от интенсивности света в комнате вокруг экрана телевизора.

Например, предположим, что вы хотите что-то посмотреть, но на улице яркий солнечный свет, который проникает в окно. Так вот HDR10+ Adaptive калибрует настройки изображения в зависимости от интенсивности света в комнате. Такая настройка может показаться вам незначительной, но это означает, что вы получите гораздо больше впечатлений от просмотра.

Что такое Dolby Vision IQ?

Принцип работы Dolby Vision IQ заключается в использовании динамических метаданных, закодированных в содержимом Dolby Vision. В сочетании со встроенным датчиком освещенности в телевизоре, с использованием закодированной информации для изменения настроек изображения происходит корректировка картинки в кадре для получения более точного изображения.

По сути, Dolby Vision IQ может сказать, что вы смотрите телевизор в ярко освещенной комнате, где теряется много темных деталей. Таким образом, телевизор сможет автоматически увеличивать яркость без необходимости заходить в настройки тв и делать это самостоятельно. Dolby Vision IQ также помогает изменять настройки изображения в соответствии с типом просматриваемого контента (фильмы, спорт и т. д.).

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.

Что такое HDR10+? Разбор / Хабр

70% информации о мире человек получает через зрение. Фактически глаза — наш главный орган чувств. Но можем ли мы доверять нашему зрению?

Давайте взглянем на картинку. Вроде ничего необычного. Но что если я вам скажу, что ячейки A и B — совершенного одного цвета.

На самом деле мы не всегда можем отличить светлое от темного. Далеко за примерами ходить не надо: помните сине-черное / бело-золотое платье или появившиеся чуть позже кроссовки?

И все современные экраны пользуются этой особенностью человеческого зрения. Вместо настоящего света и тени нам показывают их имитацию. Мы настолько к этому привыкли, что даже не представляем что может быть как-то иначе. Но на самом деле может. Благодаря технологии HDR, которая намного сложнее и интереснее, чем вы думаете. Поэтому сегодня мы поговорим, что такое настоящее HDR-видео, поговорим про стандарты и сравним HDR10 и HDR10+ на самом продвинутом QLED телевизоре!

На самом деле первое, что надо знать про HDR: это не просто штука, которая правильно хранит видео. Чтобы увидеть HDR-контент нам нужно две составляющие: сам контент, и правильный экран, который его поддерживает. Поэтому смотреть мы сегодня будем на QLED-телевизоре Samsung.

6 стопов SDR

Ежедневно наши глаза сталкиваются с экстремальными перепадами яркости. Поэтому человеческое зрение в ходе эволюции научилось видеть достаточно широкий динамический диапазон (ДД), то есть улавливать разницу между разными уровнями яркости. Фотографы и киноделы знают, что ДД измеряется в ступенях экспозиции или стопах (f-stop).

Так сколько стопов видит человеческий глаз? Скажу так — по разному.

Если завязать вам глаза, вывести в незнакомое место и резко снять повязку, то в эту секунду вы увидите 14 стопов экспозиции. Это не мало. Вот камера, на которую я снимаю ролики, видит только 12 стопов. И это ничто по сравнению с человеческим зрением, потому что оно умеет адаптироваться.

Спустя пару секунд, когда ваши глаза привыкнут к яркости и обследуют пространство вокруг, настройки зрения подкрутятся и вы увидите потрясающую игру света и тени из 30 стопов экспозиции!

Ух! Красота! Но когда мы смотрим видео на ТВ или на экране смартфона, нам остаётся довольствоваться только 6 стопами экспозиции, потому как видео со стандартным динамическим диапазоном или SDR — больше не поддерживает.

Яркость

Почему так мало? Вопрос исторический и связан он с двумя этапами.

Стандарты современного SDR видео зародились еще в середине 20-го века, когда появилось цветное телевидение. Тогда существовали только ЭЛТ телевизоры, и они были очень тусклые. Максимальная яркость была 100 нит или кандел на квадратный метр. Кстати, кандела — это свеча. Поэтому 100 кандел на квадратный метр буквально означает уровень яркости 100 свечей, расположенных на площади в 1 метр. Но если вам не нравится измерять яркость в свечах, вместо кандел на квадратный метр можно просто говорить ниты. Кстати в нашем телевизоре Samsung Q950T — 4000 нит.

Так вот, это ограничение яркости было заложено в стандарт SDR. Поэтому современные телевизоры показывая SDR-контент по сути игнорируют потрясающую адаптивность человеческого зрения подсовывают нам тусклую и плоскую картинку. И это несмотря на то, что с тех пор техника сильно продвинулись вперед.

Одной из особенностей технологии QLED является высокая пиковая яркость. Это самые яркие ТВ на рынке, они даже ярче OLED.

Современные QLED-телевизоры способны выдавать целых 4000 нит яркости, что в 40 раз больше, чем заложено в стандарт SDR. Потрясающе — показывай, что хочешь. Но по-прежнему 99% контента, который мы видим — это SDR, поэтому смотря YouTube на своём потрясающем AMOLED-дисплее, вы фактически смотрите эмуляцию кинескопа из гостиной времен разгара холодной войны. Такие дела.

Глубина цвета

Второе ограничение тоже происходит из глубокой древности — 1990-х.

Тогда появился революционный стандарт — цифровое телевидение высокой четкости — HDTV, частью которого стала глубина цвета 8 бит. Это значит, что у каждого из базовых цветов — красного, зеленого и синего — может быть только 256 значений. Возводим 2 в 8-ю степень получается 256 — это и есть 8 бит..

Итого на три канала, всего 16 777 216 миллионов оттенков.

Кажется, что это много. Но человек видит куда больше цветов. И все эти некрасивые ступенчатые переходы, которые часто можно заметить на видео и фотографиях и конечно в YouTube, спасибо его фирменному кодеку — это как раз ограничения 8 бит.

Но самое интересное, что эти два ограничения: 6 стопов экспозиции и 8 бит на канал, не позволяли SD-видео сымитировать главную особенность человеческого зрения — его нелинейность! Поэтому поговорим про восприятие яркости.

Восприятие яркости

Так уж эволюционно сложилось, что для человека всегда было важнее, что там находится в тени, чем на ярком солнце. Поэтому человеческий глаз гораздо лучше различает темные оттенки. И поэтому любое цифровое изображение кодируется не линейно, чтобы как можно больше бит информации отдать под темные участки изображения.

Иначе, для человеческого глаза в тенях перепады между уровнями яркости будут уж слишком большие, в светах, наоборот, совершенно незаметные, особенно если у вас в распоряжении всего 256 значений, которые есть в распоряжения SDR видео.

Но в отличие от SDR — HDR видео кодируется с глубиной цвета, как минимум 10 бит. А это 1024 значения на канал и итоговые более миллиарда оттенков (1024 x 1024 x 1024 = 1 073 741 824)

А предельная яркость изображения в HDR видео стартует от 1000 нит и может достигать 10000 нит. Это в 100 раз ярче SDR!

Такое раздолье позволяет закодировать максимум информации в темных участках изображения и показать картинку куда более естественную для человеческого глаза.

Метаданные

Итак, мы с вами выяснили, что возможности HDR сильно превосходят SDR, и HDR показывает куда более страшную и всю из себя контрастную картинку, но! Какая разница, какой там у тебя формат видео, SDR или HDR, если качество изображения всё равно зависит от экрана, на котором ты смотришь. На некоторых экранах SDR выглядит так насыщенно и контрастно, что HDR даже и не снилось. Всё так!

Все дисплеи отличаются. Они по-разному откалиброваны, в них разный уровень яркости и прочие параметры.

Но HDR-видео в отличие от SDR не просто выводит изображение на экран, но еще и умеет сообщать телевизору, как именно нужно его показывать! Делается это при помощи так называемых метаданных.

Они бывают двух видов.

Статические метаданные. Содержат в себе настройки яркости и контраста всего видео целиком. Например, человек, который мастерил какое-нибудь атмосферное, темное кино может указать, что максимальная яркость в этом фильме всего 400 нит. Поэтому телевизор с яркостью 4000 нит не будет задирать яркость и превращать ваш хоррор-фильм в детский утренник. Или наоборот фильм с яркостью 4000 нит по максимуму раскроется не только на телевизоре, который тянет такую яркость, но и на более тусклом экране, так как картинка правильно сожмётся до возможностей телевизора.

Но бывают такие фильмы, которые в целом темные, но в них есть сцены с яркими вспышками света. Или например фильм про космос, в котором ярко сияют звезды. В таких случаях необходимо настроить яркость каждой сцены отдельно.

Для это существуют динамические метаданные. Они содержат в себе настройки каждого пикселя в каждом кадре фильма. Более того, эти метаданные содержат информацию на каком дисплее мастерился контент. А значит ваш дисплей может взять эти настройки и адаптировать изображение так, чтобы вы получили максимально приближенную к задумке автора картинку.

HDR10 и HDR10+

Самый распространённый формат с поддержкой статический метаданных — это HDR10. Более того это самый распространенный HDR формат в принципе. Если видите наклейку HDR на телевизоре — знайте: он поддерживает HDR10. Это его плюс.

Но поддержка только статических метаданных не позволяют назвать его настоящим HDR. Поэтому компания Samsung, совместно с 20th Century Fox и Panasonic решили исправить это недоразумение и добавили к HDR10 поддержку динамических метаданных, назвав новый стандарт — HDR10+.

Получился он царский — 10 бит, 4000 нит, более миллиарда оттенков. Но видна ли разница между HDR10 и 10+ на практике.

У нас есть QLED телевизор Samsung Q950T, который как раз поддерживает оба формата. Поэтому сравнение будет максимально корректным. Мы запустили кино, которые смастерили в HDR10 и HDR10+. И знаете, что — я действительно увидел разницу. На этом телевизоре и HDR10 выглядит круто, а HDR10+ вообще разрывает шаблон. И дело не только в стандарте HDR10+.

Adaptive Picture

Дело в том, что HDR-контент существенно более придирчив к качеству дисплея, чем SDR. Например, яркость в HDR-видео указывается не в относительных значениях, то есть в процентах, а в абсолютных — в нитах. Поэтому, хочешь не хочешь, но если в метаданных указано, что этот конкретный участок изображения должен светить 1000 нит нужно, чтобы телевизор сумел выдать такую яркость. Иначе, это уже будет не HDR.

А если, вдруг, вы смотрите видео днём, в ярко освещенной комнате, то нужно еще компенсировать окружающее освещение. Большинство устройств не справляются с этой задачей. Но, у QLED телевизоров Samsung, в этом плане есть, огромное преимущество.

Во-первых, в них используется технология Adaptive Picture, которая подстраивает яркость и контрастность изображения в зависимости от окружающего освещения.

Во-вторых, как я уже говорил, запас яркости в QLED — 4000 нит. А этого с головой хватит для компенсации практически любого внешнего освещения.

В отличие от OLED-телевизоров, которые могут выдавать необходимый уровень контраста только при плотно зашторенных шторах.

Другие технологии

Естественно, это не единственная крутая технология внутри данного телевизора. Здесь установлен мощный нейропроцессор Quantum 8K, который в реальном времени умеет апскейлить 4K-контент до 8К. Причём он не просто повышает четкость изображения, он распознаёт разного типа текстуры и дополнительно их прорабатывает. Еще тут сверхширокие углы обзора, прекрасный объемный звук, который кстати тоже адаптируется под уровень шума в помещении в реальном времени. И масса других технологии, эксклюзивных для QLED-телевизоров Samsung.

Но главная технология сегодняшнего вечера HDR10+ — и, что прекрасно — это не эксклюзив.

HDR10+ — это открытый и бесплатный стандарт, как и обычный HDR10. Всё это дает ему огромное преимущество перед, по сути, таким же, но платным Dolby Vision. Поэтому HDR10+ есть не только в телевизорах и смартфонах Samsung — его поддерживают практически все производители телевизоров, смартфонов, камер, ну и, конечно, в этом формате снимаются и делаются фильмы. А значит у HDR10+ есть все шансы стать настоящим народным стандартом HDR, которым вы сможете насладиться на всех экранах страны, как больших, так и малых.

Используйте HDR для улучшения качества фотографий

HDR — «высокий динамический диапазон» в фотографии представляет собой способ сохранения деталей в самых светлых и самых темных участках изображения. По сути он подразумевает создание и объединение двух и более изображений одной сцены для использования преимуществ каждого из них.

Существует множество сцен, в которых динамический диапазон слишком широк для того, чтобы камера могла отобразить все детали в одном кадре. Например, пейзаж в солнечный день, съемка более яркой сцены через окно или фотографирование здания в тени на фоне яркого голубого неба.

В этой сцене на одном кадре теряется детализация облаков в небе, а на другом — основание мельницы. Окончательное HDR-изображение создается в камере. Теперь изображение более детализировано, детали видны как на темных, так и на светлых участках изображения. Камера сбалансировала экспозиции для создания изображения, близкого к тому, как его видит человеческий глаз.

Многие компактные камеры и смартфоны имеют встроенную функцию HDR. Обычно возможность управления результатом практически отсутствует — вы просто выбираете функцию и выполняете съемку. Часто в камере появляется уведомление о необходимости удерживать ее в неподвижном состоянии, пока выполняется съемка серии изображений с разной экспозицией и их автоматическое объединение для создания окончательного HDR-изображения.

Цифровая зеркальная камера с функцией HDR обеспечивает более широкие возможности съемки. Вы можете выбирать, сколько изображений будет делать камера, и устанавливать диапазон применимых значений экспозиции. Это позволит вам получить именно такой кадр, каким вы его задумали.

Используйте штатив. Один важный момент, о котором стоит помнить, — когда камера выполняет экспонирование для темных участков, выдержка увеличивается. Кроме того, фиксированное положение съемки всегда является преимуществом, поскольку камере проще оптимизировать значения экспозиции, если композиция кадров очень близка.

Вы можете сами создать HDR-изображение. Все, что для этого нужно, — базовые знания об управлении экспозицией.

1. Выберите режим съемки с приоритетом диафрагмы и установите значения ISO и диафрагмы.

2. Переключите режим замера экспозиции на интегральный или оценочный. С этими настройками камера будет выбирать среднюю экспозицию на основе оценки всех тонов сцены.

3. Используйте диск компенсации экспозиции для недо- или переэкспонирования сцены. Используемая степень зависит от количества света и тени в сцене.

4. Начните с изменений на 1 шаг. Сделайте снимок, установив диск компенсации экспозиции на значение -1, затем поверните диск до -2 и далее до -3. Теперь повторите то же самое для переэкспонирования со значениями +1, +2 и +3. Не обязательно использовать все эти изображения в конечном HDR-снимке, но хорошо иметь их под рукой на всякий случай.

5. Другой способ предусматривает использование брекетинга автоэкспозиции (AEB), который позволяет выбирать степень недо- и переэкспонирования, а затем сразу создавать серию фотографий

Используйте на компьютере программу для объединения кадров в единое изображение. Многие камеры Canon поставляются с программой Digital Photo Professional (DPP), в которой есть специальный инструмент HDR.

Попробуйте создать изображение, близкое к тому, какой вы видели снимаемую сцену. Наше зрение имеет гораздо больший динамический диапазон по сравнению с камерами, поэтому этот прием можно использовать для воссоздания сцены, какой вы ее увидели и запомнили.

Ищите возможности использования этой функции. Умение понять, когда требуется использовать функцию HDR, — не менее важный навык, чем умение создавать качественные HDR-изображения. Тренируйтесь на съемке простых пейзажей и неба, но помните, что HDR — полезный прием для съемки сцен с большим количеством деталей и для макросъемки, где вы сможете показать незаметные детали, сделав изображение более интересным.

Часто сцены с большим количеством деталей позволяют создать интересные HDR-изображения. Использование функции HDR при съемке этого изображения обеспечило большую глубину, поскольку теперь вы можете видеть механизм мельницы почти таким, каким его видел фотограф.

Что такое HDR? Сравнение их форматов и многое другое | Технологии

Если вы покупаете новый телевизор 4K сверхвысокой четкости, он почти наверняка поддерживает видео с высоким динамическим диапазоном (HDR). Но что такое HDR и в чем разница между конкурирующими форматами? Следует ли учитывать это при покупке? Здесь мы все объясним.

Что такое HDR?

Но тогда что такое HDR? HDR означает широкий динамический диапазон. Это относится к визуальному представлению фильмов, телешоу, видеоигр или изображений. По сути, HDR обеспечивает лучшее, яркое изображение с большей детализацией, чем видео или изображение стандартной четкости.

Чтобы понять, что такое HDR, вы должны знать, что динамический диапазон — это термин, используемый для описания количества деталей, видимых между самым ярким белым и самым темным черным. Чем выше динамический диапазон, тем больше деталей сохраняется в тенях и светлых участках. HDR-видео требует использования HDR-совместимого дисплея, способного обеспечивать гораздо более высокую пиковую яркость, чем стандартный телевизор SDR.

Динамический диапазон измеряется в точках, фотографический термин, обычно связанный со значением света. В то время как мониторы SDR могут отображать от 6 до 10 точек, мониторы HDR могут отображать не менее 13 точек, многие из которых превышают 20. Это означает, что на экране больше деталей и больше деталей сохраняется в светлых и темных участках, а не только в полутонах.

Кто-нибудь сравнивал @ITU Рек.2020 — Рек.709? Это безумие! Не могу дождаться, чтобы увидеть дисплей, который может отображать эти цвета. pic.twitter.com/dSCJEfKYmW

— Портретные дисплеи (@PortraitDisplay) 4 апреля 2014

HDR-видео также использует 10-битный цвет в качестве основы (при этом некоторые стандарты поддерживают 12-битное цветовое пространство). В результате для HDR-видео используется расширенная запись. Цветовая гамма 2020 покрывает около 75% видимого цветового спектра. Для сравнения, стандарт Rec.709, используемый в SDR-контенте, покрывает около 36% видимого спектра.

Больше цветов на экране и гораздо более высокая пиковая яркость делают просмотр более реалистичным и захватывающим. Это не обязательно означает, что все сцены будут намного ярче или насыщеннее, чем видео SDR. Отдельные элементы, такие как солнце или вспышка взрыва, выиграют от дополнительной пиковой яркости, а большее количество цветовых вариаций сделает изображение более реалистичным.

Чтобы действительно понять, что такое HDR и насколько ваше видео лучше по сравнению с SDR, вам нужно увидеть это лично. Живой и в цвете.

HDR10: «Стандартная» реализация

Как только вы поймете, что такое HDR, знайте, что HDR10 является основным стандартом для большинства HDR-совместимых телевизоров. Если вы купите Blu-ray 4K Ultra-HD с наклейкой «HDR», велика вероятность, что он будет представлен в формате HDR10. Это сделало HDR10 своего рода «режимом совместимости», который может использовать большинство современных телевизоров.

Контент, созданный для HDR10, обрабатывается с максимальной яркостью до 1.000 нит. Он использует статические метаданные для определения средних уровней освещенности и максимальной яркости кадра, что означает, что средние и максимальные значения освещенности не меняются от сцены к сцене. Хотя HDR10 является одним из самых основных форматов HDR, он все же может выглядеть значительно лучше, чем контент SDR.

Первое изображение — это исходное фото без HDR. Постепенно на следующих фотографиях применяется HDR, что дает представление о различиях между HDR10 и Dolby Vision соответственно.

Поскольку HDR10 является открытым форматом, он также имеет широкую поддержку со стороны производителей телевизоров и мониторов, а также производителей контента. В результате вы найдете контент HDR10 повсюду, включая множество бесплатных видео на YouTube. Хотя стандарты для игр HDR все еще появляются, консоли и Windows также используют HDR10 для создания игр с большим динамическим диапазоном.

HDR10 +: улучшенный HDR с динамическими метаданными

HDR10 + — еще один стандарт ввода, но он производится Samsung и Amazon Video. Он улучшает HDR10 с помощью динамических метаданных, которые могут регулировать яркость по сценам или по кадрам. Контент, созданный в HDR10 +, в настоящее время обрабатывается с максимальной яркостью до 4.000 нит. Динамические метаданные помогают сохранить детали в светлых и темных участках.

В настоящее время одной из лучших моделей с этой записью и технологией является Samsung Smart TV 55 ″ 4K, который, помимо огромного размера, оснащен самой современной технологией обработки изображений Crystal UHD, которая сделает ваш опыт в исключительный игровой телевизор.

Smart TV, 55 дюймов, 4K, Samsung UN55TU8000GXZD, Crystal UHD, Infinite Edge, встроенная функция Alexa, визуализация без кабеля, режим фото среды, единое управление

• Дисплей: разрешение 3.840 x 2.160, 4K Ultra HD, частота экрана 60 Гц, бесконечные границы, четкость изображения 120,
• Функциональность: операционная система Tizen, процессор Crystal 4K UHD, встроенный помощник Bixby и Alexa, зеркальное отображение смартфона для ТВ, голосовое управление, HDR 10+, HLG, HDR Premium, PQI 2.100, Micro Dimming
• Аудио: Dolby Digital Plus, тип динамика 2.0 канала, Multiroom Link, окружающий режим, игровой режим,
• Подключения: 3 разъема HDM, 2 USB, 1 композитный вход (AV), 1 Ethernet (LAN), 1 оптический цифровой аудиовыход, 1 вход RF
• Включает уникальный пульт дистанционного управления Crystal UHD

К сожалению, HDR10 + не учитывает возможности устройства, на котором он отображается (как и обычный HDR10). Это ограничение было устранено в других стандартах, особенно в Dolby Vision. Когда определенные сцены превышают возможности дисплея, сам дисплей решает, как сопоставить изображение по тону. Это может отличаться в зависимости от вида.

Одна из самых больших проблем с HDR10 + — его недоступность. В настоящее время Samsung является единственным уважаемым производителем, который все делает на это, хотя поддержка со стороны Panasonic, Vizio и Oppo была ограниченной. Контент тоже скудный — пока только Видео Amazon предлагает потоковое содержимое в HDR10 +.

Dolby Vision: собственный формат с динамическими метаданными

O Dolby Vision является прямым конкурентом HDR10 + и имеет много общего с технической точки зрения. Текущий контент Dolby Vision обрабатывается с яркостью до 4.000 нит, с поддержкой до 10.000 8 нит, разрешением 12K и XNUMX-битным цветом в будущем. Он также использует динамические метаданные для настройки сцены за сценой, чтобы улучшить общее качество изображения.

Существенным преимуществом перед HDR10 + является то, что Dolby Vision учитывает возможности монитора при представлении контента. Это может привести к тому, что качество просмотра будет ближе к задумке создателя, независимо от того, насколько ярким или темным может быть экран.

Поскольку Dolby Vision является проприетарным форматом, производители телевизоров должны платить за его внедрение. В основном он встречается на телевизорах высокого класса, но широко используется LG, Sony, TCL, Hisense, Panasonic и Philips. Samsung — единственный известный производитель, который полностью отказался от Dolby Vision в пользу HDR10 +.

Наличие современного телевизора в гостиной или спальне гарантирует, что вы не столкнетесь с проблемами и не останетесь позади. Поскольку технологии постоянно обновляются, наличие телевизора с Dolby Vision имеет важное значение, чтобы наслаждаться лучшими играми, фильмами и потоковой передачей. Оцените суперсовременный 55 Smart SmartTV Philips.

Smart TV Philips 55 дюймов 4K UHD, P5, HDR10 +, Dolby Vision, Dolby Atmos, Bluetooth, WiFi, 3 HDMI, 2 USB — Черный Ультратонкие края — 55PUG7625 / 78

• Смарт-телевизор PHILIPS 55 «55PUG7625 4K (Ultra HD)
• Процессор изображения P5 UHD: процессор изображения нового поколения от Philips воспроизводит все изображения на экране с большей глубиной, цветом и контрастом, чтобы сделать все еще более реалистичным, обеспечивая инновационный визуальный опыт. P5 уменьшает дрожание изображения, имеет неискаженное изменение размера контента, улучшение цвета и контрастности, что обеспечивает более четкое изображение.
• HDR10 +: глубина и контраст в деталях. Контраст гор, текстуры, скрытые в цветах, глубина облаков. Технология HDR10 + настраивает детали для получения высококачественного изображения.
• Dolby Vision и Atmos: благодаря технологии Dolby Vision уровни яркости, цвета и контрастности автоматически повышаются, чтобы обеспечить превосходное качество каждой детали изображения. Dolby Atmos фиксирует и воспроизводит движение в диапазоне 360 °, чтобы создать удивительное звуковое погружение
• Сапхи: умный способ наслаждаться просмотром телепередач. Эта операционная система быстрая и интуитивно понятная. Четкое и объективное меню основано на значках, что обеспечивает быстрый доступ к основным приложениям, таким как Youtube, Amazon Prime Video и Netflix.

Если вы действительно исследуете, что такое HDR, есть телевизоры, поддерживающие все форматы. Однако HDR10 + заметно сложнее найти, чем Dolby Vision. В Dolby Vision также доступно гораздо больше контента. Многие программы на Netflix и Disney + создаются в Dolby Vision с поддержкой некоторых программ в таких сервисах, как Amazon Prime Video и VUDU.

Dolby Vision также поддерживается на Xbox Series X и Series S, которые обещают предоставить первые игровые возможности Dolby Vision в 2021 году. Нам придется подождать и посмотреть, как это закончится, но об этом следует помнить, если вы покупаете Xbox в ближайшее время.

См. Также:

Hybrid Log-Gamma: стандарт вещания

Стандарты вещания и то, что такое HDR, развиваются иначе, чем стандарты производства, но это не означает, что SDR будет храниться навсегда. Hybrid Log-Gamma (HLG) — это открытый формат вещания, разработанный BBC в Великобритании и общественным телевидением NHK в Японии.Это обратно совместимый формат, который реализует HDR-видео по вещанию. HLG специально нацелен на пиковую яркость 1.000 нит, как HDR10.

Поскольку трансляции должны учитывать широкий спектр устройств с различными возможностями, важно обеспечить правильное отображение современных HDR-трансляций на старых SDR-дисплеях. HLG достигает этого, предоставляя сигнал, который позволяет современным дисплеям HDR достигать большего динамического диапазона, не закрывая двери для старых технологий.

Хотя этот формат был создан для вещания, он также совместим с потоковыми сервисами, включая YouTube и BBC iPlayer. Радиовещательные компании, уже использующие HLG, включают Eutelsat, DirecTV и Sky UK.

Техниколор Расширенный HDR

Один из форматов HDR, который до сих пор не смог охватить аудиторию, — это Advanced HDR от Technicolor. Запущенный компаниями LG и Technicolor, формат впервые появился примерно в 2016 году. Он дошел до телевизоров LG до 2019 года, когда компания внезапно удалила поддержку формата из своей линейки 2020 г. Это фактически убило технологию (на какое-то время).

Основная проблема с Technicolor заключалась в отсутствии контента. По состоянию на сентябрь 2020 года мы не могли найти в продаже ни одного фильма с расширенным HDR или какого-либо потокового сервиса, который его поддерживает.

Тщательно продумайте, в какой формат инвестировать.

Если вы покупаете HDR-телевизор в 2021 году (или позже), он будет поддерживать HDR10, что является огромным скачком в динамическом диапазоне и яркости по сравнению с контентом стандартной четкости. Если вы еще не пробовали контент HDR10, вы будете в восторге! Чтобы воспользоваться этим, вам понадобится телевизор с яркостью около 1.000 нит и обработанным контентом.

Помимо HDR10, Dolby Vision пользуется самой широкой поддержкой производителей контента и производителей телевизоров. Другие Blu-ray и потоковые сервисы доступны в Dolby Vision. Этот формат также очень перспективен, так как мы не увидим лучшего, что он может предложить, пока технология отображения не станет более зрелой. Однако в этом году и Roku, и Google выпустят потоковые приставки, поддерживающие Dolby Vision.

Smart TV 4K QLED 50 от Samsung имеет одно из лучших соотношений цены и качества на рынке, помимо гарантии 60 Гц в формате 4K. Удостоверьтесь сразу же в своей, это отличное соотношение цены и качества.

Smart TV 4K QLED 50 ”Samsung QN50Q60TAGXZD

• Видео: Quantum Processor Lite, частота экрана 60 Гц, двойной светодиод, Quantum HDR, Auto Motion Plus, 100% цветовой объем с квантовыми точками
• Аудио: Dolby Digital Plus, Multiroom Link, 2 канала, мощность (RMS) 20 Вт
• Возможности подключения: Wi-Fi, Bluetooth (BT4.2), HDMI 3, USB 2, композитный вход (AV) 1, Ethernet (LAN), цифровой аудиовыход (оптический) 1, RF-вход (наземный / кабельный вход)) 1 / 1 (нормальное использование для наземного вещания) / 0, eARC, Anynet + (HDMI-CEC)
• Смарт-устройство: операционная система Tizen с голосовым взаимодействием (Alexa и Bixby)
• Бивольт

У вас также есть на выбор множество телевизоров, поддерживающих Dolby Vision, в то время как поддержка HDR10 + в основном ограничена Samsung. Vizio и Hisense производят телевизоры, которые поддерживают обе модели, но не все. Кроме того, в HDR10 + выполняется мастеринг нескольких фильмов, и только Amazon производит для него потоковый контент.

Поскольку HLG является стандартом вещания, большинство современных телевизоров будут поддерживать его в будущем. Однако для приема трансляций ваш дисплей не обязательно должен быть HLG-совместимым. Если вы мало смотрите телевизор или кабельные сети, вы можете поставить HLG ниже в своем списке приоритетов.

В большинстве случаев выбранный вами телевизор будет определять стандарты, которыми вы можете наслаждаться, поэтому знание того, что такое HDR, имеет первостепенное значение. Итак, проведите много исследований и посмотрите, какой из них подойдет вам лучше всего.

Связанный

Если вы покупаете новый телевизор 4K сверхвысокой четкости, он почти наверняка поддерживает видео с высоким динамическим диапазоном (HDR). Но что такое HDR и в чем разница между конкурирующими форматами? Следует ли учитывать это при покупке? Здесь мы все объясним.

Что такое HDR?

Но тогда что такое HDR? HDR означает широкий динамический диапазон. Это относится к визуальному представлению фильмов, телешоу, видеоигр или изображений. По сути, HDR обеспечивает лучшее, яркое изображение с большей детализацией, чем видео или изображение стандартной четкости.

Чтобы понять, что такое HDR, вы должны знать, что динамический диапазон — это термин, используемый для описания количества деталей, видимых между самым ярким белым и самым темным черным. Чем выше динамический диапазон, тем больше деталей сохраняется в тенях и светлых участках. HDR-видео требует использования HDR-совместимого дисплея, способного обеспечивать гораздо более высокую пиковую яркость, чем стандартный телевизор SDR.

Динамический диапазон измеряется в точках, фотографический термин, обычно связанный со значением света. В то время как мониторы SDR могут отображать от 6 до 10 точек, мониторы HDR могут отображать не менее 13 точек, многие из которых превышают 20. Это означает, что на экране больше деталей и больше деталей сохраняется в светлых и темных участках, а не только в полутонах.

Кто-нибудь сравнивал @ITU Рек.2020 — Рек.709? Это безумие! Не могу дождаться, чтобы увидеть дисплей, который может отображать эти цвета. pic.twitter.com/dSCJEfKYmW

— Портретные дисплеи (@PortraitDisplay) 4 апреля 2014

HDR-видео также использует 10-битный цвет в качестве основы (при этом некоторые стандарты поддерживают 12-битное цветовое пространство). В результате для HDR-видео используется расширенная запись. Цветовая гамма 2020 покрывает около 75% видимого цветового спектра. Для сравнения, стандарт Rec.709, используемый в SDR-контенте, покрывает около 36% видимого спектра.

Больше цветов на экране и гораздо более высокая пиковая яркость делают просмотр более реалистичным и захватывающим. Это не обязательно означает, что все сцены будут намного ярче или насыщеннее, чем видео SDR. Отдельные элементы, такие как солнце или вспышка взрыва, выиграют от дополнительной пиковой яркости, а большее количество цветовых вариаций сделает изображение более реалистичным.

Чтобы действительно понять, что такое HDR и насколько ваше видео лучше по сравнению с SDR, вам нужно увидеть это лично. Живой и в цвете.

HDR10: «Стандартная» реализация

Как только вы поймете, что такое HDR, знайте, что HDR10 является основным стандартом для большинства HDR-совместимых телевизоров. Если вы купите Blu-ray 4K Ultra-HD с наклейкой «HDR», велика вероятность, что он будет представлен в формате HDR10. Это сделало HDR10 своего рода «режимом совместимости», который может использовать большинство современных телевизоров.

Контент, созданный для HDR10, обрабатывается с максимальной яркостью до 1.000 нит. Он использует статические метаданные для определения средних уровней освещенности и максимальной яркости кадра, что означает, что средние и максимальные значения освещенности не меняются от сцены к сцене. Хотя HDR10 является одним из самых основных форматов HDR, он все же может выглядеть значительно лучше, чем контент SDR.

Первое изображение — это исходное фото без HDR. Постепенно на следующих фотографиях применяется HDR, что дает представление о различиях между HDR10 и Dolby Vision соответственно.

Поскольку HDR10 является открытым форматом, он также имеет широкую поддержку со стороны производителей телевизоров и мониторов, а также производителей контента. В результате вы найдете контент HDR10 повсюду, включая множество бесплатных видео на YouTube. Хотя стандарты для игр HDR все еще появляются, консоли и Windows также используют HDR10 для создания игр с большим динамическим диапазоном.

HDR10 +: улучшенный HDR с динамическими метаданными

HDR10 + — еще один стандарт ввода, но он производится Samsung и Amazon Video. Он улучшает HDR10 с помощью динамических метаданных, которые могут регулировать яркость по сценам или по кадрам. Контент, созданный в HDR10 +, в настоящее время обрабатывается с максимальной яркостью до 4.000 нит. Динамические метаданные помогают сохранить детали в светлых и темных участках.

В настоящее время одной из лучших моделей с этой записью и технологией является Samsung Smart TV 55 ″ 4K, который, помимо огромного размера, оснащен самой современной технологией обработки изображений Crystal UHD, которая сделает ваш опыт в исключительный игровой телевизор.

Smart TV, 55 дюймов, 4K, Samsung UN55TU8000GXZD, Crystal UHD, Infinite Edge, встроенная функция Alexa, визуализация без кабеля, режим фото среды, единое управление

• Дисплей: разрешение 3.840 x 2.160, 4K Ultra HD, частота экрана 60 Гц, бесконечные границы, четкость изображения 120,
• Функциональность: операционная система Tizen, процессор Crystal 4K UHD, встроенный помощник Bixby и Alexa, зеркальное отображение смартфона для ТВ, голосовое управление, HDR 10+, HLG, HDR Premium, PQI 2.100, Micro Dimming
• Аудио: Dolby Digital Plus, тип динамика 2.0 канала, Multiroom Link, окружающий режим, игровой режим,
• Подключения: 3 разъема HDM, 2 USB, 1 композитный вход (AV), 1 Ethernet (LAN), 1 оптический цифровой аудиовыход, 1 вход RF
• Включает уникальный пульт дистанционного управления Crystal UHD

К сожалению, HDR10 + не учитывает возможности устройства, на котором он отображается (как и обычный HDR10). Это ограничение было устранено в других стандартах, особенно в Dolby Vision. Когда определенные сцены превышают возможности дисплея, сам дисплей решает, как сопоставить изображение по тону. Это может отличаться в зависимости от вида.

Одна из самых больших проблем с HDR10 + — его недоступность. В настоящее время Samsung является единственным уважаемым производителем, который все делает на это, хотя поддержка со стороны Panasonic, Vizio и Oppo была ограниченной. Контент тоже скудный — пока только Видео Amazon предлагает потоковое содержимое в HDR10 +.

Dolby Vision: собственный формат с динамическими метаданными

O Dolby Vision является прямым конкурентом HDR10 + и имеет много общего с технической точки зрения. Текущий контент Dolby Vision обрабатывается с яркостью до 4.000 нит, с поддержкой до 10.000 8 нит, разрешением 12K и XNUMX-битным цветом в будущем. Он также использует динамические метаданные для настройки сцены за сценой, чтобы улучшить общее качество изображения.

Существенным преимуществом перед HDR10 + является то, что Dolby Vision учитывает возможности монитора при представлении контента. Это может привести к тому, что качество просмотра будет ближе к задумке создателя, независимо от того, насколько ярким или темным может быть экран.

Поскольку Dolby Vision является проприетарным форматом, производители телевизоров должны платить за его внедрение. В основном он встречается на телевизорах высокого класса, но широко используется LG, Sony, TCL, Hisense, Panasonic и Philips. Samsung — единственный известный производитель, который полностью отказался от Dolby Vision в пользу HDR10 +.

Наличие современного телевизора в гостиной или спальне гарантирует, что вы не столкнетесь с проблемами и не останетесь позади. Поскольку технологии постоянно обновляются, наличие телевизора с Dolby Vision имеет важное значение, чтобы наслаждаться лучшими играми, фильмами и потоковой передачей. Оцените суперсовременный 55 Smart SmartTV Philips.

Smart TV Philips 55 дюймов 4K UHD, P5, HDR10 +, Dolby Vision, Dolby Atmos, Bluetooth, WiFi, 3 HDMI, 2 USB — Черный Ультратонкие края — 55PUG7625 / 78

• Смарт-телевизор PHILIPS 55 «55PUG7625 4K (Ultra HD)
• Процессор изображения P5 UHD: процессор изображения нового поколения от Philips воспроизводит все изображения на экране с большей глубиной, цветом и контрастом, чтобы сделать все еще более реалистичным, обеспечивая инновационный визуальный опыт. P5 уменьшает дрожание изображения, имеет неискаженное изменение размера контента, улучшение цвета и контрастности, что обеспечивает более четкое изображение.
• HDR10 +: глубина и контраст в деталях. Контраст гор, текстуры, скрытые в цветах, глубина облаков. Технология HDR10 + настраивает детали для получения высококачественного изображения.
• Dolby Vision и Atmos: благодаря технологии Dolby Vision уровни яркости, цвета и контрастности автоматически повышаются, чтобы обеспечить превосходное качество каждой детали изображения. Dolby Atmos фиксирует и воспроизводит движение в диапазоне 360 °, чтобы создать удивительное звуковое погружение
• Сапхи: умный способ наслаждаться просмотром телепередач. Эта операционная система быстрая и интуитивно понятная. Четкое и объективное меню основано на значках, что обеспечивает быстрый доступ к основным приложениям, таким как Youtube, Amazon Prime Video и Netflix.

Если вы действительно исследуете, что такое HDR, есть телевизоры, поддерживающие все форматы. Однако HDR10 + заметно сложнее найти, чем Dolby Vision. В Dolby Vision также доступно гораздо больше контента. Многие программы на Netflix и Disney + создаются в Dolby Vision с поддержкой некоторых программ в таких сервисах, как Amazon Prime Video и VUDU.

Dolby Vision также поддерживается на Xbox Series X и Series S, которые обещают предоставить первые игровые возможности Dolby Vision в 2021 году. Нам придется подождать и посмотреть, как это закончится, но об этом следует помнить, если вы покупаете Xbox в ближайшее время.

См. Также:

Hybrid Log-Gamma: стандарт вещания

Стандарты вещания и то, что такое HDR, развиваются иначе, чем стандарты производства, но это не означает, что SDR будет храниться навсегда. Hybrid Log-Gamma (HLG) — это открытый формат вещания, разработанный BBC в Великобритании и общественным телевидением NHK в Японии.Это обратно совместимый формат, который реализует HDR-видео по вещанию. HLG специально нацелен на пиковую яркость 1.000 нит, как HDR10.

Поскольку трансляции должны учитывать широкий спектр устройств с различными возможностями, важно обеспечить правильное отображение современных HDR-трансляций на старых SDR-дисплеях. HLG достигает этого, предоставляя сигнал, который позволяет современным дисплеям HDR достигать большего динамического диапазона, не закрывая двери для старых технологий.

Хотя этот формат был создан для вещания, он также совместим с потоковыми сервисами, включая YouTube и BBC iPlayer. Радиовещательные компании, уже использующие HLG, включают Eutelsat, DirecTV и Sky UK.

Техниколор Расширенный HDR

Один из форматов HDR, который до сих пор не смог охватить аудиторию, — это Advanced HDR от Technicolor. Запущенный компаниями LG и Technicolor, формат впервые появился примерно в 2016 году. Он дошел до телевизоров LG до 2019 года, когда компания внезапно удалила поддержку формата из своей линейки 2020 г. Это фактически убило технологию (на какое-то время).

Основная проблема с Technicolor заключалась в отсутствии контента. По состоянию на сентябрь 2020 года мы не могли найти в продаже ни одного фильма с расширенным HDR или какого-либо потокового сервиса, который его поддерживает.

Тщательно продумайте, в какой формат инвестировать.

Если вы покупаете HDR-телевизор в 2021 году (или позже), он будет поддерживать HDR10, что является огромным скачком в динамическом диапазоне и яркости по сравнению с контентом стандартной четкости. Если вы еще не пробовали контент HDR10, вы будете в восторге! Чтобы воспользоваться этим, вам понадобится телевизор с яркостью около 1.000 нит и обработанным контентом.

Помимо HDR10, Dolby Vision пользуется самой широкой поддержкой производителей контента и производителей телевизоров. Другие Blu-ray и потоковые сервисы доступны в Dolby Vision. Этот формат также очень перспективен, так как мы не увидим лучшего, что он может предложить, пока технология отображения не станет более зрелой. Однако в этом году и Roku, и Google выпустят потоковые приставки, поддерживающие Dolby Vision.

Smart TV 4K QLED 50 от Samsung имеет одно из лучших соотношений цены и качества на рынке, помимо гарантии 60 Гц в формате 4K. Удостоверьтесь сразу же в своей, это отличное соотношение цены и качества.

Smart TV 4K QLED 50 ”Samsung QN50Q60TAGXZD

• Видео: Quantum Processor Lite, частота экрана 60 Гц, двойной светодиод, Quantum HDR, Auto Motion Plus, 100% цветовой объем с квантовыми точками
• Аудио: Dolby Digital Plus, Multiroom Link, 2 канала, мощность (RMS) 20 Вт
• Возможности подключения: Wi-Fi, Bluetooth (BT4.2), HDMI 3, USB 2, композитный вход (AV) 1, Ethernet (LAN), цифровой аудиовыход (оптический) 1, RF-вход (наземный / кабельный вход)) 1 / 1 (нормальное использование для наземного вещания) / 0, eARC, Anynet + (HDMI-CEC)
• Смарт-устройство: операционная система Tizen с голосовым взаимодействием (Alexa и Bixby)
• Бивольт

У вас также есть на выбор множество телевизоров, поддерживающих Dolby Vision, в то время как поддержка HDR10 + в основном ограничена Samsung. Vizio и Hisense производят телевизоры, которые поддерживают обе модели, но не все. Кроме того, в HDR10 + выполняется мастеринг нескольких фильмов, и только Amazon производит для него потоковый контент.

Поскольку HLG является стандартом вещания, большинство современных телевизоров будут поддерживать его в будущем. Однако для приема трансляций ваш дисплей не обязательно должен быть HLG-совместимым. Если вы мало смотрите телевизор или кабельные сети, вы можете поставить HLG ниже в своем списке приоритетов.

В большинстве случаев выбранный вами телевизор будет определять стандарты, которыми вы можете наслаждаться, поэтому знание того, что такое HDR, имеет первостепенное значение. Итак, проведите много исследований и посмотрите, какой из них подойдет вам лучше всего.

Связанный

Изучите 10 многообещающих криптовалют, которые борются за место в метавселенной.

Продолжай читать 10 многообещающих криптовалют в метавселенной, чтобы не упустить возможность смотреть в будущее

Узнайте и узнайте, как установить Windows 11 быстро, официально и без осложнений.

Продолжай читать Как установить Windows 11 быстро и официально

Узнайте, как сделать снимок экрана в Windows 10 и записать снимки экрана для работы или игр.

Продолжай читать Как сделать распечатку на Windows 10 в 2021 году?

в чем разница между форматами HDR TV?

Когда вы покупаете телевизор в 2017 году, имеет смысл приобрести модель с HDR (High Dynamic Range) видео. Это обязательная функция сейчас

Но в нем есть два формата: Dolby Vision и HDR10. Прежде чем вынуть свою кредитную карту, поймите разницу и купите то, что подходит именно вам.

Что такое Dolby Vision и HDR10?

Dolby Vision и HDR10 — оба типа HDR для телевизоров. Эта технология позволяет телевизорам отображать более яркие изображения, более точные цвета и более глубокие черные или темные пятна. Dolby Vision требует специального чипа и доступен только на нескольких телевизорах, в то время как HDR10 поддерживается всеми HDR-телевизорами.

Это упрощенное объяснение двух форматов и их различий. Но под капотом происходит гораздо больше.

Dolby Vision технически лучше, чем HDR10

Если следовать только спецификациям, то Dolby Vision держит преимущество над HDR10. Есть два аспекта, в которых HDR улучшает качество изображения: яркость и точность цветопередачи.

• Dolby Vision поддерживает 12-битную глубину цвета (то есть в общей сложности 68 миллиардов цветов), в то время как HDR10 поддерживает 10-битную глубину цвета (то есть в общей сложности 1 миллиард цветов).
• Точно так же Dolby Vision поддерживает яркость 10 000 нит, а HDR10 поддерживает яркость 4000 нит.

Но хотя этот дополнительный диапазон велик, это теоретические ограничения. В настоящее время ни один фильм или видеоигра не использует теоретические цвета или яркость. Черт, в своем последнем HDR-телевизоре Samsung демонстрирует около 1000 нит яркости.

Таким образом, хотя Dolby Vision технически лучше, знайте, что в настоящее время он не дает более качественных изображений в реальном мире. Тем не менее, это может измениться в будущем, поэтому Dolby Vision — лучшая ставка для долгосрочных покупателей.

Смотрите фильмы так, как задумано режиссерами

Хотя технические ограничения — это одно, Dolby Vision по-прежнему имеет одну особенность, которая делает его лучше. Его претензия на славу называется управление динамическими метаданными.

Динамические метаданные позволяют кинематографисту управлять улучшениями цвета и яркости HDR для каждого кадра. Проще говоря, это означает, что режиссер может сказать: «Эй, я хочу, чтобы эта сцена выглядела на уровне яркости X, и я хочу, чтобы следующая сцена выглядела на уровне яркости X + 5». Как только это закодировано в фильм Dolby Vision, телевизор будет применять эти улучшения при воспроизведении сцен.

HDR10 имеет только статический контроль метаданных. Это означает, что есть только один HDR параметр цвета и яркости применяется ко всему фильму. Это не меняется в зависимости от сцены.

Суть в том, что если вы смотрите фильм Dolby Vision на телевизоре Dolby Vision, вы видите именно то, что задумал режиссер. Настройки вашего телевизора и другие факторы не мешают.

Почему HDR10 более распространен

Так что Dolby Vision выглядит довольно круто, верно? Если режиссер имеет полный контроль над тем, как выглядит каждая сцена, это, очевидно, лучше. И ты прав, это так. Так почему же HDR10 более распространен? Просто: деньги!

Dolby Vision является проприетарной системой. Dolby требует, чтобы производители телевизоров добавили чип Dolby Vision в телевизор. (или проигрыватель Blu-ray 4K

). И производители платят Dolby за это.

В свою очередь, Dolby использует эти сборы для заключения соглашений с киностудиями, чтобы режиссеры использовали Dolby Vision при создании фильма. Это контролируемая система, предназначенная для повышения качества, но за дополнительную плату.

С другой стороны, HDR10 — открытый стандарт. Все производители телевизоров, а также режиссеры могут использовать его бесплатно, не платя никому лицензионные сборы или не добавляя для этого дополнительные чипы.

Естественно, это делает HDR10 более привлекательным для производителей ТВ, киностудий и распространителей контента. Вот почему это стандарт по умолчанию, когда любой телевизор говорит, что он поддерживает HDR10.

Dolby Vision не имеет значения для игр

Сейчас разработчики видеоигр не слишком обеспокоены войнами форматов. На самом деле HDR для игр только в зачаточном состоянии. Большинство игр, доступных в HDR, поддерживают HDR10.

Пока лишь немногие использовали передовую технологию Dolby Vision для HDR. Тем не менее, вы говорите о поддержке только на видеокартах для ПК, а не на игровых приставках.

Суть в том, что если вы покупаете 4K HDR телевизор для игр

, забудьте о дебатах Dolby Vision и HDR10 и просто купи HDR10 телевизор.

HDR10 против Dolby Vision: без жаргона

Подводя итог, вот основные различия между HDR10 и Dolby Vision, которые вы должны знать как покупатель.

• Все телевизоры Dolby Vision могут поддерживать HDR10. Телевизор HDR10 не может поддерживать Dolby Vision. Это верно и для не телевизионного видео оборудования.
• Dolby Vision технически превосходит HDR10. Но вам понадобится полный комплект Dolby Vision (то есть дисплей и видеоисточник), чтобы воспользоваться этим. Пропустите одну часть, и она будет понижена и играть на HDR10.
• Чтобы узнать, какие фильмы выпущены в Dolby Vision, посмотрите этот список на AVSForum. Помните, что диск Blu-ray с Dolby Vision будет иметь логотип Dolby Vision.

Что купить?

В зависимости от того, что вы ожидаете сделать со своим телевизором, сделать выбор довольно легко прямо сейчас. Получить телевизор с Dolby Vision. С Dolby Vision достаточно хороших дешевых телевизоров, так почему бы не быть ориентированными на будущее?

В нашем недавнем обзоре лучших дешевых 4K HDR телевизоров

Мы увидели, что TCL 55P607 идеально подходит для всех. Он поддерживает оба формата, не так уж и дорог, и имеет светодиодную подсветку. Вы не можете ошибиться с этим. Но не забудьте прочитать статью полностью, если вы хотите вместо этого телевизор для игр HDR.

Будущее: HDR10 + и HLG

Хотя пыль не устоялась на Dolby Vision и HDR10, мы уже видим следующую волну форматов HDR.

HDR10 + — это следующий открытый формат, преемник HDR10. Опять же, это будет бесплатно, но технические характеристики останутся прежними. Тем не мение, HDR10 + добавляет динамическое управление метаданными чтобы дать вам «что задумал режиссер» сцены.

HLG (Hybrid Log Gamma) — это новый формат HDR, предназначенный для работы с телевизорами без HDR. Прямо сейчас ваш стандартный телевизор может иметь некоторые функции отображения, такие как HDR, но не может читать метаданные из видеофайла HDR. HLG устраняет этот пробел, так что существующие телевизоры могут дать вам некоторые преимущества HDR-телевизоров, до тех пор, пока они имеют возможность.

Какой телевизор у вас есть?

Так что же делать человеку, который хочет купить телевизор сегодня? Стоит ли придерживаться HLG, перейти на HDR10 или перейти на Dolby Vision? Вот быстрый человек, принимающий решение:

• Если у вас нет телевизора или вы покупаете его, несмотря ни на что, купите HDR-телевизор с поддержкой Dolby Vision. Не уходи ни на что меньшее.
• Если у вас есть телевизор без HDR и вы не против, придерживайтесь его так долго, как сможете. Пусть войны форматов успокаиваются, прежде чем покупать.
• Если у вас есть телевизор HDR10, снова придерживайтесь его. Нет необходимости обновляться до Dolby Vision прямо сейчас. Другие факторы, такие как качество телевизионных панелей, имеют большее значение.
• Если у вас уже есть телевизор Dolby Vision, поздравляю. Начните с покупки хорошего 4K Blu-ray плеера с поддержкой Dolby Vision.

Какой у тебя телевизор? Планируете ли вы перейти на HDR или Dolby Vision?

Не бойтесь войн формата HDR

В этом году на выставке CES поддержка HDR — это модное слово, которое слышат почти все производители телевизоров, кульминацией которого стал устрашающий слайд от LG, который с гордостью пообещал, что его набор будет совместим со всеми четырьмя основными стандартами HDR.

Все не так уж и проблемно, как кажется

Для потребителя такое количество различных видео стандартов — устрашающая идея, которая напоминает о былых войнах форматов (вспомните VHS vs.Betamax или Blu-ray против HD-DVD). К счастью, несмотря на то, что сейчас существует четыре стандарта — HDR10, Dolby Vision, HLG и Advanced HDR — которые компании и потребители должны учитывать, когда дело доходит до новых телевизоров, в действительности все не так проблематично, как кажется. .

Хотя HDR может иметь множество форм, особые требования для каждого стандарта значительно упрощают производителям телевизоров поддержку нескольких стандартов, несмотря на их разнообразие. Давайте разберемся, что такое разные форматы, кто их поддерживает и почему различия могут быть не такими уж страшными.

HDR10

HDR10 — это более открытый стандарт HDR, разработанный производителями устройств (включая Samsung и Sony), чтобы избежать необходимости подчиняться собственным стандартам и тарифам Dolby. Это стандарт по умолчанию для дисков Blu-ray 4K Ultra-HD, который был принят как Sony, так и Microsoft для PlayStation 4 и Xbox One S.

Обратной стороной является то, что, хотя HDR10 более открыт, он соответствует более низкому стандарту качества видео, чем Dolby Vision, обрабатывая контент с яркостью 1000 нит по сравнению с теоретическим пределом Dolby Vision в 10 000 нит.Первый также поддерживает 10-битный цвет по сравнению с 12-битным Dolby Vision, что означает меньший цветовой диапазон.

Dolby Vision

Разработанный Dolby, Dolby Vision является другим основным конкурирующим стандартом для контента HDR. В отличие от HDR10, формат Dolby требует телевизоров и мультимедийных устройств, которые были специально разработаны с использованием аппаратного чипа Dolby Vision, с которого компания получает лицензионные сборы.

Кроме того, это более перспективный из двух форматов, поскольку контент обрабатывается для более высокого уровня яркости и цветовой гаммы, чем те, которые могут обеспечить современные топовые модели.Из четырех форматов Dolby Vision имеет самый высокий барьер для входа, поскольку для его поддержки требуется специальное оборудование. Но он также предлагает лучший опыт HDR по любому из четырех стандартов, поскольку он может откалибровать изображение для конкретного телевизионного оборудования в дополнение к высоким требованиям к мастерингу.

HLG

HLG, или Hybrid-Log Gamma, — это один из новейших стандартов на рынке, но он полностью отличается от Dolby Vision и HDR. HLG был разработан сетями вещания BBC и NHK для использования в качестве формата HDR для видео в реальном времени.В отличие от других методов HDR, которые предварительно кодируют контент с метаданными для правильного отображения эффекта HDR, система HLG разработана для работы аналогично обычному телевещанию. Он просто включает дополнительную информацию об эффекте HDR, который могут реализовать совместимые наборы. Трансляция также обратно совместима со старыми стандартными изображениями динамического диапазона, если набор не предлагает совместимость с HLG.

Хотя HLG еще далеко до массового развертывания, в спецификации нет ничего, что могло бы помешать любому HDR-набору предлагать обновление прошивки для его поддержки в будущем.

Расширенный HDR

Advanced HDR, пожалуй, наименее распространенный из четырех основных форматов, но это также не повод для беспокойства. Advanced HDR содержит наименьшее количество информации о нем в Интернете, поскольку он является новейшим, но он также в первую очередь предназначен для вещания и преобразования SDR-видео в HDR. Но он разработан с учетом кросс-совместимости с различным оборудованием HDR, поэтому вполне вероятно, что производители телевизоров смогут его поддерживать.

HDR — это скорее спектр качества, а не группа полностью несовместимых сред

Таким образом, на самом деле за превосходство борются не четыре формата — это четыре разных формата, которые все пытаются достичь разных целей и в значительной степени являются перекрестно совместимыми.Видео, обработанные Dolby Vision, скорее всего, будут работать на вашем HDR10-совместимом устройстве. Для расширенных HDR-трансляций вам, вероятно, не потребуется покупать новый телевизор. Вместо того, чтобы связывать контент враждующими стандартами, такими как битва HD-DVD и Blu-ray, HDR — это скорее спектр качества, а не группа полностью несовместимых носителей.

Многообещающие новости с выставки CES 2017

Кроме того, новости с выставки CES 2017 являются многообещающими: несколько приверженцев HDR10 или Dolby Vision объявили о поддержке противоположной спецификации в своих новых наборах.Sony, которая ранее была сторонником HDR10, теперь продает телевизоры Dolby Vision, включая новый OLED XBR-A1E Bravia. Новая 75-дюймовая модель Hisense R8 предлагает поддержку как HDR10, так и Dolby Vision. И, конечно же, LG, которая уже выпускала наборы с HDR10 и Dolby Vision, пообещав поддерживать все четыре формата HDR во всей линейке OLED 2017 года.

Между тем, Samsung — один из самых больших сторонников HDR10 — похоже, по-прежнему придерживается исключительно этого стандарта даже со своими недавно анонсированными флагманскими наборами, но это не значит, что он будет упускать какой-либо контент HDR.

Конечно, все это верно только в том случае, если производители решат обеспечить поддержку различных форматов. Пересечение проводов означает лицензионные сборы или модернизацию оборудования, поэтому маловероятно, что более дешевые наборы HDR сразу появятся в апгрейде. Но с технической точки зрения, поскольку мы приближаемся к 2017 году с большим количеством стандартов HDR, чем когда-либо, возможность предложить широкий спектр стандартов HDR в одном наборе весьма вероятна.

форматов HDR и битва за господство

В настоящее время существует три основных формата HDR с различным объемом отраслевой поддержки и контента, доступного для каждого, и еще два перспективных формата.

HDR10

Самый популярный формат — HDR10 , открытый стандарт, созданный Ассоциацией потребительских технологий (CTA) в 2015 году. Это стандарт де-факто , поскольку он бесплатный, доступен повсюду. и все HDR-телевизоры могут его декодировать. HDR10 был принят большинством потоковых сервисов и является базовой технологией HDR для 4K Ultra HD Blu-ray. Кроме того, Dell, LG, Samsung, Sharp, Sony и Vizio производят телевизоры / мониторы с HDR10. Но несмотря на то, что он далеко впереди с точки зрения доступного контента и потребительских товаров, основная проблема с форматом заключается в том, что он поддерживает только статический HDR.Он также не имеет обратной совместимости с SDR TV, что ограничивает его практическую привлекательность для вещательных компаний.

Dolby Vision

Dolby имеет собственную версию HDR, которая называется Dolby Vision , и она идет дальше HDR10, предлагая динамический HDR. Он поддерживается такими потоковыми сервисами, как Netflix и iTunes. Этот формат набирает популярность с тех пор, как в 2017 году впервые были выпущены телевизоры Dolby Vision. Это запатентованная технология, но хотя компании должны платить Dolby за ее использование, Dolby, в свою очередь, предоставляет ресурсы и инструменты для пользователей, чтобы контент Dolby Vision оптимизирован для телевизоров их марки.Что касается контента, то среди прочих есть поддержка Sony, Universal, Paramount и Time Warner.

Hybrid Log Gamma (HLG)

Другой формат HDR — Hybrid Log Gamma (HLG) . Это было создано британской BBC и японской NHK. Хотя качество изображения этого формата не считается таким же хорошим, как у некоторых других форматов HDR, одним из преимуществ является то, что это единственный основной формат, обратно совместимый с телевизорами SDR. Это связано с тем, что вместо использования метаданных HLG использует ту же гамма-кривую, что и сигнал SDR, но затем добавляет логарифмическую кривую с дополнительной яркостью поверх сигнала.Тот факт, что он не использует метаданные, означает, что можно создавать HLG HDR, используя тот же рабочий процесс, что и для обычного телевидения, что делает его гораздо более подходящим для вещания. Что касается битвы за доминирование, очевидно, что наличие одного формата, который работает как на старых, так и на новых телевизорах, будет преимуществом для вещательных компаний, потому что большинство домашних пользователей по-прежнему будут продолжать просматривать контент на телевизорах без HDR. много лет. Формат поддерживается BBC iPlayer, DirecTV, Freeview Play и YouTube.

На этом изображении показана гамма-кривая SDR и наложенная логарифмическая кривая HLG. Телевизор SDR интерпретирует этот сигнал как стандартный, но телевизор с поддержкой HLG будет показывать более высокое значение линейной освещенности как дополнительную яркость на экране.

HDR10 +

В дополнение к этим трем форматам есть еще один более новый — HDR10 + . Это было объявлено Samsung и Amazon в 2017 году и является открытым стандартом. Основным преимуществом HDR10 + является наличие динамических метаданных, что означает отсутствие компромиссов при просмотре самых темных или самых ярких сцен.Кроме того, HDR10 + обратно совместим с устройствами, использующими кодировщики HDR10. Хотя этот формат Samsung якобы является бесплатным, некоторые инсайдеры отрасли выразили обеспокоенность, но, несмотря на это, поддержка, похоже, растет. Samsung, Panasonic и 20th Century Fox входят в альянс HDR10 +, а контент HDR10 + предлагает Amazon Video. Плееры Blu-ray Warner Bros и Panasonic Ultra HD также поддерживают стандарт HDR10 +.

SL-HDR1

Наконец, SL-HDR1 — еще один стандарт HDR, который был совместно разработан STMicroelectronics, Philips International B.V., и Technicolor R&D France. Его главное преимущество заключается в том, что он использует как статические, так и динамические метаданные и полностью обратно совместим с телевизорами и сетями SDR, что дает ему преимущество перед вещательными компаниями. Это означает, что восстановленный сигнал HDR из видеопотока SDR может быть доставлен с использованием существующих распределительных сетей и сервисов.

Сравнительная таблица основных текущих форматов HDR.

ATEN гарантирует качественную доставку HDR

Несмотря на то, что индустрия в восторге от HDR-контента и HDR-дисплеев, как сделать так, чтобы ваш HDR-контент попадал на ваш HDR-дисплей? Какая инфраструктура вам нужна для этого? Здесь на помощь приходит ATEN.

Чтобы убедиться, что он предоставляет видеосигналы HDR самого высокого качества, компания ATEN полностью протестировала свою серию True 4K с HDR, чтобы убедиться с абсолютной уверенностью, что все продукты поддерживают полосу пропускания, необходимую для HDR-контента, а также всеобъемлющие настройки EDID для обеспечения возможности вывода. . Все продукты также гарантированно передают полные метаданные InfoFrame, что особенно важно, чтобы в полной мере насладиться визуальными преимуществами динамического HDR.

Серия True 4K от ATEN с HDR поддерживает все популярные форматы HDR на рынке, включая HDR10, Dolby Vision и Hybrid Log Gamma (HLG), а также статический и динамический HDR.Продукты ATEN поддерживают полосу пропускания до 18 Гбит / с и HDCP2.2 для предоставления высокопроизводительных решений для расширения сигналов, маршрутизации и распределения для видеоконтента True 4K HDR. В эту серию входят не только сплиттеры и переключатели, но и матричные переключатели с процессором видеостены, а это означает, что у ATEN есть продукт для любого из различных приложений, где вам нужна беспрепятственная доставка HDR-контента в наилучшем возможном качестве туда, где вам это нужно.

Узнайте больше о серии True 4K от ATEN с HDR здесь: Серия True 4K HDR от ATEN | UK

Что такое изображение HDR?

Что такое файл HDR

Файлы с расширением HDR — это файлы растровых изображений, сохраненные в формате High Dynamic Range.Этот формат чаще всего используется для цифровых фотографий. Изображения, сохраненные как изображения HDR, используются для улучшения изображений и фотографий в отношении цвета и яркости. Размытые области, тени и прочую динамику можно легко исправить на изображениях HDR.

Значения пикселей в файле HDR могут охватывать весь тональный спектр, присутствующий в реальном мире. Изображения HDR могут отображать максимально возможный диапазон значений пикселей.Таким образом, прямой свет и солнечный свет, а также сильные тени могут быть запечатлены с реалистичным изображением цветов. Изображения HDR могут быть созданы либо путем объединения разных фотографий определенным образом, с использованием специальных датчиков изображения, либо с помощью компьютерного рендеринга.

Вот небольшой, но не исчерпывающий список программ, которые могут открывать документы HDR:

• ACD Systems ACDSee (Windows)
• ACD Systems Canvas (Windows)
• Adobe Photoshop (Windows и Mac)
• Просмотрщик файлов (Android)
• HDRSoft Photomatix (Windows и Mac)
• Lemkesoft GraphicConverter (Mac)

Что такое HDR? |

Вы когда-нибудь задумывались, что означает эта наклейка на дисках Blu-ray Ultra HD? HDR расшифровывается как «High Dynamic Range» — технология, которая обеспечивает больший диапазон яркости, чем это возможно при стандартной цифровой фотографии, цифровом кино и цифровом видео.

На 4K-телевизоре и экранах некоторых устройств (см. Этот список телефонов и планшетов) HDR позволяет расширить диапазон яркости для создания реалистичных и детальных изображений. Изображения имеют больший контраст между светлым и темным по сравнению с традиционными изображениями на экране. Благодаря HDR более темные и светлые области могут отображать больше деталей, а цвета могут воспроизводиться более естественно, обеспечивая большую яркость и яркий цветовой диапазон.

В фотографии динамический диапазон измеряется величиной экспозиции (EV) или ступенями.Увеличение на один EV означает удвоение количества света. В темных областях требуется большая выдержка, чтобы раскрыть детали. Традиционные фотографические методы не могут обеспечить такой же динамический диапазон, как технология HDR, за одну экспозицию. Изображения HDR могут быть получены путем объединения трех экспозиций сцены: естественной, более темной и более светлой. См. Этот справочник по Adobe Photoshop.

HDR и 4K

4K Ultra HD означает количество пикселей на экране (3840 x 2160/8.3 мегапикселя), что в 4 раза превышает стандарт Full HD (1080p). Технология HDR больше заботится о том, чтобы каждый пиксель работал лучше, чем традиционные методы, улучшая яркость и цвет и расширяя цветовую палитру. Комбинация обеих технологий (HDR и 4k Ultra HD) позволяет создавать чрезвычайно реалистичные изображения.

Где доступен HDR?

Цифровые медиа

Некоторые цифровые фильмы и телешоу закодированы в соответствии со спецификациями HDR. Vudu и Amazon video — это два сервиса, которые предлагают заголовки с HDR.Например, оригинальная серия Amazon Mozart in the Jungle поддерживает HDR. Кроме того, формат Vudu UHD с HDR доступен для таких фильмов, как Mad Max: Fury Road и Black Mass . Следует отметить, что многие потоковые сервисы предоставляют заголовки как в HDR10, так и в Dolby Vision, поэтому HDR может отображаться независимо от формата.

Носители Blu-ray Disc

Большинство фильмов Ultra HD Blu-ray теперь включают HDR, например Бэтмен против Супермена: На заре справедливости, Звездный путь и В сердце моря .Тем не менее, все еще существует разделение между названиями UHD BD, включающими HDR10, и Dolby Vision. Некоторые издатели дисков начинают включать обе спецификации — первой из них была Robin Hood (2018). Ищите наклейку HDR или логотип Ultra HD Premium на упаковке диска Blu-ray (Ultra HD Premium гарантирует, что продукт соответствует стандартам и был сертифицирован для использования с расширенным динамическим диапазоном) или логотип Dolby Vision на заднем чехле и вставке.

Телевизоры и 4K-плееры

Телевизоры

4K HDR и проигрыватели Blu-ray Ultra HD могут не указывать, какой стандарт HDR поддерживается, но на них должен отображаться логотип Ultra HD Premium выше, чтобы указать на поддержку HDR.Большинство телевизоров поддерживают только один из форматов HDR, но на выставке CES 2019 Panasonic представила дорогой телевизор 4k HDR, поддерживающий оба формата. В последующие месяцы Vizio анонсировала новую доступную линейку HDR-телевизоров, поддерживающих три формата HDR.

Плееры потокового мультимедиа

4K, такие как Fire TV, Chromecast и Roku, также могут поддерживать HDR, но могут потребоваться обновления прошивки. Apple TV 4k был выпущен в сентябре 2017 года и поддерживает как Dolby Vision, так и HDR (см. Этот обзор спецификаций Apple TV 4k).

Стандарты HDR

На данный момент две самые популярные спецификации HDR — это Dolby Vision и HDR10, обе из которых добавляют большую глубину цвета (до 10 бит с HDR10 и 12 бит с Dolby Vision, хотя и не используются).Глубина цвета намного выше, чем обычная 8-битная глубина цвета в HD-видео. К счастью, оба формата HDR обратно совместимы с 8-битными.

В 2017 году мы начали видеть заголовки, закодированные с помощью HDR10 +, обновления профиля HDR10 с открытым исходным кодом, которое позволяет более динамично расширять глубину цвета во всем видеопотоке. Другими словами, метаданные, управляющие расширенной глубиной цвета, изменяются по всему потоку, а не только загружаются в начале и остаются статичными по всей длине контента.

Другой стандарт, HLG, был разработан BBC и NHK и поддерживается производителями телевизоров, такими как Sony и LG, и службами потокового видео, такими как YouTube.

В январе 2018 года SL-HDR1 от Technicolor был предложен в качестве стандарта для ATSC. Сигнал может отображаться как SDR (стандартный динамический диапазон), а также как HDR (расширенный динамический диапазон) на одном слое, который совместим с экранами без HDR и оборудованием без HDR. Узнайте больше от Technicolor.

Телевизоры

4K, поддерживающие HDR, могут не рекламировать ни одну из спецификаций из-за отсутствия стандарта.Итак, убедитесь, что телевизор с разрешением 4K, который вы собираетесь купить, поддерживает HDR. Спросите продавца или изучите технические характеристики телевизора.

Читайте также:
Что такое 4k Ultra HD TV?
Что такое разрешение 4k Ultra HD?
2160p — это то же самое, что 4k?

Часто задаваемые вопросы о изображениях с расширенным динамическим диапазоном (HDR)

Определения

Изображения с расширенным динамическим диапазоном

Обработка изображений HDR

Определения

Что такое динамический диапазон?

Динамический диапазон — это соотношение между максимальным и минимальным значениями физического измерения.Его определение зависит от того, к чему относится динамический диапазон.

Для сцены: Динамический диапазон — это соотношение между самыми яркими и самыми темными частями сцены.

Для камеры: Динамический диапазон — это отношение насыщенности к шуму. В частности, отношение интенсивности, которая просто насыщает камеру, к интенсивности, которая просто увеличивает отклик камеры на одно стандартное отклонение по сравнению с шумом камеры.

Для дисплея: Динамический диапазон — это соотношение между максимальной и минимальной яркостью, излучаемой экраном.

Что такое единица динамического диапазона?

Динамический диапазон — это отношение и как таковая безразмерная величина. В фотографии и визуализации динамический диапазон представляет собой соотношение двух значений яркости, причем яркость выражается в канделах на квадратный метр.

Диапазон яркости, с которой человеческое зрение может справиться, довольно велик. В то время как яркость звездного света составляет около 0,001 кд / м2, яркость освещенной солнцем сцены составляет около 100 000 кд / м2, что в сотни миллионов раз выше.Яркость самого солнца составляет примерно 1 000 000 000 кд / м2.

Человеческий глаз может воспринимать динамический диапазон приблизительно 10 000: 1 для одного изображения.

Чтобы упростить представление значений, которые так сильно различаются, обычно используют логарифмическую шкалу для построения графика яркости. Линия развертки ниже представляет 10 логарифмических оснований яркости, поэтому переход от 0,1 до 1 — это то же расстояние, что, например, от 100 до 1000.

Люм.8

	|	|	|	|	|	|	|
	звездный свет	лунный свет	внутреннее освещение	открытый оттенок	открытый солнечный	солнце

Например, сцена, показывающая интерьер комнаты с освещенным солнцем видом за окном, будет иметь динамический диапазон приблизительно 100 000: 1.

Что такое изображение HDR?

Динамический диапазон реальных сцен может быть довольно высоким — в естественном мире обычно используется соотношение 100 000: 1. Изображение HDR (High Dynamic Range) хранит значения пикселей, которые охватывают весь тональный диапазон реальных сцен.

Следовательно, изображение HDR кодируется в формате, который допускает самый большой диапазон значений, например значения с плавающей запятой хранятся с 32 битами на канал цвета.

Еще одной характеристикой изображения HDR является то, что оно хранит линейных значений.Это означает, что значение пикселя изображения HDR пропорционально количеству света, измеренному камерой.

В этом смысле изображения HDR — это , относящиеся к сцене, представляющие исходные значения света, захваченные для сцены.

Может ли изображение считаться высоким или низким динамическим диапазоном, зависит от нескольких факторов. Чаще всего различие проводится в зависимости от количества битов на цветовой канал, которое может содержать оцифрованное изображение.

Однако само количество битов может быть неверным показателем реального динамического диапазона, воспроизводимого изображением — преобразование изображения с низким динамическим диапазоном в более высокую битовую глубину, конечно, не изменяет его динамический диапазон.

• 8-битные изображения (т. Е. 24 бита на пиксель для цветного изображения) считаются низким динамическим диапазоном.

• 16-битные изображения (т.е. 48 бит на пиксель для цветного изображения), полученные в результате преобразования RAW, по-прежнему считаются низким динамическим диапазоном, даже несмотря на то, что диапазон значений, которые они могут кодировать, значительно выше, чем для 8-битных изображений (65536 против 256).

  Обратите внимание, что преобразование файла RAW включает применение тональной кривой, которая сжимает динамический диапазон данных RAW, чтобы преобразованное изображение правильно отображалось на мониторах с низким динамическим диапазоном.

  Необходимость адаптации выходного файла изображения к динамическому диапазону дисплея является фактором, определяющим степень сжатия динамического диапазона, а не выходной битовой глубиной. Используя 16 бит вместо 8, вы получите точность, но не получите динамический диапазон.

• 32-битные изображения (т.е. 96 бит на пиксель для цветного изображения) считаются расширенным динамическим диапазоном.

  В отличие от 8- и 16-битных изображений, которые могут принимать конечное число значений, 32-битные изображения кодируются с использованием чисел с плавающей запятой, что означает, что значения, которые они могут принимать, не ограничены.

  Однако важно отметить, что сохранение изображения в 32-битном формате HDR является необходимым условием для изображения HDR, но не достаточным. Когда изображение поступает из одного захвата стандартной камерой, оно остается изображением с низким динамическим диапазоном, независимо от формата, используемого для его хранения.

Существуют различные форматы для хранения изображений HDR, такие как Radiance RGBE (.hdr) и OpenEXR (.exr) среди наиболее часто используемых. См. Страницу «Кодировки изображений HDR» Грега Уорда для получения отличного обзора форматов HDR.

Но разве мы здесь не путаем динамический диапазон с битовой глубиной?

Хороший вопрос. Битовая глубина и динамический диапазон действительно являются отдельными понятиями, и между ними нет прямого отношения один к одному.

Битовая глубина устройства захвата или отображения дает представление о его динамическом диапазоне. То есть самый высокий динамический диапазон, который устройство могло бы воспроизводить, если бы все другие ограничения были устранены.

Например, битовая глубина 12 для ПЗС говорит вам, что максимальный динамический диапазон датчика составляет 4096: 1, но захваченный динамический диапазон, вероятно, будет намного меньше, если учесть шум (большинство 12-битных датчики имеют в среднем динамический диапазон около 1000: 1).

В случае файла изображения битовая глубина сама по себе мало что говорит о динамическом диапазоне, захваченном или воспроизведенном файлом.

Во-первых, битовая глубина файла изображения не является надежным индикатором динамического диапазона устройства воспроизведения.

Например, когда файл RAW преобразуется в 16-битный файл TIFF в линейном пространстве, реальная битовая глубина — и, следовательно, максимальный динамический диапазон — захваченных данных, скорее всего, будет только 12-битным, что является битом глубина стандартных цифровых фотоаппаратов.Просто потому, что 12 бит не удобны для компьютеров, файл будет храниться в 16 битах, но, конечно, это не меняет динамический диапазон хранимой информации.

Во-вторых, битовая глубина файла изображения является еще менее надежным индикатором динамического диапазона воспроизводимой сцены. Когда 32-битное HDR-изображение правильно преобразовано в тон, оно покажет исходный захваченный динамический диапазон, даже если оно сохранено в 8-битном формате изображения.

Вот почему изображение с тональной картой часто путают с изображением HDR.Изображение с отображением тона не является изображением HDR, поскольку оно больше не представляет исходные значения захваченного света. Он просто воспроизводит динамического диапазона, снятого на стандартных мониторах или отпечатках.

Разве 24-битный формат не должен быть выше 16-битного? Я потерялся со всеми этими битовыми числами!

Есть два способа «подсчитать» биты изображения — либо количество битов на цветовой канал, либо количество битов на пиксель.

Бит — это наименьшая единица данных, хранящаяся в компьютере.Для изображения в градациях серого 8-битный означает, что каждый пиксель может быть одним из 256 уровней серого (256 — это 2 в степени 8).

Для цветного изображения RGB 8-битный означает, что каждый из трех цветовых каналов может иметь один из 256 уровней цвета. Поскольку в этом случае каждый пиксель представлен 3 цветами, 8 бит на канал цвета фактически означает 24 бита на пиксель.

Аналогичным образом, 16 бит для изображения RGB означает 65 536 уровней на цветовой канал и 48 бит на пиксель.

Чтобы усложнить ситуацию, когда изображение классифицируется как 16-битное, это просто означает, что оно может хранить максимум 65 535 значений.Это не обязательно означает, что он действительно охватывает этот диапазон.

Если датчики камеры не могут уловить более 12 битов тональных значений, фактическая глубина цвета изображения будет в лучшем случае 12 бит и, вероятно, меньше из-за шума.

В следующей таблице предпринята попытка резюмировать вышесказанное для случая цветного изображения RGB.

Тип цифровой опоры	Битовая глубина на канал цвета	Битовая глубина на пиксель	Максимальный теоретический динамический диапазон	Реальность
12-битная CCD	12	36	4,096: 1	реальный максимум ограничен шумом
14-битный ПЗС	14	42	16,384: 1	реальный максимум ограничен шумом
16-битный TIFF	16	48	65,536: 1	битовая глубина в этом случае не связана напрямую с динамическим диапазоном захваченного изображения
HDR-изображения (например.грамм. Формат сияния)	32	96	бесконечное	реальный максимум ограничен захваченным динамическим диапазоном

Изображения с расширенным динамическим диапазоном

Как снимать изображение HDR?

Большинство цифровых камер могут захватывать только ограниченный динамический диапазон (настройка экспозиции определяет, какая часть общего динамического диапазона будет захвачена). Вот почему изображения HDR обычно создаются из фотографий одной и той же сцены, снятых с разными уровнями экспозиции.

Несколько общих рекомендаций по многократной экспозиции для HDR перечислены ниже.

(пошаговое руководство см. В нашем руководстве по HDR для фотографии недвижимости).

1. Установите камеру на штатив.
2. Переведите камеру в режим ручной экспозиции. Выберите подходящую диафрагму для вашей сцены (например, f / 8 или меньше, если вам нужна большая глубина резкости) и самое низкое значение ISO.
3. Измерьте освещенность в самой яркой части вашей сцены (точечный замер или в режиме Av, чтобы указывать только на светлые участки) и отметьте время экспозиции.Сделайте то же самое для самых темных теней в вашей сцене.

4. Определите количество и стоимость необходимых рисков.

   Для этого возьмите за основу время выдержки, измеренное для светлых участков. Умножьте это число на 4, чтобы найти следующую экспозицию с шагом 2 EV. Умножайте последовательно на 4 для следующих экспозиций, пока не получите выдержку, измеренную для теней.

   (Примечание: для большинства дневных сцен на открытом воздухе, за исключением солнца, трех экспозиций, разделенных двумя электромобилями, часто бывает достаточно, чтобы должным образом охватить динамический диапазон).
5. Вы можете использовать брекетинг автоэкспозиции, если ваша камера поддерживает его и , если он допускает достаточный шаг экспозиции и количество кадров с автобрекетингом, чтобы покрыть динамический диапазон, определенный на шаге 4. В противном случае вам придется варьировать время выдержки вручную.

Я не могу просто создать экспозицию из одного файла RAW?

Не совсем. Ваш файл RAW содержит данные, полученные датчиками только за одну экспозицию .Общий динамический диапазон, который вы можете восстановить из одной фотографии, преобразованной с различными настройками экспозиции, никогда не может превышать динамический диапазон, снятый вашей камерой, и он довольно ограничен (см. Выше).

Когда вы используете только одну экспозицию для захвата сцены, ваш файл RAW уже является вашим изображением HDR.

Преобразование файла RAW в изображения с разными уровнями экспозиции немного похоже на разделение динамического диапазона RAW на несколько частей. Объединение частей обратно в изображение HDR в лучшем случае воссоздает динамический диапазон исходного файла RAW.

Тем не менее, если вы используете хороший конвертер RAW для получения поддельных экспозиций из одного файла RAW, вы, вероятно, заметите, что изображение HDR, созданное из поддельных экспозиций, показывает больший динамический диапазон, чем изображение псевдо-HDR, полученное путем преобразования одиночного файла. RAW файл напрямую.

Это связано с тем, что ваш конвертер RAW имеет хорошую функцию шумоподавления, которая оказывает важное влияние на динамический диапазон. Конвертер RAW может также включать возможность продолжать извлекать детали светлых участков, когда один или два цветовых канала уже достигли насыщенности.

Итак, хороший конвертер RAW включает функции, предназначенные для оптимизации динамического диапазона, полученного из необработанных данных датчика, но это не меняет того факта, что динамический диапазон файла RAW ограничен только одной экспозицией.

Если динамический диапазон вашей сцены не является относительно низким, вам нужно будет сделать более одной экспозиции, чтобы создать HDR-изображение сцены.

Почему вы не рекомендуете калибровать цифровые камеры для HDRI?

Цель калибровки — восстановить кривую тональной характеристики камеры.2) этого пикселя.

Поскольку значения High Dynamic Range представляют яркость сцены, необходимо знать кривую отклика камеры, чтобы восстановить изображение HDR по фотографиям.

У фильмов есть кривая отклика. Однако цифровые фотоаппараты работают иначе.

Отклик сенсоров цифровых камер в основном линейный, что означает, что кривая отклика сенсоров представляет собой просто прямую линию, и калибровка сенсоров камер не требуется.

Прошивка цифровых камер предварительно обрабатывает необработанный выходной сигнал этих датчиков с нелинейным преобразованием.

Однако тональная кривая, используемая для преобразования RAW в камере, имеет мало общего с фиксированными характеристиками камеры. Он определяется программным обеспечением, а не оборудованием, и может даже зависеть от характеристик сцены или условий освещения при захвате.

Это означает, что не существует такой вещи, как определенная кривая отклика для цифровой камеры.

Более того, даже для данной сцены нет гарантии, что кривая, применяемая прошивкой к значениям датчика, будет одинаковой для всех экспозиций.

Другая проблема заключается в том, что микропрограммное обеспечение камеры может решить применить переменный коэффициент умножения к значениям сенсора для каждого изображения в попытке исправить недоэкспонирование или переэкспонирование. Когда это происходит, основные предположения алгоритмов, используемых для восстановления кривых отклика, больше не действительны.

Вот почему мы рекомендуем использовать градационную кривую, полученную из цветового профиля исходных изображений, вместо того, чтобы пытаться вычислить калибровочную кривую.

Если вам нужно точное изображение HDR и вы используете цифровую камеру, вам следует снимать в режиме RAW.Затем либо создайте HDR-изображение из RAW, экспонированных по-разному, либо конвертируйте файлы RAW в TIFF или JPEG, не настраивая кривую тона в конвертере Raw.

Почему на моем HDR-изображении нет деталей экспозиций, из которых я его создал?

Когда вы создаете HDR-изображение из нескольких экспозиций, тональные значения созданного изображения действительно представляют детали каждой экспозиции.

Если вы сделали достаточно экспозиций, чтобы охватить весь динамический диапазон вашей сцены, то ваше HDR-изображение будет воспроизводить значения яркости всех деталей сцены, независимо от того, являются ли они тенями, светлыми участками или деталями в полутонах.

Однако вы должны помнить, что коэффициент контрастности стандартных мониторов довольно низкий, намного ниже, чем динамический диапазон большинства сцен.

Это означает, что ваш монитор не может отображать весь диапазон тональных значений, доступных в HDR-изображении, созданном из нескольких экспозиций. Только монитор с значительно улучшенным коэффициентом контрастности сможет правильно воспроизводить HDRI без специальной обработки для просмотра.

Для стандартного монитора вам нужно будет применить форму «масштабирования» к значениям вашего HDRI, чтобы просмотреть все детали, которые он содержит на вашем мониторе.Этот процесс известен как отображение тонов и более подробно поясняется ниже.

Для чего используются изображения HDR в 3D-рендеринге?

изображений с расширенным динамическим диапазоном (HDRI) используются для реалистичного освещения 3D-сцен с помощью метода, называемого «Освещение на основе изображения». Учитывая, что HDRI хранят весь спектр информации о яркости «в реальном времени», алгоритмы глобального освещения используют их для имитации естественного света.

Чтобы захватить освещение сцены во всех направлениях, HDRI, предназначенные для 3D-освещения, часто представляют собой панорамные изображения на 360º.

Их можно получить, сфотографировав зеркальный шар (быстро и легко, но с низким качеством), склеив несколько ракурсов или сделав прямой захват с помощью высококачественной панорамной камеры.

Панорама 360 ° не является строго обязательной — в некоторых случаях может быть достаточно HDRI, снятого с одного ракурса, предпочтительно с широкоугольным объективом.

Всегда необходимо использовать «настоящее» изображение с расширенным динамическим диапазоном. Изображение JPEG, созданное вашей камерой, не является изображением с расширенным динамическим диапазоном и не будет работать с освещением на основе изображения.

Во-первых, потому что он вряд ли захватит весь динамический диапазон сцены. Для этого вам нужно будет сделать несколько снимков.

Во-вторых, потому что значения его изображения нелинейны (что необходимо для того, чтобы оно хорошо выглядело на мониторах), тогда как алгоритмы рендеринга принимают линейные значения, то есть значения, которые пропорциональны захваченной яркости.

Есть ли у HDR-изображений гамма?

изображений с расширенным динамическим диапазоном привязаны к сцене. Это означает, что изображение HDR хранит значения света, снятые камерой.

В отличие от файлов jpeg, предназначенных для вывода, создаваемых камерами, изображения HDR не обрабатываются предварительно для обеспечения удобного отображения на мониторах. Значения HDR-изображения остаются пропорциональными свету, то есть это линейных значений . Таким образом, гамма для HDR-изображения будет равна 1, что означает, что у них нет гаммы.

Линейность изображений HDR делает их непригодными для прямого отображения на стандартных мониторах. Вот почему приложения, поддерживающие изображения HDR, обычно применяют гамму для их просмотра.Эта гамма является разновидностью тонального отображения и не принадлежит самому изображению HDR.

Управляется ли цвет изображений HDR?

Два самых популярных формата для хранения изображений HDR, OpenEXR и Radiance, предлагают механизм для определения характеристик изображения. Поскольку изображения HDR хранят линейные значения, единственное, что необходимо для определения цветового пространства, — это цветовая матрица, связывающая значения RGB устройства захвата со стандартными координатами XYZ.

И форматы OpenEXR, и Radiance предлагают возможность хранить атрибут цветности в заголовке файла.Этот атрибут предоставляет координаты CIE x, y трех основных цветов (R, G, B) и белой точки.

Из них можно восстановить цветовую матрицу, связывающую основные цвета с координатами CIE XYZ. Этой цветовой матрицы достаточно, чтобы указать профиль ICC для изображения (профиль имеет тип «матрица / trc» с гаммой 1 для trc).

Обработка изображений HDR

Что вы имеете в виду под увеличением динамического диапазона?

Общая проблема в фотографии — рендеринг сцен с очень яркими светлыми участками и глубокими тенями.Проблема уже существует с традиционной фотографией с галогенидом серебра и более выражена с пленками для слайдов.

В цифровой фотографии проблема усугубляется тем, что линейный отклик датчиков резко ограничивает динамический диапазон, фиксируемый при достижении емкости датчика.

Вот почему вы не можете получить то, что видит человеческий глаз, когда снимаете HDR-сцену стандартными камерами.

Если вы запечатлеете детали в тенях благодаря длительной выдержке, вы получите размытые блики.И наоборот, вы можете запечатлеть детали в светлых участках с короткой выдержкой, но тогда вы потеряете контраст в тенях.

Создание HDR-изображения из снимков с разной экспозицией — способ решить эту проблему. Однако изображения HDR представляют собой серьезное неудобство для фотографии: они не могут правильно отображаться на стандартных экранах компьютеров и еще хуже воспроизводиться на бумаге.

То, что мы называем увеличением динамического диапазона, — это процесс правильного воспроизведения светлых и темных участков высококонтрастной сцены на обычных мониторах и принтерах.То есть создание стандартного 24-битного изображения, представляющего исходную сцену с расширенным динамическим диапазоном, как ее видел человеческий глаз.

Существует два основных способа увеличения динамического диапазона цифровых фотографий или отсканированных пленок.

1. Смешивание экспозиции — Этот процесс объединяет фотографии сцены с разной экспозицией в изображение с деталями как в светлых, так и в затененных областях.
2. Tone Mapping — Этот процесс сжимает тональный диапазон HDR-изображения сцены, чтобы выявить его детали в светлых и темных участках.Входное изображение HDR:

• сгенерировано из фотографий с разной экспозицией
• , произведенный камерой HDR, такой как SpheroCam HDR.

Что такое тональное отображение?

Tone Mapping — это процесс преобразования тональных значений изображения из высокого диапазона в более низкий. Например, изображение HDR с динамическим диапазоном 100 000: 1 будет преобразовано в изображение с тональными значениями от 1 до 255.

Вы можете задаться вопросом, зачем кому-то уменьшать тональный диапазон, если изображение HDR дает столько преимуществ по сравнению с изображением с низким динамическим диапазоном.В конце концов, изображения HDR содержат гораздо более высокий уровень детализации и ближе к диапазону человеческого зрения.

Причина проста: стандартные устройства отображения могут воспроизводить только низкий диапазон (около 100 или 200: 1), а для бумаги диапазон еще ниже.

Итак, цель Tone Mapping — воспроизвести внешний вид изображений, имеющих более высокий динамический диапазон, чем у воспроизводящих носителей, таких как отпечатки или стандартные мониторы.

Многие сцены, которые мы фотографируем, имеют высокий контраст, или, собственно говоря, высокий динамический диапазон: часть сцены находится в тени, часть — в светлых участках.Фотографам приходится сталкиваться с двумя типами проблем с такими сценами с расширенным динамическим диапазоном.

• Проблема 1: Ограничение камеры

  Первая проблема — захват динамического диапазона сцены.

  Обычно эту проблему решают, делая несколько снимков сцены с разными настройками экспозиции, а затем объединяя эти фотографии в изображение HDR.

• Проблема 2: Ограничение отображения

  Вторая проблема заключается в воспроизведении динамического диапазона, полученного на дисплеях с низким динамическим диапазоном.То есть, чтобы гарантировать, что детали в светлых и темных участках изображения HDR могут быть правильно просмотрены на отпечатках и стандартных мониторах, несмотря на их ограниченный динамический диапазон.

  Отображение тонов специально занимается этой проблемой воспроизведения захваченного динамического диапазона.

В некотором смысле тональное отображение имеет ту же цель, что и смешивание экспозиций, которое традиционно используется в цифровой обработке изображений для обработки HDR-сцен. Здесь подробно описаны различия и сходства между ними.

Типы тонального отображения

Алгоритмы отображения тонов уменьшают динамический диапазон, пытаясь сохранить внешний вид исходного захваченного изображения. Операторы тонального преобразования делятся на две большие категории: глобальные и локальные.

• Глобальные операторы

  Каждый пиксель отображается на основе его интенсивности и глобальных характеристик изображения, независимо от пространственного положения пикселя. Примером глобального типа тонального отображения является тональная кривая.

  Глобальное отображение тонов подходит для обработки 12-битных данных датчика, но менее способно создавать фотографически приятные изображения, когда динамический диапазон сцены особенно высок. Это связано с тем, что все пиксели изображения обрабатываются одинаково, независимо от того, находятся ли они в яркой или темной области.

  Это часто приводит к тому, что изображение с тональной картой выглядит «плоским», теряя свои локальные детали в процессе преобразования.

• Местные операторы

  Положение пикселя в изображении учитывается для определения подходящего масштабирования для этого пикселя.Таким образом, пиксель заданной интенсивности будет отображаться в другое значение в зависимости от того, находится он в темной или светлой области.

  Локальное отображение тонов требует поиска окружающих значений для каждого отображаемого пикселя, что делает его медленнее (доступ к памяти является основным узким местом скорости на современных компьютерах), но имеет тенденцию давать более приятные результаты (наши глаза локально реагируют на контраст).

  Если все сделано правильно, это приводит к сохранению локального контраста изображения, а также деталей в светлых и темных участках.

Связано ли преобразование RAW с отображением тона?

Да. Отображение тонов необходимо, когда воспроизводимое изображение имеет более высокий динамический диапазон, чем носитель для воспроизведения, и это относится к данным RAW цифровых камер.

Стандартные 12-битные датчики могут улавливать тональный диапазон 1000: 1, и это намного больше, чем может воспроизвести ваш монитор или отпечатки (стандартные устройства отображения имеют динамический диапазон около 100: 1).

Итак, когда камера — или конвертер RAW — обрабатывает 12-битные данные RAW в изображение, которое хорошо выглядит на вашем 8-битном мониторе, это разновидность тонального отображения.

Тем не менее, отображение тонов с 12-битным тональным диапазоном относительно просто по сравнению с выполнением этого для «реального» высокого динамического диапазона, такого как 100000: 1 или более, захваченного в 32-битных изображениях. Вот почему тональное отображение HDR-изображений является активной областью исследований, и люди обычно связывают термин «тональное отображение» с работой, проделанной в этой области.

Что такое HDR? Вот все, что вам нужно знать о расширенном динамическом диапазоне *

Телевизор с HDR может делать то, что делают ваши глаза и мозг, и передавать изображение в том виде, в каком оно было задумано.Помимо этого, HDR раскрывает потенциал не только для большего количества цветов, но и для более качественных цветов, а также для потрясающих зеркальных бликов, которые вы иногда цените, даже не подозревая об этом!

Представьте себе начальную сцену Solo , когда Хан подключает лендспидер M68. Вспышки искр от проводов, когда Килмо и его банда приближаются к нему, добавляют силы и волнения. HDR заставляет все эти вспышки выскакивать за пределы экрана!

Типы HDR

Надеюсь, теперь вы так же взволнованы, как и я, давайте быстро рассмотрим, что вам нужно знать о форматах HDR.Хорошая новость заключается в том, что после того, как вы выбрали телевизор для своих нужд, все остальное будет автоматически! Но есть разные форматы, которые следует учитывать.

Вот мой взгляд на то, что вы можете ожидать от этих форматов:

• HDR10, или открытый HDR — здесь все начинается. Любой телевизор TCL с HDR поддерживает этот формат. У него отличные характеристики, чтобы сделать картинку отличной, и в комплекте есть один аккуратный маленький самородок. Когда вы смотрите что-то в HDR10, в фильм (или телешоу) встраивается небольшая информация, называемая электронными метаданными, чтобы показать телевизору, как он должен выглядеть.Представьте себе разницу между Disney Aladdin (яркие, живые, игривые цвета) по сравнению с оформлением некоторых из последних фильмов о Бэтмене (мрачные, мрачные, мрачные). Мало того, что цветовые палитры, используемые кинематографистами, задают настроение, но и «электронные метаданные» говорят телевизору , как должен выглядеть этот фильм , чтобы полностью проиллюстрировать видение кинематографистов. Обработка телевизора действует соответственно, и … * пуф * … вы втягиваетесь в фильм так, как задумал режиссер.
• HLG — этот формат специально разработан для использования в прямых трансляциях для обеспечения обратной совместимости с существующими телевизорами, не поддерживающими HDR.Этот формат не слишком распространен здесь, в Северной Америке, но если вы смотрели US Open на DirecTV на их канале 4K (давай, Джон Рам!), Вы смотрели в HLG.
• HDR10 + — это новый формат динамического отображения тонов, который можно найти на некоторых новых телевизорах TCL здесь, в Северной Америке. Благодаря небольшой, но постоянно растущей доступности контента в HDR10 + вы будете впечатлены великолепной яркостью, глубоким контрастом и яркими цветами, видимыми в каждом кадре каждой сцены фильмов и шоу, доступных в HDR10 +.
• Dolby Vision — Dolby сделала фильмы более увлекательными с помощью невероятных технологий, включая Dolby Stereo, Dolby Digital и Dolby Atmos, и это лишь некоторые из них. Однако они также направили свое инженерное мастерство на улучшение визуального восприятия , а также для получения потрясающих результатов. Моя любимая часть — это динамических электронных метаданных . Проще говоря, вместо одного крошечного кусочка информации, доходящего до телевизора, говорящего: «Так и должен выглядеть этот фильм», Dolby Vision расширяет границы, изменяя внешний вид фильма по кадрам, даже по кадрам. покадровая основа.Когда я смотрел Kong: Skull Island , когда они были на палубе исследовательского судна The Athena , все было ярко и красочно. Но когда они вошли в шторм, окружающий остров, на своих вертолетах, стало темно и мрачно. Когда я впервые увидел эту сцену, мне показалось, что она наполнена яркими вспышками молнии, подвергая команду опасности. Только когда я увидел версию Dolby Vision, я понял, что исследователи пролетают сквозь палящие молнии болтов , которые прорезают полосу в небе…. гораздо более захватывающий и интуитивный опыт!

Где найти HDR-контент

Итак, теперь мы знаем форматы HDR. В зависимости от ваших потребностей, вы лучше понимаете, какой телевизор TCL может вам подойти. Но даже с HDR вы можете спросить себя: «А теперь как мне это посмотреть ?!»

Хорошая новость в том, что отсюда довольно легко. Почти все основные потоковые сервисы (Netflix, Amazon, Disney + и HBO Max и многие другие) поддерживают 4K и HDR, в зависимости от вашей подписки.В большинстве случаев выбирайте, что смотреть, и потоковая служба выбирает для вас лучший опыт.

Но становится лучше! Есть масса забавных примеров, чтобы испытать телевизор и начать просмотр в HDR:

• Введите «HDR» или «Dolby Vision» в поле поиска на Netflix, Amazon и других, и вы увидите ТОННЫ фильмов и шоу — 223 названия только на Amazon!
• Я упоминал Disney +? УХ ТЫ! В Dolby Vision доступны не только почти все фильмы Disney, Pixar и Marvel, но и почти все из вселенной Star Wars (даже некоторые из The Clone Wars ) !!!!
• Канал 4K Spotlight на некоторых телевизорах TCL также покажет вам последние фильмы 4K и определит те, которые имеют HDR на канале.
• На некоторых телевизорах TCL вы даже можете использовать свой голос, чтобы сказать: «Покажи мне фильмы Dolby Vision», и появится огромный список !
• Обратите внимание, что на некоторых потоковых каналах (или провайдерах кабельного / спутникового телевидения) вам необходимо сообщить им, что вы хотите наслаждаться контентом HDR, и выбрать соответствующую подписку.

И последнее… Чтобы не гудеть, но все это потрясающее качество изображения не могло быть реализовано, если бы не какая-то потрясающая технология TCL: мини-светодиодная подсветка и зоны контроля контрастности, усиливающие «популярность» в обжигающем белом цвете. и чернильно-черный цвет на экране одновременно.Кроме того, телевизоры TCL с широким цветовым охватом QLED Quantum Dot — эталонным стандартом цветопередачи для телевизоров сегодня — это то, что наполняет экран яркими яркими цветами независимо от среды просмотра.

Что еще лучше, так это то, что великолепное качество изображения HDR и TCL не только улучшает качество фильмов и телешоу, поскольку HDR также доступен с новейшими видеоиграми и консолями. Никогда не было лучше быть вовлеченным в игру, чем когда вы играете в великолепном HDR (и Dolby Vision на новой Xbox Series X).

Хотите стать ботаником? Посетите Dolby, чтобы узнать больше о Dolby Vision и о том, как он улучшает домашние развлечения и игры. Это потрясающая технология.

Итак, от потрясающей картинки нашей 4-й серии до нашей революционной 6-й серии и нашей пожирающей стены коллекции XL — у TCL есть подходящий телевизор, на котором вы можете смотреть ваши любимые фильмы и телешоу, как никогда раньше, теперь с HDR !

Кодировка

Версия этого документа в формате PDF (2,5 МБ)

Мы стоим на пороге новой эры в области цифровых изображений, когда файлы изображений будут кодировать цветовую гамму и динамический диапазон оригинала сцену, а не ограниченное подпространство, которое может быть удобно отображено с помощью Технология мониторов 20-летней давности.Для достижения этой цели нам необходимо согласовать стандартное кодирование информации об изображении с высоким динамическим диапазоном (HDR). Параллельно с традиционными форматами изображений существует множество стандартов HDR на выбор. из.

В этой статье рассказывается об истории, возможностях и будущее существующих и появляющихся стандартов кодирования изображений HDR. Мы фокусируемся здесь о битовых кодировках для каждого пикселя, в отличие от используемых файловых оберток для хранения изображений целиком. Это сделано для того, чтобы не запутать квантование цветового пространства. и сжатие изображений, которые в некоторой степени являются отдельными проблемами.У нас есть есть о чем поговорить, не вдаваясь в подробности дискретного косинуса преобразования, вейвлеты и энтропийное кодирование. Конкретно мы хотим ответить несколько основных вопросов о кодировках цветов HDR и их использовании.

Что такое цветовое пространство?

Проще говоря, зрительная система человека имеет три различные типы цветочувствительных клеток в глазу, каждый с разным спектральным чувствительность. (На самом деле существует четыре типа клеток сетчатки, но «Стержни», кажется, не влияют на наше восприятие цвета — только «колбочки».”The ячейки названы в честь их основных форм.) Монохроматический свет, как от лазер, будет стимулировать эти три типа клеток пропорционально их чувствительности на длине волны источника. Свет с более широким спектром распределение будет стимулировать клетки пропорционально свёртыванию чувствительность клеток и спектральное распределение света. Однако поскольку глаз получает только интегрированный результат, он не может отличить непрерывный спектр и один с монохроматическими источниками, сбалансированными для получения тот же результат.Поскольку у нас есть только три различных спектральных чувствительности, Таким образом, можно обмануть глаз, заставив думать, что он видит любое спектральное распределение, которое мы хотите смоделировать, независимо управляя только тремя цветовыми каналами. Этот называется «метамерией цвета» и является основой всей теории цвета.

Благодаря метамерии мы можем выбрать любые три цвета. «Основные цвета», и пока наша зрительная система видит их как отдельные, мы можем стимулировать сетчатку так же, как она будет стимулироваться любым реальным спектром просто смешав эти основные цвета в соответствующих количествах.Это теория, но на практике мы должны предоставить отрицательное количество одного или нескольких основные цвета, чтобы достичь некоторых цветов. Чтобы избежать таких отрицательных коэффициентов, CIE разработали цветовое пространство XYZ таким образом, чтобы оно могло достигать любого видимого цвета с строго положительные первичные ценности. Однако для этого им пришлось выберите первичные цвета, которые более чистые, чем самый чистый лазер — они называются «Мнимые праймериз», означающие, что они не могут быть реализованы никакими физическими устройство. Итак, хотя это правда, что человеческий глаз можно обмануть, увидев много цвета только с тремя фиксированными основными цветами, на практике это не может быть обманутый, думая, что видит любого цвета нам нравится — определенные цвета всегда будут вне досягаемости любых трех настоящих праймериз.Чтобы достичь всех возможных цветов, нам потребовались бы перестраиваемые лазеры. как наши источники выбросов. Однажды у нас может быть такое устройство, но до тех пор, мы будем иметь дело с устройствами с ограниченным цветовым охватом.

На рисунке 1 показан перцепционно однородный CIE (u´, v´) цветная диаграмма с положением основных цветов CCIR-709. Эти праймериз являются разумным приближением к большинству компьютерных мониторов с ЭЛТ, и официально определить границы стандартное цветовое пространство sRGB. Таким образом, эта треугольная область обозначает диапазон цветов, которые могут быть представлены этими основными цветами, т.е.е., цвета ваши глаза могут быть обмануты, чтобы увидеть. Цвета за пределами этого региона, продолжаясь до границ нашей диаграммы, не может быть изображен на типичном монитор. Более того, эти цвета «вне гаммы» не могут быть сохранены в стандартный файл изображения sRGB, а также их нельзя распечатать или отобразить с помощью обычные устройства вывода, поэтому мы вынуждены показывать замещающие цвета в этом фигура.

Рисунок 1. CCIR-709 (sRGB) цветовой охват, показанный на цветовой диаграмме CIE (u´, v´).

На схеме на Рисунке 1 показаны только два измерения что такое трехмерное пространство. Третье измерение, яркость, выходит за пределы страница, а цветовое пространство (или гамма) — это действительно объем, из которого мы взял кусок. В случае с цветовым пространством sRGB мы имеем шестисторонний многогранник, часто называемый «цветным кубом RGB», что вводит в заблуждение поскольку стороны равны только в кодировке (0-255 трижды), а не очень равны в восприятии.

Цветовое пространство — это две вещи.Во-первых, это набор формулы, определяющие связь между цветовым вектором или триплетом, и некоторыми стандартное цветовое пространство, обычно CIE XYZ. Чаще всего это дается в виде матрица преобразования цвета 3´3 , хотя могут быть дополнительные формулы, если пространство нелинейно. Во-вторых, цветовое пространство — это двумерная граница на объем, определяемый этим вектором, обычно определяется минимальным и максимальным значение каждого основного цвета, которое называется цветовым охватом .Необязательно, цветовое пространство может иметь связанный квантование , если он имеет явное двоичное представление. В случае с sRGB есть цветовая матрица с нелинейной гаммой и квантованными пределами для всех трех основных цветов.

Что такое гамма-кодирование?

В случае квантованного цветового пространства предпочтительнее причины единообразия восприятия, чтобы установить нелинейную связь между значения цвета и интенсивность или яркость. По совпадению выход ЭЛТ монитор имеет нелинейную зависимость между напряжением и интенсивностью, которая следует гамма-закону , который является степенью связь с определенной константой (г) в экспоненте:

В приведенной выше формуле выходная интенсивность равна некоторому постоянная, K , умноженная на входное напряжение или значение v , возведенное в постоянное значение мощность, г .(Если v нормализовано до диапазона 0-1, тогда K просто становится максимальной выходной интенсивностью, I _max ). Типичные ЭЛТ-устройства следуют за мощностью отношение, соответствующее г значение от 2,4 до 2,8. Стандарт sRGB намеренно отклоняется от этого значение к цели г 2,2, таким образом, изображения получают небольшое повышение контрастности при отображении на обычном ЭЛТ. Не вдаваясь в теорию появления цвета относительно того, почему это желательно, скажем так, люди предпочитают небольшое усиление контраста в их изображения.Важно помнить, что большинство ЭЛТ , а не , имеют гамму 2,2 — даже если большинство стандартных цветов кодировки делаю. Фактически, цветовая кодировка и кривая отображения — это два очень важных аспекта. отдельные вещи, которые смешались в сознании большинства людей, потому что они следовать той же основной формуле, которую часто ошибочно называют «гамма корректирующая кривая ». Мы не «корректируем гамму», когда кодируем первичный значения с отношением мощности — мы пытаемся минимизировать видимые квантование и шум в целевом диапазоне интенсивности.(См. Видео на веб-страницах Чарльза Пойнтона. кодировок для подробного объяснения проблем, связанных с гаммой.)

Рисунок 2. Восприятие шаги квантования с использованием линейного и гамма-кодирования. Только 6 бит используются в этот пример кодирования, чтобы сделать полосы более очевидными, но тот же эффект выполняется меньшими шагами с использованием 8 бит на первичную обмотку.

Цифровое кодирование цвета требует квантования, и ошибки неизбежно во время этого процесса. Дело в том, чтобы эти ошибки оставались ниже видимый порог максимально.Глаз нелинейно реагирует на интенсивность — на большинстве уровней адаптации мы воспринимаем яркость примерно как кубический корень из интенсивности. Если мы применим линейное квантование значений цвета, мы видим больше шагов в более темных областях, чем мы видим в более ярких областях, как показано на рисунке 2. Используя степенное кодирование со значением g , равным 2,2, мы видим гораздо более равномерное распределение шаги квантования, хотя поведение вблизи черного все еще не идеально. (Для по этой и другим причинам некоторые кодировки, такие как sRGB, добавляют короткий линейный диапазон значения близкие к нулю.) Однако мы должны спросить, что происходит, когда значения яркости колеблются от нескольких тысяч или даже от миллиона к одному. Просто добавив биты в гамма-кодирование не дает хорошего распределения шагов, потому что мы можем больше не предполагать, что зритель адаптирован к определенному уровню яркости, и относительная ошибка квантования стремится к бесконечности, поскольку яркость стремится к нулю.

Что такое кодировка журнала?

Для охвата большого диапазона значений при адаптации яркость неизвестна, нам действительно нужна кодировка с постоянным или почти постоянная относительная погрешность.Кодирование журнала квантует значения, используя следующие формула, а не степенной закон, приведенный ранее:

Эта формула предполагает, что закодированное значение v нормализовано между 0 и 1 и квантуется в равномерные шаги в этом диапазоне. Таким образом, соседние значения в этой кодировке отличаются на постоянный коэффициент, равный:

, где N — номер шагов в квантовании.Это контрастирует с гамма-кодированием, у которого относительный размер шага меняется в пределах своего диапазона, стремясь к бесконечности в нуле. Цена, которую мы платим за постоянные шаги, — это минимальное представимое значение, I _мин , в дополнение к максимальной интенсивности. у нас было раньше.

Рисунок 3. Относительная погрешность. процент, нанесенный на график ₁₀ значения изображения для трех кодировок методы.

Другой альтернативой, тесно связанной с кодировкой журнала, является раздельное представление экспоненты и мантиссы, более известное как плавающее точка .Представления с плавающей запятой делают не имеют абсолютно одинаковых размеров шага, но имеют небольшую пилообразную форму в их конверт ошибок, как показано на рисунке 3. Чтобы проиллюстрировать различия в квантовании между кодировками гаммы, журнала и с плавающей запятой, мы выберите размер бит (12) и диапазон (от 0,001 до 100), которые можно было бы разумно охватить по всем трем типам. Мы выбрали представление с плавающей запятой с 4 битами в экспонента, 8 бит в мантиссе и без знака, так как мы просто ищем при положительных значениях.По денормализуя мантисса в нижней части диапазона, мы также можем представлять значения между I _мин и нулем линейно, как мы это сделали на этом рисунке. Для сравнения: ошибка огибающая кодировки журнала постоянна во всем диапазоне, а гамма ошибка кодирования резко возрастает уже через два порядка. Используя большую константу для г несколько помогает в этой ситуации, но, в конечном счете, гамма-кодировки не хорошо подходит для изображений Full HDR, где входные и / или выходные диапазоны неизвестный.

Что такое стандартная сцена?

Большинство кодировок изображений попадают в класс, который мы называем выходом . ссылаются на стандарты , что означает, что они используют цветовое пространство, соответствующее конкретному устройству вывода, а не оригинальная сцена, которую они должны представлять. Преимущество такого стандарта заключается в том, что он не требует каких-либо манипуляций перед отображением на целевом устройство, и он не «тратит» ресурсы на цвета, не соответствующие этому устройству. гамма. И наоборот, недостатком такого стандарта является то, что он не может представляют цвета, которые могут отображаться на некоторых других устройствах вывода или могут быть полезны при обработке изображений операции по пути.

Сцена , относящаяся к стандарту , следует другой философии, которая заключается в представлении оригинала, захваченные значения сцены как можно точнее. Отображение на конкретном выходе Затем устройству требуется какой-то метод для сопоставления пикселей с гаммой устройства. Эта операция называется тональным отображением и может быть такой же простой, как ограничение значений RGB до Диапазон 0-1 или что-то более сложное, например, сжатие динамического диапазона или моделирование человеческих зрительных способностей и инвалидности.Главное преимущество полученный путем переноса тонального отображения на этап декодирования и отображения изображения, заключается в том, что мы можем производить правильный вывод для любого устройства отображения , сейчас и в будущем. Кроме того, у нас есть свобода применять сложные операции с изображениями без потерь из-за предполагаемого диапазона ценностей.

Задача кодирования стандарта, относящегося к сцене, заключается в поиск эффективного представления, охватывающего весь диапазон значений цвета в котором мы заинтересованы.Именно здесь появляются кодировки изображений HDR. в игру.

Каковы некоторые применения изображений HDR?

Где бы вы ни использовали обычное изображение, вы можете использовать Вместо этого изображение HDR, применив операцию тонального отображения, чтобы получить желаемое цветовое пространство. Обратное неверно, потому что обычный выход гамма изображения не может быть расширена, чтобы охватить более широкий диапазон — это информация безвозвратно утеряна. Следовательно, приложения для изображений HDR строго надмножество обычных графических приложений и предлагает много новых возможности, которые мы только начали изучать.

Ниже мы назовем лишь несколько примеров приложений, требующих Изображения HDR в качестве входных данных или важной части их конвейера:

• Методы глобального освещения (т.е. рендеринг на основе физических данных)
• Рендеринг смешанной реальности (например, спецэффекты для фильмов и рекламы)
• Моделирование человеческого зрения и психофизика
• Разведка и спутник визуализация (т.е. дистанционное зондирование)
• Цифровой композитинг для пленки
• Цифровое кино

Список приложений продолжает расти, и в в будущем мы ожидаем, что цифровая фотография станет почти исключительно HDR, поскольку она находился в классической эпохе кинематографии и фотолаборатории.(Цветные негативы фактически HDR-представление значений сцены, а фотографическая печать исходная операция тонального отображения.)

Следующий список стандартов изображения HDR не предназначен для всесторонний. Несколько других применяемых стандартов «глубоких пикселей» на протяжении многих лет как в исследованиях, так и в промышленности. Однако большинство этих форматов не являются действительно «высоким динамическим диапазоном» в том смысле, что они представляют только порядка величины или около того по сравнению с базовым 24-битным кодированием RGB, и большинство из них представляют точно такую ​​же цветовую гамму.Для этого обсуждения нас интересуют в пиксельных кодировках, превышающих 4 порядка, и предпочитают те которые также охватывают видимую цветовую гамму, а не ограниченное подмножество существующими красными, зелеными и синими люминофорами монитора. Если они встретят эти требования, размер шага яркости менее 1% и хорошее цветовое разрешение, они смогут закодировать любое изображение с точностью, близкой к идеальной, человеческое зрение способно различать. Мы ограничиваем наше обсуждение этим класс кодировок, за одним или двумя исключениями.

Кодирование журнала Pixar (TIFF)

Исследователи и профессионалы компьютерной графики были осознает ограничения стандартных 24-битных представлений RGB на протяжении десятилетий. Одной из первых групп, которые пришли к стандарту кодирования изображений HDR, были Подразделение компьютерной графики компании Lucasfilm, которое в середине 80-х гг. стать Pixar. Немедленная потребность Pixar в HDR должен был сохранить их визуализированные изображения на выходе из их собственных обычаев. магнитофон. Как известно многим, на пленку можно записать гораздо больше. динамический диапазон, чем может быть отображен на типичном ЭЛТ — около 4 порядков величина вместо обычных 2, и, как правило, с лог-ответом, а не гамма-кривая.Логично, что Pixar остановилась на логарифмической кодировке, которую Лорен Карпентер реализован как «кодек» (компрессор-декомпрессор) в библиотеке TIFF Сэма Леффлера.

В формате хранятся обычные три канала, по одному для каждого из красный, зеленый и синий, но для каждого использовалась 11-битная кодировка журнала, а не стандартное 8-битное представление на основе гаммы. Используя это представление, Pixar смог кодировать динамический диапазон примерно 3,6 порядка (3600: 1) с шагом 0,4%.Шаг яркости в 1% находится на пороге видны человеческому глазу.

Этот формат все еще использовался внутри компании Pixar как совсем недавно, как несколько лет назад, но мы не знаем о каких-либо регулярных приложениях используя его вне компании. Его динамический диапазон 3,8 порядка составляет маргинальна для работы с HDR и малоизвестна компьютерной графике сообщество, так как о нем никогда не публиковалось, кроме источника код находится в библиотеке Leffler TIFF.Отсутствие отрицательного диапазона для основные цвета также означают, что цветовая гамма ограничена треугольник, определяемый выбранными первичными значениями.

Кодирование Radiance RGBE (HDR)

В 1985 году автор приступил к разработке модели Radiance. физический рендеринг система в Национальном университете им. Лоуренса Беркли Лаборатория. Поскольку система была разработана для расчета фотометрических количества, казалось неприемлемым выбрасывать эту информацию при написании изображения, поэтому мы остановились на 4-байтовом представлении, в котором три 8-битных мантиссы имели общую 8-битную экспоненту.Если бы мы потратили немного больше времени изучение растра Юты Toolkit, как мы могли заметить, Род Богарт написал «Экспериментальное» дополнение, которое следовало точно такой же логике, чтобы прийти к почти такое же представление, как у нас. (Позже Род продолжил разработку EXR формате на Industrial Light and Magic, о котором мы поговорим чуть позже.) В любом случае, кодирование RGBE было описано в статье Джима Арво Graphics Gems II, и распространяется как часть свободно доступной системы Radiance .

Как следует из названия, формат Radiance RGBE использует один байт для красной мантиссы, один для зеленого, один для синего и один для общего показателя степени. Показатель используется как коэффициент масштабирования для трех линейных мантисс, равный 2, возведенному в степень экспоненты минус 128. Наибольшая из трех составляющих будет имеют значение мантиссы от 128 до 255, а две другие мантиссы могут быть где угодно в диапазоне 0-255. Конечный результат — это формат с абсолютным точность около 1%, охват диапазона более 76 порядков.

Хотя RGBE является большим улучшением по сравнению со стандартным кодированием RGB, как с точки зрения точности, так и с точки зрения динамического диапазона, он имеет некоторые важные недостатки. Во-первых, динамический диапазон намного больше, чем мог бы кто-либо другой. когда-либо использовать как представление цвета. Солнце около 10 ⁸ кд / м ² , а нижняя сторона скалы в безлунную ночь, вероятно, около 10 ^-6 или около того, оставляя примерно 62 порядка бесполезной величины. Было бы много лучше, если формат имеет меньший диапазон, но лучшую точность при том же количестве биты.Это потребует отказа от побайтного формата для чего-то вроде кодировка журнала. Другая проблема заключается в том, что любое представление RGB ограничено положительный диапазон, такой как RGBE и формат журнала Pixar, не может покрыть видимое гамма с использованием любого набора «настоящих» основных цветов. Использование «мнимых» праймериз, как в цветовой системе CIE XYZ, может кодировать видимую гамму с положительными значениями, но часто за счет эффективности кодирования, поскольку многие нереальные цвета будут также быть представленным — аналогично бесполезной проблеме динамического диапазона.Наконец, Распределение ошибок в этой кодировке неоднородно по восприятию. В в частности, размеры шага могут быть видны в насыщенных синем и пурпурном областях. где зеленая мантисса опускается ниже 20. Эти недостатки привели нас к разработке гораздо лучший формат, описанный далее.

SGI LogLuv (TIFF)

Работая в SGI в 1997 г., автор приступил к исправлению ошибок, допущенных с помощью RGBE, в надежде обеспечение отраслевого стандарта кодирования изображений HDR. Это в конечном итоге привело к LogLuv кодек в формате TIFF Сэма Леффлера библиотека.Эта кодировка основана на визуальном восприятии и разработана таким образом, чтобы что шаги квантования соответствуют человеческим пороговым значениям контраста и цвета (он же «просто заметные различия»). Ключевым преимуществом является то, что кванты в кодировка находится ниже уровня, который может привести к видимым различиям на «идеальной» системе отображения. Его конструкция похожа по духу на YCC. кодирование, но с удаленными ограничениями на цветовую гамму и динамический диапазон. Разделив каналы яркости и цветности и применив журнал кодируя яркость, мы получаем очень эффективное квантование того, что люди могут видеть.Эта кодировка и ее варианты описаны в Доклад 1998 г. на конференции Color Imaging «Преодоление гаммы и Ограничения динамического диапазона в цифровых изображениях ».

На самом деле существует три варианта этого логарифмического кодирование. Первый объединяет 10-битное логарифмическое значение яркости с 14-битным Поиск CIE (u´, v´) для сжатия всего в 24-битный пиксель стандартной длины. В основном это было сделано, чтобы доказать точку зрения, а именно: Модель позволяет гораздо лучше использовать то же количество бит.В этом случае мы смогли расширить видимую гамму до 4,8 порядка величина яркости всего незаметные шаги. Второй вариант использует 16 бит для чистой яркости. кодирование, допускающее отрицательные значения и охватывающее динамический диапазон 38 порядков величина с шагом 0,3%, что комфортно ниже воспринимаемого уровня. Третий вариант использует те же 16 бит для подписи яркости, затем добавляет 8 каждый бит для координат u´ и v´ CIE, чтобы охватить все видимые цвета в 32 бит / пиксель.

Хотя формат LogLuv был принят рядом исследователи компьютерной графики, и его включение в библиотеку Leffler’s TIFF означает, что ряд программ могут прочитать его, даже если они не знают, что умеют, оно не нашло широкого применения, на которое мы надеялись. Частично это люди нежелание отклоняться от привычного цветового пространства RGB. Даже что-то как просто, как матрица 3´3 для преобразования в а интерфейс библиотеки CIE XYZ сбивает с толку многих программистов.Другая проблема — это просто осведомленность — если у вас нет ключевых отраслевых партнеров, это сложно рассказать о новом формате, какими бы преимуществами он ни был быть. Следующая статья, написанная для журнала ACM Journal of Graphics Tools (т. 3, вып. 1), «LogLuv кодирование для изображений с полным цветовым охватом и высоким динамическим диапазоном », — была попытка остановить эти трудности. Мы по-прежнему надеемся, что этот формат найдет более широкое применение, поскольку мы сами обнаружили, что он очень хорошо работает для кодирования изображений HDR. Нет более подходящего формата для архивного хранения цветных изображений, по крайней мере, до тех пор, пока эволюция не улучшит человеческое зрение.

ILM OpenEXR (EXR)

В 2002 году промышленный свет и Magic опубликовала исходный код C ++ для чтения и записи своего формата изображений OpenEXR, который использовался внутри компании для рендеринга спецэффектов и композитинга для Количество лет. Этот формат является универсальной оболочкой для 16-битного типа данных Half, который также был принят как NVidia, так и ATI в своих фрейм-буферах с плавающей запятой. Авторами библиотеки OpenEXR являются Флориан Кайнц, Род Богарт (RLE, штат Юта). славы), Дрю Хесс, Джош Пайнс и Кристиан Руэ.Тип данных Half является логическим сокращение представления с плавающей запятой IEEE-754 до 16 бит. Она имеет также называется форматом «S5E10» для «Знак плюс 5 экспонент плюс 10 мантисса », и этот формат широко распространен в компьютерной графике. сеть разработчиков оборудования в течение некоторого времени. (OpenEXR также поддерживает стандартную 32-битный / компонентный формат IEEE и 24-битный / компонентный формат, представленный Pixar, которые мы не будем здесь обсуждать из-за их больших требований к пространству.)

Потому что он может представлять отрицательные первичные значения вместе с положительные, формат OpenEXR охватывает всю видимую гамму и диапазон около 10.7 порядков с относительной точностью 0,1%. С человек может одновременно видеть не более 4 порядков, это делает OpenEXR — хороший кандидат для хранения архивных изображений. Хотя основная кодирование составляет 48 бит / пиксель, в отличие от 32 для форматов LogLuv и RGBE, дополнительная точность важна при применении нескольких смесей и других операции, в которых могут накапливаться ошибки. Было бы неплохо, если бы кодировка покрывает больший динамический диапазон, но 10,7 порядка подходит для большинства целей, при условии, что выдержка не слишком экстремальная.Спецификация OpenEXR предлагает дополнительное преимущество дополнительных каналов, которые могут использоваться для альфа, глубины, или спектральная выборка. Такая гибкость критически важна для high-end композитные конвейеры и должны поддерживаться нестандартным использованием слоев в изображении TIFF.

Мы прогнозируем, что формат OpenEXR найдет широкое применение. в сообществе исследователей компьютерной графики и индустрии спецэффектов, поскольку имеет явные преимущества для обработки изображений высокого качества и поддерживается прямо на современных видеокартах высокого класса.ILM заслуживает похвалы за предлагая свою отличную библиотеку для использования без лицензии, и учитывая сложность наиболее распространенного варианта файла — вейвлет-сжатие PIZ без потерь, повторная реализация EXR в частной библиотеке кажется сложной задачей.

Кодировка Microsoft / HP scRGB

Новый набор кодировок для представления изображения HDR был предложен Microsoft и Hewlett-Packard и принят в качестве стандарта IEC (61966-2-2). Общий формат называется scRGB, ранее известный как sRGB64.Этот стандарт вырос из спецификации sRGB. разработан Майклом Стоуксом, Мэтью Андерсоном, Шринивасаном Чандрасекаром и Рикардо Мотта, HP и Microsoft. По сути, это логическое продолжение 24-битный sRGB до 16 линейных бит на первичный или 12 бит на первичный с использованием гаммы кодирование.

Стандарт scRGB разбит на две части, в одной из которых используется 48 бит / пиксель в кодировке RGB, а другой, использующий 36 бит / пиксель, либо как RGB или YCC. В нестандартных 48 битах / пикселях scRGB задает линейную рампу для каждого начального.Предположительно, линейная рампа используется для упрощения графики. аппаратные средства и операции по обработке изображений. Однако линейное кодирование тратит большая часть его точности на высоком уровне, где глаз может обнаружить мало разница в соседних кодовых значениях. Между тем, нижняя часть бедна в таким образом, эффективный динамический диапазон этого формата составляет всего около 3,5 порядков величины — не совсем адекватно с точки зрения человеческого восприятия, и слишком ограничен для световых зондов и Отображение среды HDR.Стандарт допускает отрицательные основные цвета, которые является улучшением по сравнению с более ранними стандартами RGB, но он неэффективно использует это возможность, поскольку большая часть диапазона дается для представления воображаемых цветов за пределами видимой гаммы, особенно в нижней части шкалы, где человеческое восприятие цвета фактически ухудшается. В верхнем конце своего динамического диапазона там, где люди видят цвета более отчетливо, гамма снова сжимается сама по себе, когда основные цвета обрезаются до максимального представимого значения.Это можно визуализировать на странице анимации цветового пространства.

Вторая часть стандарта scRGB предлагает более толковую и компактная спецификация 36 бит / пиксель, которая использует стандартную гамма-кривую с линейным подсечением, близким к нулю. Хотя он использует на 25% меньше бит, он имеет почти такой же большой динамический диапазон, как у 48-битной версии, порядка 3,2 в отличие от 3.5, а также допускает отрицательные первичные значения. Он все еще страдает от сворачивание его гаммы на верхнем конце и непригодные для использования цвета внизу, но в целом это лучшая кодировка.Даже лучше, чем этот некачественный scRGB-nl кодирование scYCC-nl, в котором используется отдельный канал яркости и цветовое пространство, которое не так быстро сжимается на верхнем конце. Тем не мение, наблюдается странное поведение при максимальной яркости, когда самая яркая представимое значение не белое, а следует за кругом частично насыщенных цвета вокруг белого. Это потому, что Cb и Cr вносят вклад в окончательный яркость, поэтому цветные значения (где Cb и Cr ненулевые) могут быть ярче чем нейтральные.В результате цветные источники света могут стать более насыщенный, чем менее насыщенный при стандартном ограничении гаммы — например, переходящий в ярко-розовый. Эта ситуация проиллюстрирована на рисунке 4, ниже. Это также можно увидеть в цветовом пространстве. страница анимации. В большинстве случаев это было бы неожиданным результатом, поэтому Следует соблюдать осторожность при отображении гаммы в scYCC-nl.

Рисунок 4. Зажим гаммы аномалии с использованием кодировки scYCC-nl.На первом изображении показан линейный тональное отображение с зажимом на исходном HDR-изображении солнца. Секунда на изображении показан эффект простого зажима в гамме scYCC-nl. Странный окраска является результатом того факта, что максимальная представимая яркость в scYCC-nl не белые.

Непонятно, куда движется стандарт scRGB в этом точка. Microsoft продвигает нераскрытый вариант этого стандарта для использования. в цифровых камерах, видеокартах и ​​их презентационном движке Longhorn, кодовое название «Авалон» (конференция разработчиков MS, октябрь 2003 г.).На случай, если цифровых фотоаппаратов, единственный конкурирующий стандарт высокого разрешения не является стандартом в все — так называемые «RAW» форматы изображений, которые не только зависит от производителя, но также зависит от модели камеры. Это катастрофа с точки зрения обслуживания пользователей и программного обеспечения, и практически любой стандарт данных было бы улучшением по сравнению с текущей ситуацией. Современные видеокарты, на с другой стороны, уже приняли тип данных Half с плавающей запятой, используемый в OpenEXR и два ведущих производителя, NVidia и ATI, разработали свои фишки вокруг него.Казалось бы, мало пользы от перехода на более ограниченный целочисленный стандарт, такой как scRGB на данный момент. Что касается обработки изображений программного обеспечения, единственным преимуществом перед существующими 48-битными целочисленными форматами RGB является расширенная гамма за счет динамического диапазона. 48-битный RGB пиксель с использованием стандартной гаммы 2.2, как в обычных изображениях TIFF, удерживается на не менее 5,4 порядка, хотя такие приложения, как PhotoshopCS, не в настоящее время разработан, чтобы использовать этот диапазон с максимальной пользой.Обработка изображений вероятно, будет выполняться в памяти с использованием 32-битных чисел с плавающей запятой IEEE и стандарта scRGB будет полезно только для хранения файлов. Однако scRGB и scRGB-nl / scYCC-nl имеют меньший динамический диапазон, чем любые другие форматы, которые мы обсуждали для с этой целью. Мы надеемся, что секретный вариант, который продвигает Microsoft, — это существенное улучшение по сравнению с письменным стандартом IEC.

В следующей таблице обобщена информация, представленная в предыдущий раздел. Запись в первой строке диаграммы показывает 24-битный sRGB, какой из Конечно, это не стандарт высокого динамического диапазона, но он предлагается здесь как базовый.Значение бит / пиксель предназначено для трехцветного представления, исключая альфа-канал. В динамический диапазон задается в виде порядков или десятичного логарифма максимальное представимое значение выше минимального. Фактический максимум и минимум указаны в скобках. Трудно определить динамический диапазон нелогарифмические кодировки, такие как scRGB, потому что относительная ошибка не постоянная во всем диапазоне. Мы выбрали 5% в качестве порогового значения на минимальном уровне. конец, когда шаги считаются слишком большими для включения в «полезный» диапазон.Это довольно щедрая сторона, поскольку зрители могут определять изменения яркости по мере того, как небольшой как 2%, но с учетом того, что эти ошибки обычно возникают в самых темных областях изображения они могут остаться незамеченными даже на 5%. Нелогарифмические кодировки по этой причине указаны с «Переменной» в качестве размера шага. Связанные форматы одинаковых размеров и диапазонов даются вместе в одной строке.

Кодировка	Обложки Гамма	Бит / пиксель	Динамический диапазон	Кол.Шаг
sRGB	№	24	1,6 (1,0: 0,025)	Переменная
Pixar Log	№	33	3,8 (25,0: 0,004)	0,4%
RGBE XYZE	№ Есть	32	76 (10 38 : 10 -38 )	1%
LogLuv 24	Есть	24	4.8 (15,9: 0,00025)	1,1%
LogLuv 32	Есть	32	38 (10 19 : 10 -20 )	0,3%
EXR	Есть	48	10,7 (65000: 0.0000012)	0,1%
scRGB	Есть	48	3,5 (7,5: 0,0023)	Переменная
scRGB-nl scYCC-nl	Есть Есть	36	3.2 (6,2: 0,0039)	Переменная

Таблица 1. Кодирование HDR сравнительная таблица.

Как видно из таблицы 1, RGBE и XYZE являются победители с точки зрения наличия наибольшего динамического диапазона в наименьшем количестве бит, и Кодирование XYZE охватывает даже видимую гамму. Однако 76 порядков настолько далеко за пределами полезного диапазона, что мы решили показать XYZE как выброс в нашем plog (рисунок 5).

Рисунок 5.Расходы (бит / пиксель) по сравнению с преимуществом (динамический диапазон) форматов с полной гаммой.

На рис. 5 довольно четко показаны преимущества журналов и представления с плавающей запятой по линейному или гамма-кодированию. В 24 битах Формат LogLuv имеет больший динамический диапазон, чем 36-битный формат scRGB-nl, который использует гамма-кодирование и даже 48-битное линейное кодирование scRGB, которое занимает вдвое больше бит. В 32-битном кодировании LogLuv содержится 10 раз превышает динамический диапазон любого из этих форматов. Кодировка EXR содержит 3 раз больше диапазона кодирования scRGB в тех же 48 битах, с гораздо более высоким точности, чем любой другой формат в нашем сравнении.

Результаты изображения

Какое значение это имеет для реальных изображений? К узнаем, мы собрали набор HDR изображений из разных источников в разных форматы и приступить к преобразованию из одного формата в другой, чтобы посмотреть, какие типы ошибок были внесены кодировками. Мы взяли изображения из трех источников: захваченные последовательности экспозиции, объединенные непосредственно в 96-битные / пиксельные числа с плавающей запятой TIFF, Radiance -изображения с рендерингом в RGBE формат, снимки других людей в формате RGBE и снимки, предоставленные ILM, в формате EXR формат.В каждом случае мы выписывали изображение в конкурирующем формате и читали его. назад, затем сделал попиксельное сравнение. Визуальное сравнение изображений проблематично, поскольку дисплеи с высоким динамическим диапазоном в настоящее время недоступны. Лучшее, что мы можем сделать, это бегать вверх и вниз локально с линейным тональным отображением, сравнение исходного и перекодированного изображений.

Чтобы быть объективными, мы также предпочли бы численное сравнение к визуальному. CIE ∆E * — популярный показатель для количественной оценки цветовых различий, но здесь мы снова сталкиваемся с трудностями, когда сталкиваемся с вводом HDR.В частности, метрика CIE предполагает глобальное значение адаптации белого цвета, которое имеет смысл для бумажного задания, но не для сцены, где самые яркие самые темные области могут охватывать динамический диапазон 10000: 1. Относительно самых ярких области во многих наших изображениях, остальные пиксели будут регистрироваться как « подобный оттенок черного », что касается CIE 1994. Чтобы справиться с этим проблема, мы решили применить «локальный эталонный белый цвет» в наших сравнениях, определяется как самый яркий пиксель в пределах 50 пикселей от нашей текущей тестовой позиции.Яркость этого самого яркого пикселя вместе с глобальной точкой белого (цветность) для нашего изображения, используется как «эталонный белый» в CIE Формула 1994 года. Это не идеальное решение, и по поводу подходящее расстояние для выбора такого максимума, или, если это допустимое подход вообще, но он дал нам то, что мы искали, что было мерой цветовые различия между изображениями HDR, которые примерно соответствуют тому, что мы можем посмотрите, когда мы тонально картируем регионы локально.

Еще одна проблема, с которой мы столкнулись, заключалась в оптимизации динамического диапазон для желаемого формата сравнения.Специально для LogLuv24 и scRGB-nl, доступный ограниченный динамический диапазон означал, что нам нужно было масштабировать исходное изображение, чтобы минимизировать потери на верхнем и нижнем концах. Скорее, чем придумывая другой масштабный коэффициент, оптимизированный для диапазона каждого формата, мы выбрали один коэффициент масштабирования для каждого исходного изображения на основе наиболее ограниченный пункт назначения, scRGB-nl. Чтобы найти каждый фактор, мы исследовали гистограмма исходного изображения и определил масштабный коэффициент, который обеспечит наибольшая совокупность пикселей в пределах 6.2: диапазон 0,0039 для scRGB-nl. Этот коэффициент затем применялся к каждому преобразованию формата для этого изображения, упрощая наши измерения разницы. Мы ожидаем, что эта политика принесла результаты LogLuv24 выглядели хуже, чем следовало бы, но не оказали отрицательного влияния на результаты любых другие кодировки.

Чтобы продемонстрировать, как работают эти сравнения и почему они необходимо, начнем с примера. На рис. 6а показан знакомый Мемориальная церковь, тональная карта для соответствия стандартному диапазону sRGB.На рисунке 6b показано то же изображение, прошедшее через 24-битную кодировку LogLuv. который не может содержать весь динамический диапазон исходного изображения. Однако здесь трудно увидеть деградацию, потому что нам пришлось сжать весь диапазон в гораздо меньшее целевое пространство, 24-битный sRGB. К фактически наблюдая эффект кодирования LogLuv24, мы должны увеличить самая яркая область изображения, витражи и переназначение локально с помощью линейного оператора. Это сравнение показано на рисунке 7.

Рисунок 6. Стэнфордский университет Мемориальная церковь. (Изображение любезно предоставлено Полем Дебевеком.) Первое изображение — это оригинал, тонированный в печатаемый диапазон. Второе изображение было передано через 24-битное кодирование LogLuv до тонального отображения.

Рис. 7. Крупный план самая яркая область изображения с линейным отображением тонов. Оригинал показано слева, а фрагмент изображения справа был пропущен через 24-битное кодирование LogLuv.Здесь мы видим убытки от превышения динамический диапазон этой кодировки.

Посредством последовательного применения нашей числовой разницы метрики, мы можем более легко определить проблемные области. На рисунке 8 показан метрика разницы, сравнивающая исходное изображение с версией, которая была прошел через 24-битную кодировку LogLuv. Это изображение в искусственных цветах подчеркивает ошибки в окне довольно четко, без необходимости использования нескольких шкал и визуальные сравнения. Значения, соответствующие цветовой шкале изображения показаны в легенде слева.Значение 1 ∆E * соответствует порог обнаружения человека для цветов, которые непосредственно соседствуют друг с другом. Значение ∆E *, равное 2, обычно считается видимым для соседних цветовых пятен, и ∆E * значения 5 или больше могут быть легко различимы в параллельные изображения. Как видим, самое яркое окно на этом изображении содержит значения ∆E * более 12, указывает на значительную разницу видимый.

Рисунок 8. Модифицированный Метрика CIE ∆E * 1994 г., показывающая ожидаемые видимые различия из-за 24-битной Кодировка LogLuv.

На рисунках 9 и 10 показаны показатели разницы и соответствующие крупные планы для кодировок 32-битного LogLuv и 48-битного scRGB, соответственно.

Рисунок 9. Мемориал. Образ Чёрча очень мало теряет при прохождении 32-битной кодировки LogLuv, поскольку можно увидеть в анализе цветовых различий и в деталях справа. (Шкала ложных цветов одинакова на всех изображениях.)

Рисунок 10.Как и ожидалось из-за своего ограниченного динамического диапазона 48-битный формат пикселей scRGB сильно страдает потери в попытке закодировать образ церкви-памятника. Деталь на справа показывает, как мало оригинального динамического диапазона было сохранено эта кодировка.

Мы провели аналогичный анализ в общей сложности 33 оригинальных изображения с использованием 8 различных кодировок HDR. Эти изображения связаны со страницей оригиналов, которая, в свою очередь, связана с страницы разницы в кодировке. Хотя это могло бы быть поучительно, это было бы утомительно просматривать все эти изображения и визуально сравнивать результаты, бегая вверх и вниз по диапазону возможных экспозиций в каждой кодировке.Даже полагаясь на наши представления о цветовых различиях в ложных цветах, у нас все еще есть 264 изображения до и после сравнения для изучения. Один полезный способ конденсации эта информация для конкретного изображения предназначена для построения процентиля пикселей. выше определенного значения CIE ∆E * для каждого кодирования. Этот набор кривых показано на Рисунке 11 для изображения Мемориальной церкви.

Рис. 11. График, показывающий процент пикселей выше определенного ∆E * для каждого кодирования Мемориальный церковный образ.

Идеальным поведением кодирования был бы крутой спуск, достигли очень маленького процентиля для всего, что превышает 2 на оси ∆E * CIE. Действительно, это поведение демонстрируется форматом EXR во всех наших примерах. изображения, что делает его явным победителем с точки зрения точности цветопередачи. Это не удивительно, поскольку формат EXR использует 48 бит / пиксель и имеет меньшие размеры шага в пределах полезного диапазона, чем все остальные. Этого нельзя сказать о 48-битный формат scRGB, который показал плохие результаты в наших сравнениях — даже хуже чем легкое 24-битное / пиксельное кодирование LogLuv с точки зрения воспринимаемой различия.

Сводка результатов

Для нашей сводки результатов в Таблице 2 мы сообщаем о паре значения, полученные на основе наших показателей цветового различия, которые, по нашему мнению, дают справедливую мера того, насколько хорошо конкретное кодирование выполняется с конкретным изображением HDR. Это процентильные количества, взятые из наших графиков для процента пикселей над двумя выбранными значениями ∆E *: ∆E * = 2 и ∆E * = 5. Они соответствуют уровни, на которых различия обнаруживаются в идеальных условиях и заметно на соседних изображениях, соответственно.

Давайте посмотрим на первую строку наших сводных результатов в Таблица 2. Для 24-битного кодирования LogLuv это говорит о том, что 6,92% Пиксели изображения квартиры имеют ∆E * 2 или больше, что означает, что можно (в идеальных условиях) отличить эти пиксели от их исходных ценности. Это может быть или не быть значительным, в зависимости от того, насколько критично ваше приложение есть. Если допустимы небольшие различия в цвете, нам может быть все равно о нижнем пороге, потому что нельзя будет сказать пиксели отдельно, если они не были мигнут друг над другом.Однако таблица также указывает, что 0,31% пикселей имеют ∆E * 5 или больше, что означает они будут заметно отличаться на соседних изображениях. Это более важное значение; однако, если все эти пиксели не сгруппированы вместе в некоторых важная часть изображения, они, скорее всего, не заметят, потому что представляют такую ​​небольшую долю от общего числа. В общем, пора волноваться когда более 2% пикселей имеют ∆E * 5 или больше, что означает, что заметная часть изображения имеет цвета, которые заметно отличаются от оригинал.Эти записи выделены пурпурным цветом в нашей таблице. Для критических работы, мы также можем быть обеспокоены, когда ∆E * выше 2 и более 5% от изображение, и мы выделили эти записи желтым.

Изображение	LogLuv24	LogLuv32	RGBE	XYZE	EXR	scRGB	scRGB-nl	scYCC-nl
Квартира	6.92% 0,31%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	1,21% 0,49%	5,14% 3,31%	2,63% 0,96%
Атриум Ночь	3,35% 0.18%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,27% 0,24%	0,31% 0,28%	0,30% 0,26%
Рабочий стол	5,95% 5,30%	1.05% 0,97%	1,56% 1,39%	0,81% 0,70%	0,00% 0,00%	8,68% 8,05%	9,92% 9,01%	8,26% 7,39%
Дисплей 1000	0,74% 0,05%	0,00% 0.00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,72% 0,63%	0,99% 0,88%	0,73% 0,64%
Монреаль	1,56% 0,03%	0,00% 0,00%	0.00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,08% 0,07%	0,09% 0,09%	0,06% 0,06%
MtTamWest	2,54% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0.00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,12% 0,08%	0,26% 0,20%	0,22% 0,12%
Сферон3	4,19% 0,02%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0.00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,11% 0,03%	0,15% 0,04%	0,19% 0,02%
Сферон Долина Напа	4,47% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0.00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,01% 0,00%	0,09% 0,00%
Сферон Ницца	11,14% 0,32%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0.00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,32% 0,32%	0,33% 0,32%	0,37% 0,32%
Сферон Прайс Западный	2,32% 0,05%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0.00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,27% 0,20%	0,49% 0,36%	0,39% 0,32%
Сферон Сигграф 3001	9,97% 0,66%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0.00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,97% 0,93%	1,06% 0,99%	1,00% 0,94%
StillLife	2,16% 1,39%	0,00% 0,00%	0,05% 0,05%	0,02% 0.02%	0,00% 0,00%	4,89% 4,12%	5,79% 4,84%	16,30% 3,71%
Дерево	0,74% 0,27%	0,01% 0,01%	0,01% 0,01%	0,01% 0,01%	0.00% 0,00%	6,42% 5,48%	9,21% 7,89%	3,03% 0,95%
bigFogMap	2,02% 0,02%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0.00%	0,09% 0,08%	0,11% 0,09%	0,10% 0,08%
Дани Бельгия	2,61% 0,62%	0,00% 0,00%	0,01% 0,01%	0,01% 0,01%	0,00% 0,00%	1.51% 1,41%	1,72% 1,59%	1,58% 1,46%
Дани собор	0,64% 0,03%	0,00% 0,00%	0,02% 0,02%	0,02% 0,02%	0,00% 0,00%	2.64% 2,10%	3,80% 3,07%	2,40% 1,98%
Дани синагога	5,06% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0.00% 0,00%	2,70% 0,45%	0,00% 0,00%
мемориал	1,31% 1,20%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	1,76% 1.69%	1,85% 1,78%	1,65% 1,57%
ступица	1,66% 1,42%	0,00% 0,00%	0,01% 0,01%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	2,10% 1,85%	2.35% 1,97%	1,95% 1,73%
rend01	13,76% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,01% 0,01%	0,02% 0.02%	0,05% 0,02%
rend02	6,53% 0,05%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,02% 0,02%	0,00% 0,00%	0,19% 0,17%	0,72% 0,70%	0.72% 0,69%
rend03	1,51% 0,11%	0,02% 0,02%	0,26% 0,26%	0,17% 0,17%	0,00% 0,00%	0,23% 0,22%	0,25% 0,24%	0,08% 0,08%
rend04	3.85% 1,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	1,71% 1,56%	1,93% 1,72%	1,91% 1,68%
rend05	3,18% 0,00%	0.00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,05% 0,00%	0,57% 0,38%	0,00% 0,00%
rend06	1,72% 0,02%	0,00% 0,00%	0.00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,08% 0,07%	0,09% 0,08%	0,15% 0,06%
rend07	4,89% 0,56%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0.00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,76% 0,63%	0,80% 0,68%	0,81% 0,69%
rend08	12,05% 0,01%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0.00%	0,00% 0,00%	0,60% 0,59%	0,62% 0,61%	0,59% 0,58%
rend09	5,44% 1,31%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0.00% 0,00%	1,36% 1,36%	1,37% 1,36%	1,37% 1,37%
rend10	3,54% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0.00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%
rend11	3,14% 0,01%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,06% 0,01%	0.16% 0,02%	0,84% 0,04%
rend12	6,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	2,05% 1,73%	3,55% 2,88%	3.69% 2,28%
rend13	9,47% 0,01%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	1,30% 1,28%	1,42% 1,34%	1,47% 1,34%
розетка	1.92% 1.60%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	0,00% 0,00%	4,92% 4,56%	5,35% 4,97%	3,66% 3,34%

Таблица 2. Кодировка изображения Сводка результатов разницы. Верхнее значение в каждой ячейке — это процент от пикселей с ∆E * CIE 1994 выше 2.Нижнее значение в каждой ячейке — это процент пикселей с ∆E * выше 5. Выделенные записи соответствуют изображения, которые заметно отличаются от оригиналов.

Наилучшее общее резюме, которое мы можем предложить, приведено в Рисунок 12. На этом графике мы объединили результаты всех наших примеров. для каждой кодировки, одинаково взвешивая каждое из наших 33 изображений. Этот сюжет показывает среднее поведение каждой кодировки по всему набору данных. Как намекают в График Мемориальной церкви на Рисунке 11 и результаты в Таблице 2, Формат OpenEXR 48 бит / пиксель — явный победитель, демонстрируя очень высокую точность по всем нашим образцам изображений.Удивительно, но второе место занимает 32-битный формат RGBE, который стабильно работал, несмотря на его неспособность для записи цветов вне охвата. Однако это может быть несправедливым испытанием, поскольку мы предполагаем, что ни одно из наших исходных изображений не содержало цветов, выходящих за рамки стандартного Цветовая гамма CCIR-709. Тем не менее, XYZE по производительности очень близок к RGBE, который — способен записывать цвета вне диапазона, устраняя это возражение. Как и ожидалось, 32-битное кодирование LogLuv очень хорошо работает в нашем тесты, редко превышающие ∆E * 2, и то только в самых темных областях.В этой кодировке ошибки не были такими же маленькими, как в других, но она всегда имели крутой и быстрый спуск, который достигал 0,00% при ∆E * 1,5 почти во всех наших примеров. Для сравнения, другие 32-битные форматы, RGBE и XYZE, иногда оставлял небольшой процент пикселей с видимыми ошибками. Это из-за того, что RGBE и XYZE не используют перцепционное цветовое пространство в их кодировках, поэтому мы получаем значимые для восприятия размеры шагов, превышающие определенные цветовые диапазоны.

Рисунок 12.Резюме производительность различных кодировок HDR по всем нашим примерам.

Самыми большими разочарованиями стали 48-битный scRGB и связанные 36-битные кодировки scRGB-nl и scYCC-nl, которые показали худшую производительность в целом, чем их более компактные предшественники, 32-битные / пиксельные RGBE, XYZE и LogLuv. Стоит отметить, что формат scRGB действительно показал себя очень хорошо. точность по цветам, которые он мог представить в пределах своей ограниченной динамической диапазон, о чем свидетельствует его резкое падение в начале.Однако, поскольку многие из наших изображений не умещаются в 3,5 порядка этой кодировки по величине, хвост кривой продолжается за значениями ∆E *, где различия видны. Поскольку явная цель формата HDR — точно представляют эти пиксели, по нашему мнению, scRGB, scRGB-nl и Форматы scYCC-nl лучше классифицировать как «средний динамический диапазон». кодировок, а также 24-битный вариант LogLuv TIFF.

Есть много приложений для изображений с высоким динамическим диапазоном, и подходящие форматы существуют в достаточном количестве, чтобы поддерживать большую часть работы.В оригинальный формат Radiance RGBE и его Вариант XYZE покрывает широкий динамический диапазон (76 порядков) с умеренными точность (1%). 32-разрядный формат TIFF LogLuv покрывает половину этого диапазона с более чем вдвое большая точность. Для сравнения, 48-битный формат ILM EXR покрывает один четверть диапазона LogLuv с четырехкратной точностью. Каждый из этих форматов были развернуты и используются в течение ряда лет, и все они считаются стабильно и надежно. Подходящий выбор зависит от конкретного потребность приложения в диапазоне, точности и гибкости цветового пространства.

Напротив, новый стандарт IEC (61966-2-2) для расширенного цвет гаммы кажется плохим выбором для кодирования изображений HDR. По количеству бит потребляется, этот формат предлагает низкое разрешение и диапазон по сравнению с другими HDR стандартов и не рекомендуется. Мы надеемся, что Microsoft предложит обновленную стандарт для кодировки scRGB или отказаться от него в пользу существующего решения. С нет никаких лицензионных отчислений или обременений, связанных с какой-либо из установленных кодировки, нет особой причины изобретать их заново.

В области потерь форматы сжатия для изображений HDR. Это особенно необходимо для цифровых фотография и цифровое кино, где битрейт изображения очень важен практическое рассмотрение. Мы просто не можем позволить себе использовать 48 бит для каждого значение пикселя, или даже 24 — нам нужно сжать данные, чтобы сохранить и передать это, не истощая наши ресурсы, и мы готовы потерпеть некоторые данные потери по пути, пока они удерживаются (в основном) ниже видимого порога.

В самом начале мы сказали, что кодирование пикселей и изображение обертки — это в значительной степени отдельные проблемы, но они не являются полностью отдельными. Некоторые цветовые кодировки лучше подходят для сжатия, чем другие. Много сжатия алгоритмы извлекают выгоду из разделения каждого цвета пикселя на канал яркости и пара цветности оппонента . Это идея, лежащая в основе кодирования YCC, используемого в JPEG, а также в стандарте видео NTSC, которые также понижают дискретизацию каналов цветности перед передачей.ILM имеет экспериментировал с цветовым пространством оппонента с понижающей дискретизацией, которое теперь включены в качестве экспериментального дополнения к их библиотеке OpenEXR. Кодировка LogLuv идеально подходит для этого типа сжатия, поскольку CIE (u´, v´) координаты нуждаются только в смещении, чтобы быть парой цветности противника. Мы надеемся увидеть такая кодировка в будущей версии JPEG 2000, которая предлагает выбор исходная длина в битах для своих цветовых каналов.