HDR technologija dabar taip plačiai paplitusi, kad populiarios srautinio perdavimo paslaugos, tokios kaip „Amazon Prime“, „Disney+“ ir „Netflix“, pradėjo palaikyti HDR turinį. Tiesą sakant, jei šiandien ieškotumėte naujo televizoriaus ar monitoriaus, nustebtumėte, kaip beveik kiekvieno produkto specifikacijų sąraše yra HDR.
Dėl to kyla klausimas: kas tiksliai yra HDR? Kaip veikia HDR ir kaip jis lyginamas su įprastu SDR?
Kas yra SDR?
Standartinis dinaminis diapazonas (SDR) yra vaizdo standartas, naudojamas nuo CRT monitorių. Nepaisant sėkmės rinkoje HDR ekrano technologija, SDR vis dar yra numatytasis formatas, naudojamas televizoriuose, monitoriuose ir projektoriuose. Nors jis buvo naudojamas senuose CRT monitoriuose (ir jį iš tikrųjų trukdo CRT technologijos apribojimai), SDR vis dar yra priimtinas formatas ir šiandien. Tiesą sakant, didžioji dauguma vaizdo įrašų turinio, nesvarbu, ar tai būtų žaidimai, filmai ar „YouTube“ vaizdo įrašai, vis dar naudoja SDR. Iš esmės, jei įrenginys ar turinys nėra įvertintas kaip HDR, tikriausiai naudojate SDR.
Kas yra HDR?
Didelis dinaminis diapazonas (HDR) yra naujesnis vaizdų ir vaizdo įrašų standartas. HDR pirmą kartą išpopuliarėjo tarp fotografų, norinčių tinkamai eksponuoti kompoziciją su dviem objektais, kurių ekspozicijos vertė skiriasi 13 žingsnių. Toks platus dinaminis diapazonas leistų tinkamai išlaikyti tikro gyvenimo scenas, kurios anksčiau nebuvo įmanoma naudojant SDR.
Visai neseniai HDR buvo pristatytas filmams, vaizdo įrašams ir net žaidimams. Nors SDR turinys suteikė peržydėjusį dangų, neišsiskiriančius juodus atspalvius ir juostų problemų didelio kontrasto scenos, HDR tikroviškai atvaizduoja šias scenas su didesne spalvų erdve, spalvų gyliu, ir šviesumą.
Didesnė spalvų erdvė, didesnis spalvų gylis ir didesnis šviesumas daro HDR geresnį nei SDR, bet kiek?
Palyginus HDR vs. SDR
Jei kada nors ieškojote monitorių, tikriausiai pastebėjote tam tikras specifikacijas, tokias kaip sRGB, nits ir cd/m2 bei 10 bitų spalvos. Šios specifikacijos skirtos spalvų erdvei, skaisčiai ir spalvų gyliui. Dėl visų šių specifikacijų objektai vaizde yra gyvybingi, gerai sumaišyti ir tinkamai eksponuojami.
Norėdami geriau suprasti skirtumą tarp HDR ir SDR, palyginkime juos pagal spalvų gamą, ryškumą ir spalvų gylį. Pradėkime nuo spalvų gamos.
Spalvų gama
Spalvų gama yra teorinis spalvų spektras, kurį galima pavaizduoti skaitmeniniu būdu. Norėdami pavaizduoti visas galimas spalvas, kurias mato akys, pramonė naudoja vadinamąją CIE 1931 spalvingumo diagramą. Ši diagrama yra standartas, su kuriuo lyginamos skirtingos spalvų erdvės. SDR naudoja spalvų erdvę Rec 709 ir HDR su Rec 2100. Toliau pateiktoje iliustracijoje trikampis parodo, kiek vietos jie naudoja:
Kaip matote, HDR Rec 2100 naudojama spalvų erdvė yra žymiai didesnė nei SDR Rec 709.
Dėl didelės HDR spalvų erdvės filmų kūrėjai ir įvairūs turinio kūrėjai turės žymiai didesnį žalių, raudonų ir geltonų spalvų spektrą, kad tiksliai ir meniškai pavaizduotų savo darbus. Tai reiškia, kad HDR žiūrintys žiūrovai matys ryškesnes spalvas, ypač žalias, geltonas, raudonas ir viską tarp jų.
Kalbant apie SDR, kadangi spalvų erdvėje yra proporcingas pagrindinių spalvų kiekis, spalvininkai vis tiek gali gražiai pavaizduoti savo darbą, nors ir su dideliais apribojimais.
Ryškumas
Matėte, kad spalvų gama vaizduojama 2D formatu, kaip ir anksčiau. Tačiau visa CIE 1931 spalvų erdvė iš tikrųjų yra 3D diagrama. 3 diagramos matmuo rodo suvokiamą spalvos ryškumą. Ryškumas kartu su sodrumu keičia žmonių matomų spalvų kokybę.
Ekranas, galintis išvesti didesnį skaisčio kiekį, gali geriau pakeisti visus atspalvius, kuriuos atspindi 2D spalvų vaizdas, todėl gali rodyti daugiau žmogaus akims matomų spalvų. Šviesumas matuojamas nitais arba kandelomis/m2.
SDR gali išvesti 100 nitų arba 100 cd/m2. Priešingai, HDR10 (labiausiai paplitęs HDR standartas) gali išvesti iki 1000 nitų. Tai reiškia, kad žiūrint HDR10 režimu žiūrovai gali matyti daugiau pagrindinių ir antrinių spalvų variantų.
Spalvos gylis
Nors žmogaus akys viską mato analogiškai, skaitmeniniai ekranai turi imituoti šias analogines šviesos bangas skaitmeniniais bitais, kad procesoriai galėtų atkurti. Šie skaitmeninės informacijos bitai yra žinomi kaip spalvų gylis arba spalvų bitai.
Žmogaus akis naudoja suvokimą, kad matytų skirtingas spalvas. Skaitmeniniai ekranai naudoja spalvų gylį arba bitų gylį, kad nurodytų pikseliui, kokią spalvą rodyti. Kuo daugiau bitų gali mirksėti pikselis, tuo daugiau spalvų jis gali rodyti.
SDR gali rodyti 8 bitų spalvų, o tai reiškia, kad pikselis gali rodyti vieną pagrindinę 256 atmainų spalvą. Kadangi yra trys pagrindinės spalvos, 8 bitų skydelis gali rodyti daugiausia 16 777 216 spalvų atspalvių.
Kalbant apie perspektyvą, žmogaus akis gali atskirti tik apie 10 milijonų spalvų. Tai reiškia, kad SDR puikiai gali rodyti spalvas, kurias mato mūsų žmogaus akys, todėl šiandien 8 bitų spalva vis dar yra vaizdinės medijos standartas.
Priešingai, HDR10 gali pasiekti 10 bitų spalvų gylį, leidžiantį maksimaliai 1,07 milijardo spalvų atspalvių!
Įspūdinga, bet kadangi žmogaus akis gali atskirti tik apie 10 milijonų spalvų, ar 10 bitų spalvų gylis nėra per didelis? Ar net matote skirtumą?
Taip, tu tikrai galėtum! Bet kaip?
Žmonės gali suvokti daugiau spalvų 10 bitų gyliu, nes žmogaus akis nevienodai suvokia spalvų atspalvius.
Jei pažvelgsite į CIE 1931 spalvingumo skalę (pavaizduota aukščiau), pamatysite, kad žmogaus akis mato daug daugiau žalios ir raudonos nei mėlynos spalvos. Nors 8 bitų spalvos gylis gali maksimaliai padidinti visą mėlyną spalvą, kurią gali suvokti jūsų akys, to negalima padaryti su raudona, o ypač su žalia spalva. Taigi, nors matysite maždaug tą patį mėlynos spalvos diapazoną 8 ir 10 bitų, kitos pagrindinės spalvos, pvz., raudonos ir žalios spalvos, bus rodomos daugiau sistemoje, kurioje naudojamas 10 bitų spalvų gylis.
HDR ir SDR privalumai ir trūkumai
HDR ir SDR yra du standartai, naudojami vaizdinėje skaitmeninėje laikmenoje. Vieno standarto naudojimas iš kito turės savo gatvių ir trūkumų. Čia yra lentelė, rodanti, kaip viena palyginti su kita:
Kalbant apie spalvas ir ekraną, HDR visais atžvilgiais yra geresnis nei SDR. Tai žymiai pagerina spalvų erdvę, skaistį ir spalvų gylį. Taigi, jei turite galimybę žiūrėti filmus, vaizdus ar žaisti žaidimus HDR režimu, visada turėtumėte tai daryti, bet ar galite?
HDR problema yra ta, kad dauguma naudojamų laikmenų nėra suderinami su HDR. Dažnai žiūrint HDR laikmeną SDR ekrane, žiūrėjimo patirtis bus dar blogesnė nei žiūrint ją įprastoje SDR skydelyje.
Kita problema yra ta, kad dauguma HDR įrenginių naudoja HDR10, kuris yra laisvai standartizuotas, o jo rinkodara iš esmės vienoda. Pvz., HDR10 logotipą rasite ant žemesnio lygio skydelio, kuris negali veikti taip gerai, kaip HDR10 reklamose rodomas 1000 nitų skydelis.
Nors SDR pateikia įprastus žiūrėjimo standartus ir negali konkuruoti su HDR, kai jis veikia, dėl jo naudojimo paprastumo, suderinamumo ir mažesnės kainos daugelis žmonių vis dar nori jį naudoti.
Jums reikia ir HDR, ir SDR
Dabar, kai žinote skirtumą tarp SDR ir HDR standartų, tampa akivaizdu, kad HDR yra aiškus nugalėtojas žiūrint pramoginį turinį. Tačiau tai nereiškia, kad turėtumėte nustoti naudoti SDR. Tiesa ta, kad SDR vis dar yra geresnis standartas, kurį galima naudoti, kai nežiūrite ar neatkuriate specifinio HDR turinio.
Jei perkate naują ekraną, būtų protinga investuoti į brangesnį HDR palaikantį skydelį, nes jis leidžia žiūrėti ir HDR, ir SDR turinį. Kadangi SDR turinys HDR10 atrodo blogai, visada galite išjungti HDR žiūrėdami, žaisdami arba peržiūrėdami SDR turinį ir programas.
Tikimės, kad tai leis jums suprasti, kokį poveikį HDR daro stalui. Nors SDR ir toliau bus būdas mėgautis įvairiu turiniu, tik laiko klausimas, kol HDR bus palaikytas geriau. Tada greičiausiai tai bus ateities standartas, kurį naudos visi.
