Технология HDR — что это

В разные годы в ТВ-индустрии были популярны свои «фишки»: электронно-лучевые телевизоры сменялись тонкими плазменными панелями, производители предлагали полную поддержку HD или Ultra HD для высокой четкости изображений и экспериментировали с формами экрана, предлагая плоские и изогнутые вариации. В описаниях современных моделей все чаще значится технология HDR. Что это за функция так ли она необходима для качественной передачи картинки на экране?

Что дает HDR?

Под аббревиатурой HDR (High Dynamic Range), которая означает расширенный динамический диапазон, скрывается технология запечатления изображения с увеличенным диапазоном яркости между наиболее темными и наиболее яркими цветами.

Это позволяет максимально приблизить его к тому, что человек видит своими глазами в реальной жизни, то есть сохраняется максимальная достоверность.

Изображение в формате hdr отличают более высокие показатели:

• контрастности и яркости;
• детализации;
• глубины и насыщенности;
• проработки теней.

Таким образом, технология позволяет визуально улучшить изображение, делая его более глубоким и реалистичным по сравнению картинкой у других моделей телевизоров. На практике это проявляется в том, что зритель видит на экране больше градаций цветов. Если раньше при высокой яркости определенная область картинки имела один яркий цвет, то с поддержкой расширенного динамического диапазона на ней можно различить разнообразные оттенки. То же самое касается и темных областей.

Как работает технология

Для полноценной реализации HDR технологии необходимо две составляющих: соответствующий телевизор и источник изображения.

На пути к новому цветовому стандарту перед разработчиками стояла главная задача – существенно повысить яркость изображения, то есть расширить динамический диапазон дисплея. Для этого телевизоры оборудуются специальной подсветкой, яркость которой регулируется на отдельных участках экрана. Эта возможность позволяет передавать максимальные пики именно тогда, когда это нужно (например, при изображении яркого солнца). Максимальный запас яркости при этом значительно превосходит показатели обыкновенных телевизоров: 1000-5000 нит у HDR-техники по сравнению с 300-500 нит у стандартных моделей. Для контрастности более темные участки изображения затеняются, иногда даже с полным отключением матрицы. Это обеспечивает невероятную четкость и качество изображения, к которым стремятся производители и зрители.

Но если, например, с помощью фоторедактора поставить на фотографии большой контраст, то изображение искажается и получается неестественным. Чтобы устранить эту проблему, High Dynamic Range использует расширенную цветовую палитру. Она достигается за счет использования более глубоких красных, синих и зеленых оттенков, а также их всевозможных сочетаний.

Каждый передаваемый дисплеем цвет формируется из 3 составляющих: красной, зеленой и синей (RGB). Большинство современных телевизоров без поддержки HDR кодируют яркость каждой из них 8-битным числом: значение находится в пределах 0-255 (то есть 256 значений). Смешение этих цветов в различной степени яркости позволяет получать любые другие цвета. Их количество составляет 16,8 млн. (256*256*256). Многие из них человеческий глаз воспринимает одинаково, только с разным уровнем яркости.

При использовании новой технологии в новых моделях телевизоров каждая из 3 составляющих RGB кодируется 10-битным числом, то есть принимает значения в пределах 0-1023 (1024 значения), а общее количество передаваемых цветов в 64 раза превышает 8-битную систему и составляет почти 1074 млн.

Интересно! Одним из наиболее ярких примеров является фирменный красный цвет Ferrari, который ранее воспроизводился не таким насыщенным как в реальности.

Благодаря технологии High Dynamic Range появился новый стандарт цветовой палитры Rec.2020, который должен заменить распространенный сегодня Rec.709.  Он включает такие оттенки, которые невозможно передать на обычном телевизоре. Чтобы понять насколько они отличаются, стоит отметить, что Rec.709 охватывает около 33% видимого для глаз человека света, а Rec.2020 – почти 75%.

Таким образом, технология расширения динамического диапазона HDR – это не только количество цветов, но и их яркость, за счет которой в видео, как и в реальной жизни, отображаются все самые светлые и самые темные элементы. Именно сочетание контрастности и увеличенного количества цветов обеспечивает максимальную реалистичность. Ведь в реальной жизни разные оттенки зависят не от матрицы, а от естественного смешивания тени и света.

Истинный HDR

Список производителей, предлагающих телевизоры с технологией HDR пока невелик. Samsung, LG, Sony – это, пожалуй, и все. При этом следует учитывать, что на практике соответствующий ярлык вешается зачастую на все новые телевизоры, независимо от того, способны ли они адекватно воспроизводить картинку.

У многих недорогих моделей есть возможность просто принимать сигнал HDR и транслировать его в «упрощенном виде», в меру своих возможностей. Они просто понижают качество картинки до 8-битной системы и увеличивают контраст.

Главное на, что следует обращать внимание – заявлен ли экран как 10-битный и соответствует ли он стандарту HDR. Еще один достоверный признак наличия настоящей функции расширенного динамического диапазона – поддержка Wide Color Gamut (широкой гаммы цветов), без которой новая технология просто не имеет смысла.

Различия технологии в фото и телевизоре

Одноименная технология HDR часто упоминается не только в сфере ТВ-индустрии, но и в сфере фотографии. При этом следует понимать, что это функции с разным принципом реализации, но с одинаковой задачей – передать окружающий мир с максимальной достоверностью.

В современных моделях фотоаппаратов и смартфонов уже имеется встроенная функция, которая создает изображения с эффектом High Dynamic Range. Кроме этого имеются специальные приложения и расширения для получения такого эффекта. Для этого на фотоаппарате делается несколько кадров с разной экспозицией (степенью яркости): в простых вариантах достаточно бывает двух изображений (затемненного и пересвеченного), а в более сложных их число доходит до шести. Потом они соединяются в единое целое в соответствующей программе, в результате чего картинка получается более контрастной и имитирует расширенный динамический диапазон.  Но сам эффект достигается не за счет большего количества цветов, а за счет соединяемых вместе вариантов экспозиции.

Таким образом, по отношению к фото HDR изменяет само изображение, тогда как телевизор с аналогичной функцией воспроизводит его лучше.

Правильный контент

Неотъемлемое условие для получения правильной HDR картинки – это не только соответствующая функция в телевизоре, но и специальный контент. Его количество пока не столь велико, но в ближайшее время оно будет только возрастать. Многие потоковые сервисы уже заявляют о поддержке новой технологии. При воспроизведении такого контента в углу телевизора появляется соответствующий значок. Видео в новом формате предлагают интернет-кинотеатр Netflix, американский интернет-магазин Amazon, онлайн-кинотеатр Megogo, видеосервис YouTube. На последнем появляются отдельные каналы, которые содержат видео в новом формате. Самые незабываемые впечатления производит просмотр масштабных сцен из современных блокбастеров, особенно тех, что связаны с сюжетами о космических просторах нашей Вселенной или с холодящими кровь фильмами ужасов.

Еще пару лет назад технология расширения динамического диапазона воспринималась как экзотическая новинка, возможности которой можно было увидеть только на выставках. Сегодня она становится все более распространенной среди производителей телевизоров и поставщиков контента благодаря очевидному преимуществу: более живому и реалистичному изображению. Поэтому выбирая новую модель телевизора, следует обратить внимание на модели с функцией HDR, если, конечно, имеется необходимая сумма, ведь стоимость такой техника пока весьма высокая.