HDR-tehnoloogia on nüüdseks nii laialt levinud, et populaarsed voogedastusteenused, nagu Amazon Prime, Disney+ ja Netflix, on hakanud HDR-sisu toetama. Tegelikult, kui otsiksite täna uut telerit või monitori, oleksite üllatunud, kuidas peaaegu iga toote spetsifikatsiooniloendis on HDR.
Mis tekitab küsimuse: mis on HDR täpselt? Kuidas HDR töötab ja kuidas seda võrrelda tavalise SDR-iga?
Mis on SDR?
Standardne dünaamiline ulatus (SDR) on videostandard, mida on kasutatud alates kineskoopkuvaritest. Vaatamata turuedule HDR ekraani tehnoloogia, SDR on endiselt telerites, monitorides ja projektorites kasutatav vaikevorming. Kuigi seda kasutati vanades kineskoopkuvarites (ja seda takistavad tegelikult ka CRT-tehnoloogia piirangud), on SDR-vorming tänapäeval endiselt vastuvõetav. Tegelikult kasutab valdav enamus videosisu, olgu see siis mängud, filmid või YouTube'i videod, endiselt SDR-i. Põhimõtteliselt, kui seade või sisu ei ole hinnatud HDR-iks, kasutate tõenäoliselt SDR-i.
Mis on HDR?
High Dynamic Range (HDR) on piltide ja videote uuem standard. HDR sai esmakordselt populaarseks fotograafide seas, kes soovisid õigesti säritada kompositsiooni kahe objektiga, mille säriväärtuste erinevus on 13-astmeline. Nii lai dünaamiline ulatus võimaldaks õiget säritust päriselu stseenidega, mis varem polnud SDR-iga võimalik.
Hiljuti tutvustati HDR-i filmides, videotes ja isegi mängudes. Kuigi SDR-i sisu pakkus ülepaisutatud taevast, eristamatuid musti ja vöötmisprobleeme suure kontrastsusega stseene, HDR kujutab neid stseene realistlikult avarama värviruumi, värvisügavusega, ja heledus.
Laiem värviruum, suurem värvisügavus ja suurem heledus muudavad HDR-i paremaks kui SDR-i – aga kui palju?
HDR vs. SDR
Kui olete kunagi monitori otsinud, olete ilmselt märganud teatud spetsifikatsioone, nagu sRGB, nits ja cd/m2 ning 10-bitised värvid. Need spetsifikatsioonid kehtivad värviruumi, heleduse ja värvisügavuse kohta. Kõik need spetsifikatsioonid muudavad pildis olevad objektid elavaks, hästi segatud ja piisavalt säritatud.
HDR-i ja SDR-i erinevuste paremaks mõistmiseks võrrelgem neid kahte värvigamma, heleduse ja värvisügavuse kaudu. Alustame värvigammast.
Värvigamma
Värvigamma on teoreetiline värvide spekter, mida saab digitaalselt kujutada. Kõigi võimalike silmadega nähtavate värvide esitamiseks kasutab tööstus nn CIE 1931 värviskeemi. See diagramm on standard, millega võrreldakse erinevaid värviruume. SDR kasutab värviruumi nimega Rec 709 ja HDR koos Rec 2100-ga. Kolmnurk näitab, kui palju ruumi nad kasutavad alloleval joonisel:
Nagu näete, on HDR-i Rec 2100 kasutatav värviruum oluliselt suurem kui SDR-i Rec 709 oma.
Tänu suurele HDR-i värviruumile on filmitegijatel ja erinevatel sisuloojatel märkimisväärselt suurem roheliste, punaste ja kollaste värvide spekter, et oma tööd täpselt ja kunstiliselt kujutada. See tähendab, et HDR-i vaatavad vaatajad näevad erksamaid värve, eriti rohelisi, kollaseid, punaseid ja kõike nende vahel.
Mis puutub SDR-i, siis kuna värviruumis on proportsionaalselt palju põhivärve, saavad koloristid siiski oma tööd kaunilt kujutada, ehkki oluliste piirangutega.
Heledus
Olete näinud 2D-s kujutatud värvigamma, nagu varem kasutatud. Kogu CIE 1931 värviruum on aga tegelikult 3D diagramm. Diagrammi kolmas mõõde tähistab värvi tajutavat heledust. Heledus ja küllastus muudavad värvide kvaliteeti, mida inimesed on võimelised nägema.
Ekraan, mis suudab väljastada suuremat heledust, suudab paremini muuta kõiki 2D-värvimaastiku toone ja seega kuvada rohkem inimsilmadele nähtavaid värve. Heledust mõõdetakse nitides või kandelates/m2.
SDR on võimeline väljastama 100 niti või 100 cd/m2. Seevastu HDR10 (kõige levinum HDR-standard) suudab väljastada kuni 1000 niti. See tähendab, et HDR10-s vaatamine võimaldab vaatajatel näha rohkem erinevaid põhi- ja sekundaarvärve.
Värvi sügavus
Kuigi inimsilmad näevad kõike analoogvormingus, peavad digitaalsed kuvarid jäljendama neid analoogvalguslaineid digitaalsete bittidena, et protsessorid saaksid neid uuesti luua. Neid digitaalse teabe bitte nimetatakse värvisügavuseks või värvibittideks.
Inimsilm kasutab erinevate värvide nägemiseks taju. Digitaalekraanid kasutavad värvisügavust või bitisügavust, et anda pikslile juhiseid selle kohta, millist värvi näidata. Mida rohkem bitti piksel vilkuda saab, seda rohkem värve see kuvada suudab.
SDR suudab kuvada 8-bitist värvi, mis tähendab, et piksel võib kuvada ühte põhivärvi 256 erinevas variandis. Kuna põhivärvi on kolm, suudab 8-bitine paneel kuvada maksimaalselt 16 777 216 värvitooni.
Selle perspektiivi silmas pidades suudab inimsilm eristada ainult umbes 10 miljonit värvi. See tähendab, et SDR on väga võimeline kuvama värve, mida meie inimsilmad näevad, mistõttu on 8-bitine värv ka tänapäeval visuaalse meedia standard.
Seevastu HDR10 suudab teha 10-bitise värvisügavuse, võimaldades maksimaalselt 1,07 miljardit värvitooni!
Muljetavaldav, kuid kuna inimsilm suudab eristada vaid umbes 10 miljonit värvi, kas 10-bitine värvisügavus pole liialdatud? Kas näete isegi erinevust?
Jah, sa võiksid absoluutselt! Aga kuidas?
Inimesed suudavad 10-bitise sügavusega tajuda rohkem värve, kuna inimsilm ei taju värvitoone võrdselt.
Kui vaatate CIE 1931 värviskaalat (ülal pildil), näete, et inimsilm näeb palju rohkem rohelisi ja punaseid kui siniseid. Kuigi 8-bitine värvisügavus võib suurel määral maksimeerida kogu silmaga tajutava sinise tooni, ei saa see sama teha punase ja eriti roheliste värvidega. Ehkki 8- ja 10-bitistes toonides näete umbes sama vahemikku siniseid, kuvatakse 10-bitist värvisügavust kasutavas süsteemis muud primaarvärvid, näiteks punased ja rohelised.
HDR-i ja SDR-i plussid ja miinused
HDR ja SDR on kaks visuaalses digitaalses meedias kasutatavat standardit. Ühe standardi kasutamisel teisest on oma tänavad ja nõrkused. Siin on tabel, mis näitab teile, kuidas üks on teisega võrreldav:
Värvi ja kuva poolest on HDR igas mõttes parem kui SDR. See parandab oluliselt värviruumi, heledust ja värvisügavust. Seega, kui teil on võimalus HDR-is filme, pilte vaadata või mänge mängida, peaksite seda alati tegema, aga kas saate?
HDR-i probleem seisneb selles, et enamik kulumaterjale ei ühildu HDR-iga. Sageli muudab HDR-meediumi vaatamine SDR-ekraanil teie vaatamiskogemuse halvemaks kui tavalisel SDR-paneelil.
Teine probleem on see, et enamik HDR-seadmeid kasutab HDR10, mis on lõdvalt standardiseeritud, samas kui selle turustamine on suures osas ühtne. Näiteks leiate HDR10 logo, mis on löödud madalamale paneelile, mis ei tööta nii hästi kui HDR10 reklaamides näidatud 1000-nitine paneel.
Kuigi SDR pakub tavalisi vaatamisstandardeid ega suuda HDR-iga konkureerida, kui see töötab, eelistavad paljud inimesed seda siiski kasutada selle kasutuslihtsuse, ühilduvuse ja madalama hinnaga.
Teil on vaja nii HDR-i kui ka SDR-i
Nüüd, kui teate SDR-i ja HDR-i standardite erinevust, saab selgeks, et meelelahutusliku sisu vaatamisel on HDR selge võitja. See aga ei tähenda, et peaksite SDR-i kasutamise lõpetama. Tõde on see, et SDR on endiselt parem standard, mida kasutada alati, kui te ei vaata ega esita HDR-spetsiifilist sisu.
Kui ostad uut ekraani, oleks mõistlik investeerida kallimasse HDR-võimelisemasse paneeli, kuna see võimaldab vaadata nii HDR-i kui ka SDR-i sisu. Kuna SDR-sisu näeb HDR10-s halb välja, saate SDR-i sisu ja rakendusi vaatamise, esitamise või vaatamise ajal alati HDR-i välja lülitada.
Loodetavasti annab see teile aimu, kui suure mõju HDR lauale avaldab. Kuigi SDR on endiselt viis, kuidas naudite erinevat sisu, on vaid aja küsimus, millal HDR saab parema toe. Siis on see tõenäoliselt tulevane standard, mida kõik kasutavad.
