Технология HDR сейчас настолько распространена, что популярные потоковые сервисы, такие как Amazon Prime, Disney+ и Netflix, начали поддерживать HDR-контент. На самом деле, если бы вы искали новый телевизор или монитор сегодня, вы были бы удивлены тем, что почти каждый продукт может похвастаться HDR в своем списке спецификаций.
Напрашивается вопрос: что такое HDR? Как работает HDR и чем он отличается от обычного SDR?
Что такое СДР?
Стандартный динамический диапазон (SDR) — это видеостандарт, который используется со времен ЭЛТ-мониторов. Несмотря на рыночный успех Технология экрана HDR, SDR по-прежнему является форматом по умолчанию, используемым в телевизорах, мониторах и проекторах. Хотя он использовался в старых ЭЛТ-мониторах (и ему на самом деле мешают ограничения технологии ЭЛТ), SDR по-прежнему остается приемлемым форматом сегодня. Фактически, подавляющее большинство видеоконтента, будь то игры, фильмы или видео на YouTube, по-прежнему использует SDR. По сути, если устройство или контент не оцениваются как HDR, вы, вероятно, используете SDR.
Что такое HDR?
Расширенный динамический диапазон (HDR) — это новый стандарт изображений и видео. HDR впервые стал популярным среди фотографов, которые хотели правильно экспонировать композицию с двумя объектами, имеющими разницу в значении экспозиции в 13 ступеней. Такой широкий динамический диапазон позволил бы правильно экспонировать сцены реальной жизни, что раньше было невозможно при использовании SDR.
Совсем недавно HDR был представлен в фильмах, видео и даже в играх. В то время как контент SDR обеспечивал пересветы неба, неразличимый черный цвет и проблемы с полосами во время высококонтрастных сцен, HDR реалистично изображает эти сцены с более широким цветовым пространством, глубиной цвета, и яркость.
Более широкое цветовое пространство, большая глубина цвета и более высокая яркость делают HDR лучше, чем SDR, но насколько?
Сравнение HDR и HDR СДР
Если вы когда-либо искали монитор, вы, вероятно, заметили определенные характеристики, такие как sRGB, нит и кд/м2, а также 10-битные цвета. Эти характеристики относятся к цветовому пространству, яркости и глубине цвета. Все эти характеристики делают объекты на изображении яркими, хорошо смешанными и правильно экспонированными.
Чтобы лучше понять разницу между HDR и SDR, давайте сравним их по цветовой гамме, яркости и глубине цвета. Начнем с цветовой гаммы.
Цветовая гамма
Цветовая гамма — это теоретический спектр цветов, которые можно изобразить в цифровом виде. Для представления всех возможных цветов, которые могут видеть глаза, в промышленности используется так называемая диаграмма цветности CIE 1931 года. Эта диаграмма является стандартом, с которым сравниваются различные цветовые пространства. SDR использует цветовое пространство Rec 709, а HDR — Rec 2100. Треугольник показывает, сколько места они используют на иллюстрации ниже:
Как видите, цветовое пространство, используемое HDR Rec 2100, значительно больше, чем у SDR Rec 709.
Благодаря большому цветовому пространству HDR кинематографисты и создатели различного контента будут иметь значительно больший спектр зеленых, красных и желтых тонов для точного и художественного изображения своей работы. Это означает, что зрители, смотрящие HDR, увидят более яркие цвета, особенно зеленый, желтый, красный и все, что между ними.
Что касается SDR, поскольку цветовое пространство имеет пропорциональное количество основных цветов, колористы могут красиво изображать свою работу, хотя и со значительными ограничениями.
Яркость
Вы видели цветовую гамму, отображаемую в 2D, подобную той, что использовалась ранее. Однако все цветовое пространство CIE 1931 на самом деле представляет собой трехмерную диаграмму. Третье измерение диаграммы представляет воспринимаемую яркость цвета. Яркость, наряду с насыщенностью, изменяет качество цвета, которое люди способны видеть.
Дисплей, который может отображать более высокие значения яркости, в большей степени способен изменять все оттенки, представляемые двухмерной цветовой схемой, и, таким образом, может отображать больше цветов, видимых человеческим глазам. Яркость измеряется в нитах или канделах/м2..
SDR способен выводить 100 нит или 100 кд/м2. Напротив, HDR10 (наиболее распространенный стандарт HDR) может выдавать до 1000 нит. Это означает, что просмотр в формате HDR10 может позволить зрителям увидеть больше разновидностей основных и дополнительных цветов.
Глубина цвета
Хотя человеческий глаз видит все в аналоговом виде, цифровые дисплеи должны имитировать эти аналоговые световые волны в цифровых битах, чтобы процессоры могли воссоздать их. Эти биты цифровой информации известны как глубина цвета или биты цвета.
Человеческий глаз использует восприятие, чтобы видеть разные цвета. Цифровые дисплеи используют глубину цвета или битовую глубину, чтобы указать пикселю, какой цвет отображать. Чем больше бит может мигать пиксель, тем больше цветов он может отображать.
SDR может отображать 8-битный цвет, что означает, что пиксель может отображать один основной цвет в 256 вариантах. Поскольку есть три основных цвета, 8-битная панель может отображать максимум 16 777 216 цветовых оттенков.
Для сравнения, человеческий глаз может различать только около 10 миллионов цветов. Это означает, что SDR очень хорошо отображает цвета, которые могут видеть наши человеческие глаза, поэтому 8-битный цвет по-прежнему остается стандартом для визуальных медиа сегодня.
Напротив, HDR10 может обеспечивать глубину цвета 10 бит, что позволяет отображать до 1,07 миллиарда оттенков цвета!
Впечатляет, но поскольку человеческий глаз может различать только около 10 миллионов цветов, не является ли 10-битная глубина цвета излишней? Вы хоть видите разницу?
Да, вы могли бы! Но как?
Люди могут воспринимать больше цветов с 10-битной глубиной, потому что человеческий глаз не одинаково воспринимает цветовые оттенки.
Если вы посмотрите на шкалу цветности CIE 1931 (на фото выше), вы увидите, что человеческий глаз может видеть гораздо больше зеленых и красных цветов, чем синих. Хотя 8-битная глубина цвета может максимально увеличить весь синий цвет, воспринимаемый вашими глазами, она не может сделать то же самое с красным и особенно с зеленым цветом. Таким образом, хотя вы увидите примерно одинаковый диапазон синего цвета в 8- и 10-битном режиме, другие основные цвета, такие как красный и зеленый, будут отображаться больше в системе, использующей 10-битную глубину цвета.
Плюсы и минусы HDR и SDR
HDR и SDR — это два стандарта, используемые в визуальных цифровых медиа. Использование одного стандарта из другого будет иметь свои недостатки и недостатки. Вот таблица, чтобы показать вам, как одно сравнивается с другим:
С точки зрения цвета и отображения HDR во всех отношениях лучше, чем SDR. Он обеспечивает значительные улучшения цветового пространства, яркости и глубины цвета. Итак, если у вас есть возможность смотреть фильмы, просматривать изображения или играть в игры в HDR, вы всегда должны это делать — но сможете ли вы?
Проблема с HDR заключается в том, что большинство потребляемых носителей не совместимы с HDR. Часто просмотр мультимедиа HDR на экране SDR делает ваш просмотр хуже, чем просмотр его на обычной панели SDR.
Другая проблема заключается в том, что большинство HDR-устройств используют HDR10, который слабо стандартизирован, в то время как его маркетинг в значительной степени однообразен. Например, вы обнаружите, что логотип HDR10 нанесен на некачественную панель, которая не может работать так же хорошо, как панель с яркостью 1000 нит, показанная в рекламе HDR10.
Хотя SDR обеспечивает обычные стандарты просмотра и не может конкурировать с HDR, когда он действительно работает, его простота использования, совместимость и более низкая стоимость — вот почему многие люди по-прежнему предпочитают его использовать.
Вам нужны HDR и SDR
Теперь, когда вы знаете разницу между стандартами SDR и HDR, становится очевидным, что HDR является явным победителем, когда дело доходит до просмотра развлекательного контента. Это, однако, не означает, что вы должны прекратить использовать SDR. Правда в том, что SDR по-прежнему является лучшим стандартом для использования, когда вы не смотрите или не воспроизводите контент, специфичный для HDR.
Если вы покупаете новый дисплей, было бы разумно инвестировать в более дорогую панель с поддержкой HDR, поскольку она позволяет просматривать как HDR, так и SDR-контент. Поскольку контент SDR выглядит плохо в HDR10, вы всегда можете отключить HDR при просмотре, воспроизведении или просмотре контента и приложений SDR.
Надеюсь, это дало вам представление о том, какое влияние HDR оказывает на стол. Хотя SDR по-прежнему будет использоваться для просмотра различного контента, улучшение поддержки HDR — это только вопрос времени. Тогда это, вероятно, станет будущим стандартом, который все будут использовать.