A HDR csodája – 1. rész – A HDR-formátumok

/ október 24, 2019/ TV

Ha egy szép, napos, nyári délután felnézünk az égre, a felhők fehérek, szürkék, sokszínűek, valamint határozott rétegződés és mintázat figyelhető meg rajtuk, melyek élesen elkülönülnek egymástól, és az ég kék hátterétől, illetve a fényerő különbségei is jól megfigyelhetőek. A festőművészek évszázadokon át különböző technikákat dolgoztak ki arra, hogy ezt a látványt megörökítsék a vásznon. Olyannyira sikeresek voltak, hogy a fény és árnyék rögzítése, azaz a fényképezés feltalálása után is nagyon hosszú időnek kellett eltelnie ahhoz, mire a technológia képes volt utolérni azt a minőséget, amit a művészek a festékkel, ecsettel és persze a mesterségbeli tudásukkal előállítottak. Ha ugyanis a felhőket le akarjuk fotózni, vagy filmre venni, akkor az eredetivel összehasonlítva, a felhők laposak, a rétegek gyakorlatilag nem különböznek egymástól, összetörtek, elmosódottak. Ennek az az oka, hogy amíg az emberi szem és agy képes a HDR képalkotásra, addig a fényképezőgépek és tévék a korlátozott dinamikus tartomány miatt képtelenek megjeleníteni a fényerő és kontraszt legfinomabb különbségeit. A technológia fejlődése azonban szerencsére nem állt meg, a HDR képalkotás nemcsak hogy elérhetővé vált, de mára ötféle változata jelent meg.

Mi az a HDR?

A digitális fényképezés megjelenése előtt is ismert volt az alacsony dinamikus tartomány problémája, melynek kiküszöbölésére Ansell Adams amerikai fényképész a Zone System eljárást dolgozta ki, ami voltaképpen a HDR elődjének tekinthető. A Zone System 11 blendényi fénytartomány visszaadását tette lehetővé.

A HDR (High Dynamic Range) kifejezés tehát a fényképezésből származik, és egy olyan technikára utal, amely fokozza a kép dinamikus tartományát – a legfényesebb fehérek és a legsötétebb feketék közötti kontrasztok megjelenítését. Az elmélet szerint: minél magasabb a dinamikus tartomány, annál közelebb kerül a fénykép a valósághoz. A televíziók HDR-je alapvetően ugyanerre a technológiára épül.

Az alábbi összehasonlító táblázatból kitűnik, hogy az evolúció bravúrjaként, mi emberek igencsak érzékeny jelfeldolgozó és képalkotó eszközzel vagyunk ellátva.

Eszköz	EV-tartomány	Kontraszt
Átlagos LCD-tévé	9,5	700:1
DSLR kamera	11	2048:1
Diapozitív film	7	128:1
Emberi szem	10-14	1024:1 – 16384:1

(EV: Explosure Value, azaz expozíciós érték)

Sajnálatos módon azonban, míg a szemünk védelmében magától értetődően teszünk lépéseket, addig az eszközeinkről hajlamosak vagyunk megfeledkezni, pedig a kiterjesztett garancia a gyártói/forgalmazói garancia lejárta után is biztosítja számunkra például az okostévé ingyenes javítási asszisztenciáját, a baleseti garancia pedig olyan esetekre is biztosítja akár az ingyenes szervizlehetőséget, amire az előbbi szolgáltatás már nem terjed ki.

Mindenképpen érdemes hosszú távra biztosítani a tévét, a laptopot, a mobiltelefont, vagy a játékkonzolt, hiszen a magas dinamikus tartomány megjelenítésének  csodája éppen az, hogy több és gazdagabb vizuális információt érzékelünk általa, mint amit a fotó és film rögzíteni tud. A színek, az árnyékok gazdagabbak, teltebbek és élethűbbek, finomabb árnyalatokkal és nagyobb változatosságban jelennek meg. Alapvetően a rögzített kép természetesebbnek és valóságosabbnak tűnik a HDR technológiával.

Jelenleg a HDR ötféle változata létezik:

• HDR10,
• HDR10 +,
• HLG,
• Dolby Vision HDR
• Technicolor Advanced HDR.

A HDR-formátumokról röviden

A HDR10

A HDR10 a HDR eredeti és jelenleg leggyakoribb formája. Ez egy nyílt szabvány, amelyet számos gyártó, szolgáltató (Amazon és Netflix) és a Blu-ray Disc Association (BDA) fogadott el.

A HDR10-nek meg kell felelnie bizonyos szabványoknak, ideértve a 4: 2: 0 színmintát, a 10 bites mélységet és a BT.2020 színteret. Ezeket a szabványokat a tévén megjelenített képre alkalmazza. Annak ellenére, hogy csak statikus metaadatokat használ, HDMI 2.0 kompatibilitást igényel.

Általános szabály, hogy a jelenleg piacon lévő és a továbbiakban megjelenő összes 4K képes tévékészüléknek HDR10 dinamikus tartományt kell tartalmaznia. Ez azt jelenti, hogy a tévékészülék kompatibilis a legszélesebb körben elérhető 4K Blu-ray lemezekkel, 4K lejátszókkal és 4K streaming tartalommal, így sokkal jobb vizuális élményt nyújt, mint egy 4K képes tévékészülék magas dinamikus tartomány megjelenítésének képessége nélkül.

A HDR10+

A HDR10 és a HDR10+ közt a metaadatok kezelésében jelentkezik a különbség. A metaadatok olyan információcsomagot tartalmaznak, ami „közli” a tévével, hogy egy adott tartalom lejátszásához, milyen dinamikus tartományt kell használnia. A filmgyártásnál ez azt jelenti, hogy a készítők jelenetről-jelenetre, sőt, képről-képre eldönthetik, hogyan nézzen ki a film. A statikus HDR tartományokkal ellentétben a HDR10+ dinamikus metaadatokkal dolgozik, így nagymértékű finomhangolásra nyújt lehetőséget az automatikusan optimalizált színű, fényerejű és kontrasztú képek létrehozásával.

A HLG

A Hibrid Log Gamma (HLG) valószínűleg a legfontosabb formátum, hiszen a tévéadásokhoz használható, a BBC és az NHK japán tévécsatorna szakembereinek közös összefogásából született formátum. Az általánosan használt dinamikus tartományú és a nagy dinamikus tartományú képeket egyetlen adatcsomagban egyesíti, ezért a HLG-kompatibilis 4K tévé képes a magas dinamikus tartománnyal rendelkező képeket dekódolni és teljes részletgazdagságukban megmutatni.

A legtöbb nagynevű, piacvezető gyártó már rendelkezik HLG-technológiával, sajnálatos módon a tartalomgyártásban még nem „honosodott” meg teljes egészében a technológia.

A Dolby Vision HDR

A Dolby kulcsszerepet játszott a HDR fejlesztésében mind a kereskedelmi mozi, mind a házimozi alkalmazásokban. A Dolby Vision javíthatja a felhasználói élményt azáltal, hogy folyamatosan optimalizálja a tévék HDR-tartalmait, valamint a tartalomgyártóknak nagyobb ellenőrzést ad a HDR-műsorok tévékészülékeken történő megjelentetése felett. Ezt az ipari szabványt licenszdíj megfizetése ellenében használhatják a gyártók, míg az eredeti formátum ingyenes.

A Dolby Vision lehetővé teszi a tartalom-előállítók számára, hogy két adatréteget hozzanak létre; az egyik csak HDR jelet hordoz, a másik szabványos dinamikus tartomány (SDR) jelet hordoz. Ez az egységes HDR / SDR munkafolyamat-megközelítés a Dolby Vision-t kényelmes eszközzé teszi a tartalomgyártók és műsorszolgáltatók számára.

A Dolby Vision HDR legfontosabb előnyei a HDR10-hez képest:

• a dinamikus metaadatok hozzáadása a HDR-képadatokhoz, 
• a metaadatok be vannak ágyazva a videojelbe,
• okostelefonokra és a táblagépekre is elérhető formátum.

A Technicolor Advanced HDR

Ez a legkevésbé ismert formátum az LG és a Technicolor videó szakemberek közötti együttműködés eredménye, de az LG az egyetlen gyártó, amely eddig támogatja a formátumot. 

• más HDR típusokhoz hasonlóan a tartalmat is HDR-formátumban kell „legyártani”,
• egy olyan forrásnak kell lejátszania, amely képes olvasni az Advanced HDR adatokat,
• majd egy kompatibilis televízió vagy kivetítő segítségével megjelenítheti.

Itt is a tartalomgyártás van elmaradva a technológiához képest, hiszen az LG 4K OLED és LCD tévék 2017 óta kompatibilisek ezzel a HDR formátummal.

Cikkünk következő részében a HDR és a 4K UHD közti különbség rövid ismertetése mellett annak járunk utána, hogy a tévé mellett milyen platformokon találkozhatunk még a HDR technológiával.