Technologia HDR jest teraz tak powszechna, że popularne usługi przesyłania strumieniowego, takie jak Amazon Prime, Disney+ i Netflix, zaczęły obsługiwać treści HDR. W rzeczywistości, gdybyś dziś szukał nowego telewizora lub monitora, zdziwiłbyś się, jak prawie każdy produkt ma HDR na swojej liście specyfikacji.
Co nasuwa pytanie: czym dokładnie jest HDR? Jak działa HDR i jak wypada w porównaniu ze zwykłym SDR?
Co to jest SDR?
Standard Dynamic Range (SDR) to standard wideo używany od monitorów CRT. Pomimo rynkowego sukcesu Technologia ekranu HDR, SDR jest nadal domyślnym formatem używanym w telewizorach, monitorach i projektorach. Chociaż był używany w starych monitorach CRT (i faktycznie jest utrudniony przez ograniczenia technologii CRT), SDR jest dziś nadal akceptowalnym formatem. W rzeczywistości zdecydowana większość treści wideo, czy to gier, filmów czy filmów z YouTube, nadal używa SDR. Zasadniczo, jeśli urządzenie lub zawartość nie są ocenione jako HDR, prawdopodobnie używasz SDR.
Co to jest HDR?
High Dynamic Range (HDR) to nowszy standard obrazów i filmów. HDR po raz pierwszy stał się popularny wśród fotografów, którzy chcą odpowiednio naświetlić kompozycję z dwoma obiektami o 13-stopniowej różnicy w wartości ekspozycji. Tak szeroki zakres dynamiki umożliwiłby odpowiednią ekspozycję na rzeczywiste sceny, które wcześniej nie były możliwe w przypadku SDR.
Niedawno HDR został wprowadzony do filmów, wideo, a nawet gier. Podczas gdy treści SDR zapewniały przesycone niebo, nieodróżnialną czerń i problemy z paskami podczas sceny o wysokim kontraście, HDR realistycznie przedstawia te sceny z bardziej ekspansywną przestrzenią kolorów, głębią kolorów, i luminancji.
Szersza przestrzeń kolorów, większa głębia kolorów i wyższa luminancja sprawiają, że HDR jest lepszy niż SDR — ale o ile?
Porównanie HDR i SDR
Jeśli kiedykolwiek szukałeś monitora, prawdopodobnie zauważyłeś pewne specyfikacje, takie jak sRGB, nit i cd/m2 oraz 10-bitowe kolory. Te specyfikacje dotyczą przestrzeni kolorów, luminancji i głębi kolorów. Wszystkie te specyfikacje sprawiają, że obiekty wewnątrz obrazu są żywe, dobrze wymieszane i odpowiednio naświetlone.
Aby lepiej zrozumieć różnicę między HDR i SDR, porównajmy je pod kątem gamy kolorów, jasności i głębi kolorów. Zacznijmy od gamy kolorów.
Gama kolorów
Gama kolorów to teoretyczne spektrum kolorów, które można przedstawić cyfrowo. Aby przedstawić wszystkie możliwe kolory, które widzą oczy, przemysł wykorzystuje tak zwany diagram chromatyczności CIE 1931. Ten diagram jest standardem, z którym porównywane są różne przestrzenie kolorów. SDR wykorzystuje przestrzeń kolorów o nazwie Rec 709 i HDR z Rec 2100. Trójkąt przedstawia, ile miejsca wykorzystują na poniższej ilustracji:
Jak widać, przestrzeń kolorów używana przez Rec 2100 HDR jest znacznie większa niż w Rec 709 SDR.
Dzięki dużej przestrzeni kolorów HDR filmowcy i twórcy różnych treści będą mieli znacznie większe spektrum zieleni, czerwieni i żółci, aby dokładnie i artystycznie przedstawić swoją pracę. Oznacza to, że widzowie oglądający HDR zobaczą żywsze kolory, zwłaszcza zielenie, żółcie, czerwienie i wszystko między nimi.
Jeśli chodzi o SDR, ponieważ przestrzeń kolorów ma proporcjonalne ilości kolorów podstawowych, koloryści mogą nadal pięknie przedstawiać swoją pracę, choć ze znacznymi ograniczeniami.
Jasność
Widziałeś gamę kolorów przedstawioną w 2D, taką jak ta używana wcześniej. Jednak cała przestrzeń kolorów CIE 1931 jest w rzeczywistości diagramem 3D. Trzeci wymiar diagramu reprezentuje postrzeganą jasność koloru. Jasność wraz z nasyceniem modyfikuje jakość kolorów, które ludzie są w stanie zobaczyć.
Wyświetlacz, który może emitować większe ilości luminancji, jest bardziej zdolny do modyfikowania wszystkich odcieni, które reprezentuje krajobraz kolorów 2D, a tym samym może wyświetlać więcej kolorów widocznych dla ludzkich oczu. Luminancję mierzy się w nitach lub kandelach/m2.
SDR może emitować 100 nitów lub 100 cd/m2. Natomiast HDR10 (najpopularniejszy standard HDR) może wyświetlać do 1000 nitów. Oznacza to, że oglądanie w HDR10 może pozwolić widzom zobaczyć więcej odmian kolorów podstawowych i drugorzędnych.
Głębia koloru
Chociaż ludzkie oczy widzą wszystko w analogu, wyświetlacze cyfrowe muszą naśladować te analogowe fale światła w bitach cyfrowych, aby procesory mogły je odtworzyć. Te bity informacji cyfrowych są znane jako głębia koloru lub bity koloru.
Ludzkie oko wykorzystuje percepcję, aby widzieć różne kolory. Wyświetlacze cyfrowe wykorzystują głębię kolorów lub głębię bitową, aby poinstruować piksel, jaki kolor ma być wyświetlany. Im więcej bitów może migać piksel, tym więcej kolorów może wyświetlić.
SDR może wyświetlać 8-bitowy kolor, co oznacza, że piksel może wyświetlać jeden kolor podstawowy w 256 odmianach. Ponieważ istnieją trzy kolory podstawowe, panel 8-bitowy może wyświetlać maksymalnie 16 777 216 odcieni kolorów.
Patrząc na to z innej perspektywy, ludzkie oko może rozróżnić tylko około 10 milionów kolorów. Oznacza to, że SDR jest bardzo zdolny do wyświetlania kolorów, które widzą nasze ludzkie oczy, dlatego 8-bitowy kolor jest nadal standardem w dzisiejszych mediach wizualnych.
W przeciwieństwie do tego, HDR10 może robić 10-bitową głębię kolorów, pozwalając na maksymalnie 1,07 miliarda odcieni koloru!
Imponujące, ale ponieważ ludzkie oko może rozróżnić tylko około 10 milionów kolorów, czy 10-bitowa głębia kolorów nie jest przesadą? Czy widzisz różnicę?
Tak, absolutnie możesz! Ale jak?
Ludzie mogą postrzegać więcej kolorów z 10-bitową głębią, ponieważ ludzkie oko nie odbiera odcieni kolorów w równym stopniu.
Jeśli spojrzysz na skalę chromatyczności CIE 1931 (na zdjęciu powyżej), zobaczysz, że ludzkie oko widzi znacznie więcej zieleni i czerwieni niż błękitów. Chociaż 8-bitowa głębia kolorów może maksymalnie zmaksymalizować wszystkie odcienie niebieskiego, które mogą dostrzec twoje oczy, nie może to zrobić tego samego z czerwienią, a zwłaszcza z zielenią. Więc chociaż zobaczysz ten sam zakres kolorów niebieskich w 8 i 10 bitach, inne kolory podstawowe, takie jak czerwienie i zielenie, będą bardziej widoczne w systemie używającym 10-bitowej głębi kolorów.
Plusy i minusy HDR i SDR
HDR i SDR to dwa standardy stosowane w wizualnych mediach cyfrowych. Używanie jednego standardu od innego będzie miało swoje ulice i słabości. Oto tabela przedstawiająca porównanie jednego z drugim:
Pod względem kolorów i wyświetlania HDR jest lepszy niż SDR pod każdym względem. Zapewnia znaczną poprawę przestrzeni kolorów, luminancji i głębi kolorów. Jeśli więc masz możliwość oglądania filmów, oglądania obrazów lub grania w gry w HDR, zawsze powinieneś to robić — ale czy możesz?
Problem z HDR polega na tym, że większość materiałów eksploatacyjnych nie jest zgodna z HDR. Często oglądanie multimediów HDR na ekranie SDR pogarsza wrażenia z oglądania niż oglądanie na zwykłym panelu SDR.
Kolejnym problemem jest to, że większość urządzeń HDR korzysta z HDR10, który jest luźno ustandaryzowany, podczas gdy jego marketing jest w dużej mierze jednolity. Na przykład znajdziesz logo HDR10 na kiepskim panelu, który nie działa tak dobrze, jak panel 1000 nitów wyświetlany w reklamach HDR10.
Chociaż SDR zapewnia zwykłe standardy wyświetlania i nie może konkurować z HDR, gdy działa, jego łatwość użytkowania, kompatybilność i niższy koszt są powodem, dla którego wiele osób nadal woli go używać.
Potrzebujesz zarówno HDR, jak i SDR
Teraz, gdy znasz różnicę między standardami SDR i HDR, staje się oczywiste, że HDR jest wyraźnym zwycięzcą, jeśli chodzi o oglądanie treści rozrywkowych. Nie oznacza to jednak, że powinieneś przestać używać SDR. Prawda jest taka, że SDR jest nadal lepszym standardem, którego można używać, gdy nie oglądasz ani nie odtwarzasz treści związanych z HDR.
Jeśli kupujesz nowy wyświetlacz, rozsądnie byłoby zainwestować w droższy panel obsługujący HDR, ponieważ pozwala on oglądać zarówno treści HDR, jak i SDR. Ponieważ zawartość SDR wygląda źle w HDR10, zawsze możesz wyłączyć HDR podczas oglądania, odtwarzania lub przeglądania zawartości i aplikacji SDR.
Mamy nadzieję, że daje to wyobrażenie o tym, jak duży wpływ na stół ma HDR. Chociaż SDR nadal będzie sposobem, w jaki będziesz cieszyć się różnymi treściami, to tylko kwestia czasu, zanim HDR otrzyma lepsze wsparcie. Wtedy prawdopodobnie będzie to przyszły standard, którego wszyscy używają.
