Просто об понятии HDR: камеры, дисплеи и контент

HDR. Возможно, вы встречали этот термин не один раз, возможно, вы даже слышали о нем сегодня. Кажется, что о нем все упоминают и он попросту повсюду. Но что такое HDR? Где на самом деле его можно найти и увидеть? Может быть в телевизоре, телефоне или в фотоаппарате? При чем здесь цветовая гамма и что люди имеют в виду, когда говорят, что «белое белее, а черное - более черное»? Пришло время дать на все это ответы.

 Просто об понятии HDR: камеры, дисплеи и контент

Динамический диапазон в HDR

Чтобы вы поняли понятия HDR (High Dynamic Range), нам нужно сначала разобраться с понятием динамического диапазона.

Динамический диапазон может быть чем угодно - обычно это разница между наивысшим и самым низким значением чего-либо. Понятия динамического диапазона можно встретить в нескольких сферах, сегодня, мы разберемся, какое отношение он имеет относится к свету.

Динамический диапазон оптической системы - это разница между самым высоким и самым низким значением интенсивности света, который он может обнаружить. Чем шире этот диапазон, тем больше деталей система может обнаружить. Система с особенно широким диапазоном называется системой с высоким динамическим диапазоном.

Человеческий глаз имеет достаточно широкий динамический диапазон. Благодаря нашим глазам мы можем смотреть на что-то и распознавать мелкие детали в ярко освещенных и тускло освещенных местах. Когда же мы смотрим на очень яркий объект наши глаза сужают радужную оболочку и таким образом корректируют только его, а более темные области исчезает. Если бы у наших глаз был более широкий динамический диапазон, нам не пришлось бы прищуриться при взгяде на яркие предметы и ​​могли бы попросту смотреть на их с комфортом. Точно так же нам не пришлось бы так напрягать глаза в темноте.

Просто об понятии HDR: камеры, дисплеи и контент

Та же логика применяется и к обычной камере. Как и в случае с глазами, динамический диапазон системы камеры - это самые высокие и самые низкие значения света, которые система может захватывать в любой момент. Камеры с широким динамическим диапазоном, очевидно, лучше, но они как правило более дорогие. Напротив, более дешевые камеры или смартфонные камеры (физически меньшие), как правило, имеют менее динамический диапазон.

Динамический диапазон присутствующий в камере более важен, чем в наших глазах. Дело в том, что в один момент мы можем смотреть и фокусироваться только на одном конкретном объекте. Даже если перед вами большая сцена, наши глаза будут сосредоточены только на центральном объекте. Если, в углах есть какая-то вещь или неправильно освещенный объект, то он не будет иметь большого значения, так как только мы сдвигаем наш взгляд туда, наши глаза практически моментально приспособляться и распознают его. Просматривая фотографию нам нужно, чтобы все объекты на ней были четкие и не размазанные, поэтому камера должна воспринимать и понимать все что рассоложено перед ней, а это происходит за счет многих факторов основным является динамический диапазон.

По этой причине широкий диапазон широко используется в камерах. Высококачественная камера должна быть способна правильно отображать как яркие, так и темные области сцены. Датчик изображения на хорошей камере должен захватывать достаточно деталей как в ярких, так и в темных областях изображения. Вся эта световая информация часто хранится в RAW-файле, который впоследствии может быть использован для отображения деталей в ярких точках (наиболее ярких частях изображения) и теней (самой темной части изображения) путем отключения первого и увеличивания последнего.

Тем не менее, существует ограничение на этот метод, и камера может захватывать ограниченное количество деталей за один раз во всех областях изображения. 

HDR Режим в камере вашего телефона

Все мы видели или натыкались на данную кнопку в камере вашего телефона. Сегодня, практически каждый телефон имеет HDR-режим, и большинство из нас предпочитают, чтобы он был установлен на автоматическом режиме.

На самом деле HDR-Режим правильнее будет называть тональным отображением. Благодаря ему создается изображение, которое будет включать, как самые яркие, так и самых темные места сцены. Это происходит путем захвата нескольких изображений при разных экспозициях и дальнейшем их комбинированию.

Фотограф сначала устанавливает экспозицию (уровень яркости) изображения и делает снимок. Затем, сохраняя камеру неподвижной, делается еще несколько снимков, постепенно увеличивая уровни экспозиции. Теперь, у вас есть несколько наборов изображений, при этом снимки с низкой экспозицией имеют большую детализацию в ярко освещенных областях изображения, но все более темные части полностью черные, а снимки с высокой экспозицией имеют большую детализацию в более темных областях, но все яркие части расплывчатые. Затем фотограф помещает все эти фотографии в редактор изображений и накладывает их, что создает окончательное изображение, как с темными, так и яркими деталями изображения.

Просто об понятии HDR: камеры, дисплеи и контент

Современные камеры смартфонов делают все это автоматически. Они объединяют кучу фотографий при разных экспозициях вместе для создания «HDR» изображения. Более дешевые варианты камер могут делать снимок одного изображения, а затем просто растягивают тени и добавлять яркости  для достижения аналогичного эффекта. Но данный режим не можно считать истинным HDR.

Благодаря качественным дисплеям с высоким динамическим диапазоном вы могли бы легко увидеть детали основных моментах со всеми ​​тенями и бликами, но поскольку у большинства из нас нет HDR-дисплеев, основные моменты настраиваются автоматически, чтобы соответствовать ограниченному динамическому диапазону наших дисплеев.

Понятие HDR-дисплея

Более всего вы встречали заявления различных производителей телевизоров утверждающих, что их техника имеет поддержку HDR на своих последних 4K телевизорах. Даже на смартфонах производители начинают устанавливать HDR-дисплеи. Первый из них - всем известный Samsung Galaxy Note 7, который появился в прошлом году, но с тех пор к нему добавились Galaxy S8 и Galaxy Tab S3, Xperia ZX Premium и Xperia XZ1, LG G6 и V30 и совсем недавно iPhone X. Так что что такое HDR-дисплей?

Дисплей HDR имеет три преимущества перед стандартным дисплеем динамического диапазона (давайте просто назовем его SDR, хотя это не официальный термин):

  • Широкий динамический диапазон
  • Более высокая пиковая яркость
  • Расширенная цветовая гамма

Первый и второй пункт тесно связаны между собой. Дисплей способен отображать больше деталей в более ярких и темных областях экрана. Это тот момент, который часто рекламируются, но редко о нем объясняют, что «Белее Белого, а черный просто поддерживается».

Когда вы посмотрите на HDR-контент (подробнее об этом позже) на дисплее HDR и сравните его с тем же SDR-контентом на SDR-дисплее, вы заметите, что яркие области на последнем выглядят намного ярче. Например, если кто-то стоит возле окна и на него падает яркий свет, то та сторона лица, которая освещается будет переэкспонирована на дисплее SDR и будет просто казаться ярко белой. То же самое место лица на дисплее HDR также будет выглядеть ярче, но благодаря данному режиму вы сможете увидеть текстуру и детали кожи человека, таким образом сторона на которую падает свет будет просто хорошо освещена, но на ней будет все четко видно.

То же самое и с тенями. Темный ночной снимок на SDR-дисплее будет иметь сливающиеся области изображения, такие как волосы или темный пиджак, а на HDR-дисплее вы сможете разглядеть больше деталей и даже увидеть текстуру.

Все это благодаря высокой яркости. Увеличенная яркость повышает общий вид изображение и позволяет вам видеть более подробную информацию. Скорее всего вы спросите, почему они не могут делать так же увеличить яркостью в SDR-дисплеи, но дело в том, что увеличивая яркость в нем вы изображение просто станет размазанным, при этом деталей не прибавиться.

Просто об понятии HDR: камеры, дисплеи и контент

Третий аспект - более широкая цветовая гамма. Наши глаза могут видеть определенный диапазон цветов. К сожалению, из-за различных ограничений при передаче данных, независимо от того вы смотрите телевизору или сидите в интернете, изображения, которые вы видим на экране, использует значительно меньший набор цветов, чем те, что видят наши глаза. С более широкой гаммой цвета мы можем увеличить диапазон цветов, которые будет иметь изображение. Конечно, к нашим глазам ему все еще далеко, но оно будет выглядеть намного лучше, чем SDR изображение. А это означает, что изображения будет выглядят более реалистичными, так как теперь вы сможете видеть более широкий диапазон цветов на вашем дисплее. К примеру, помидор в реальной жизни выглядит ярко-красным, но более мягким на экране, потому что дисплей просто не имеет достаточного количества цветов для точного воспроизведения объекта. С HDR он будет выглядеть приближенно к реальной версии.

Но стоить понимать и различать, что более широкая гамма - это не более насыщенные цветов. Также, это не то же самое, что увеличить насыщенности вашего дисплея. Увеличение насыщенности добивается за счет увеличения интенсивность цвета. Более широкая цветовая гамма позволяет видеть больше оттенков цвета, которые не могут достичь за счет увеличения насыщенности. В этом разница между перенасыщенным дисплеем и широким цветовым дисплеем.

Общие сведения о HDR форматах 

HDR-дисплей - это только HDR-дисплей, если он показывает HDR-контент. Без этого контента он просто становиться действительно хорошим SDR-дисплеем.

HDR-контент в настоящее время доступен в двух основных форматах: HDR-10 и Dolby Vision. Хотя они называются форматами, они используют специальные кодеки, такие как H.264 или HEVC, и существующие форматы, такие как MP4 или MOV, но имеющие дополнительные метаданные в файле, которые помогают отличать простой контент от HDR. Файл формата HDR, воспроизводимый на SDR-дисплее, будет выглядеть плоским, с низким контрастом и низким цветом, поскольку система не может отображать информацию о свете и цвете вне своего диапазона.

HDR-10 является открытым отраслевым стандартом, созданным Ассоциацией потребительских технологий, тогда как Dolby Vision является патентованным стандартом, созданным Dolby. 

HDR-10 является наиболее часто используемым форматом, поскольку он легко доступен и находиться в свободном в использовании. Все производители утверждающие, что использует HDR, используют HDR-10, в то время как некоторые из них также поддерживают Dolby Vision в дополнение к HDR-10.

Чтобы претендовать на HDR, контент должен быть создан определенным образом. Хотя, на данный момент, существующий контент можно обработать и в пост-продакшн сделав его в формате HDR, к примеру, так как и с 3D форматом. Но все же, лучший способ создания HDR-контента - записывать его таким сразу. Сегодня нет каких-то HDR-камер, все высококачественные видеокамеры, используемые профессионалами, такими как RED, ARRI или Blackmagic, уже по умолчанию используют достаточный динамический диапазон и информацию о цвете, поэтому снятые кадры можно легко преобразовать в HDR видео. Для SDR формата снятое видео будет более сжато, чтобы соответствовать узкому динамическому диапазону и цветовой гамме публикации, но для HDR будет оставлено гораздо больше информации о динамическом диапазоне и цвет. 

Просто об понятии HDR: камеры, дисплеи и контент

Уникальность Dolby Vision заключается в том, что Dolby полностью контролирует весь процесс создания контента. Благодаря HDR-10 вы можете настраивать свое видео как хотите для того, чтобы на выходе получился HDR формат, но в Dolby Vision все настройки заблокированы, так как Dolby хочет полностью контролировать свой контент. В Dolby Vision визуальные настройки динамически изменяются для каждой сцены с использованием предустановленных метаданных для лучшего качества изображения. Dolby также имеет значительно более высокие требования к оборудованию, причем дисплеи должны соответствовать определенным требованиям к цвету и яркости, которые выше, чем HDR-10. 

Где взять HDR-контент?

Существует два основных способа приобретения HDR-контента это Blu-ray-диски и онлайн-сервисы. Используя Blu-ray, в частности, 4K Blu-ray, - вы получите лучшее качество. На дисках Blu-ray храниться несжатые видео и аудио, и это самый лучший способ наслаждаться фильмами или телевизионными шоу.

Однако, большинство людей все таки использует онлайн сервисы, тем более это единственный вариант, доступный на мобильных устройствах. Найти такой контент вы можете в таких компаниях-производителях, как Netflix, Amazon и YouTube. Netflix, в частности, имеет одну из самых больших библиотек контента HDR в Интернете. Netflix также является единственным, у которого есть HDR-10 и Dolby Vision.

Amazon занимает второе место. Недавно YouTube, также, начал поддерживать HDR-контент, а Google добавил некоторые HDR фильмы в Google Play Movies. На этой неделе Apple заявила о выходе 4K HDR на своей платформе Apple TV 4K, iPhone X и iTunes 4K.

Просто об понятии HDR: камеры, дисплеи и контент

Однако даже с этими многочисленными сервисами количество HDR-контента по-прежнему ограничено. Далеко не весь контент в вышеупомянутых сервисах создан при поддержке HDR. Netflix даже заставит вас платить в несколько раз больше, чтобы вы могли имели доступ к HDR 4K библиотеке. 

Тем не менее, ситуация постепенно улучшается, и когда аппаратное средства для съемки HDR станут более доступными, ситуация с контентом также должна улучшиться.

Ну и последним способом получение HDR-контента остаются современные игры. В настоящее время ПК, PS4 и Xbox One поддерживают HDR-игры, у которых есть все вышеупомянутые HDR-форматы. Однако, что касается мобильных платформ, то для их HDR-игр пока еще нет.

Итоги

HDR повышает качества контента. Сегодня, более яркое, динамичное HDR-изображение может создать даже новичок.

Но нужно понимать, что в конечном итоге все зависит от двух основных факторов: апаратной части HDR и создания контента под него.




Добавлено: 17-09-2017, 01:19
0
51

Похожие публикации


Наверх