Čo je displej HDR? 4K HDR vs. SDR a HDR10 vs. HDR400

Čo je HDR displej?

Vysoký dynamický rozsah (HDR) Dynamický rozsah je rozdiel medzi svetlom a tmou v obrazovom poli. Čím väčší je dynamický rozsah, tým väčšie množstvo svetlých a tmavých detailov sa na snímke zaznamená súčasne.

• Vo fotografii je HDR;
• V kinematografii je HDR;
• Vo videu je HDR;
• Na displeji je HDR;

Žiadny z týchto HDR však neodkazuje na rovnakú technológiu.

HDR, ktorým sú vybavené mobilné telefóny, je v skutočnosti technológia viacsnímkového kompozície, pri ktorej telefón nasníma viacero záberov súčasne v jednom zábere. A potom pomocou algoritmického spracovania skombinuje svetlé a tmavé časti rôznych záberov, aby sa zároveň zachovali detaily v svetlých aj tmavých oblastiach.

 To je skutočne v súlade s účelom vysokého dynamického rozsahu HDR, ale keďže je to manuálne, úroveň efektu sa medzi rôznymi telefónmi líši.

A niekedy sú problémy s prílišnou korekciou a neprirodzeným kontrastom. Presne povedané, tento druh fotografií alebo videí spracovaných HDR stále patrí do kategórie SDR.

Skutočné HDR je technicky definované ako HDR podľa vlastného unikátneho súboru fotoelektrických konverzných mechanizmov – konverzie medzi optickými a elektrickými signálmi. Keď urobíme obrázok, skutočná scéna sa uloží ako digitálny signál pre fotografiu, čo je proces premeny optických signálov na elektrické signály.

Je zrejmé, že takzvané HDR fotografií z mobilného telefónu je iba softvérový proces, ktorý nezahŕňa konverziu fotoelektriny, takže ich nemožno považovať za skutočné HDR, ktoré sa odborne nazýva „mapovanie tónov“.

Čo je displej SDR?

SDR označuje obrázok so štandardným dynamickým rozsahom. Je to tiež tradičný štandard pre filmový a televízny obraz. Pred popularizáciou technológie HDR bol dynamický kontrast obrázkov 1080P v minulosti prezentovaný prostredníctvom technológie SDR, ale jeho dynamický rozsah je oveľa menší ako dynamický rozsah, ktorý dokáže vnímať ľudské oko.

Rozdiel medzi HDR a SDR

Technologický rozdiel

V prvom rade je tu technický aspekt, gama krivka je medzi nimi odlišná. Gama krivka definuje nelineárnu zmenu jasu svetla v obrazovom systéme.

kategórie	rezolúcia	Bitová hĺbka kvantizácie	Farebný priestor	Rozsah jasu
HDR	3840*2160	10/12 bitov	Rec. 2020	0.0005-10,000
SDR	/	8/10 bitov	Rec. 709	0.05-100

SDR a HDR používajú odlišné gama krivky, čo znamená, že keď sa pozrieme na zdroj HDR, vidíme viac informácií o jase. HDR má v konečnom dôsledku vyššiu farebnú hĺbku, širší dynamický rozsah a silnejší farebný prejav.

Porovnanie bitovej hĺbky

Bitová hĺbka označuje počet farieb, ktoré je možné zobraziť na pixel. Čím väčšia je bitová hĺbka, tým viac farieb je možné zobraziť, výsledkom čoho je hladšia a prirodzenejšia gradácia. Napríklad 8-bitový monitor dokáže zobraziť približne 16.77 milióna farieb, zatiaľ čo 10-bitový monitor dokáže zobraziť približne 1.07 miliardy farieb.

Porovnanie hĺbky farebného gamutu

Kontrast farebného gamutu sa vzťahuje na rozsah všetkých farieb, ktoré je možné zobraziť. Tabuľka vpravo zobrazuje rozsah všetkých hodnôt RGB, ktoré ľudské oko dokáže vnímať. Trojuholníky označujú farebný rozsah: čím väčší je trojuholník, tým viac farieb je možné zobraziť.

Video rám

HDR video má rozdielny jas a kontrast pre každú snímku, čo dokáže dokonale obnoviť detaily a kontrast medzi svetlom a tmou každej snímky. SDR video je relatívne slabé, aj keď teoreticky môžete manuálne upraviť sýtosť a kontrast obrazovky, aby ste dosiahli rovnaký efekt ako HDR, ale stále je to teória, je dosť ťažkopádne na ovládanie a viacnásobné úpravy ľahko vyústia do skreslený obraz.

Svetlé a tmavé video

Môžeme porovnať vyššie uvedený obrázok. SDR obrázok hory je tmavší, kde nie je možné zobraziť detaily svetlých a jasných častí. 

Z HDR obrazu jasne vidíme lesné prostredie za horou a oblaky na relatívne tmavej strane obrazu, ale aj v závislosti od rôzneho jasu nie sú detaily jasu rovnaké.

Detail videa

Obrázky s technológiou HDR zobrazujú viac detailov medzi tmavou a svetlou obrazovkou. Napríklad ten istý obrázok prehrávaný v SDR má krivku bodov s odstupom 1 až 100 a v HDR má krivku bodov s odstupom oveľa menej ako 1, medzi 1 a 1000 XNUMX. Výsledkom je, že obrázky s technológiou HDR prirodzene vykazujú lepšiu sýtosť farieb a gradáciu.

Technologické štandardy HDR:

	Dolby Vision	HDR10	HDR10 +	HLG
Krivka zobrazenia	PQ	PQ	PQ	HLG
Bitová hĺbka	10/12 bitov	10 bitov	10 bitov	10 bitov
Rozsah jasu (nits)	0.001-10,000	0.003-1,000	0.003-1,000	-1,000
Farebný priestor	Rec. 2020/P3	Rec. 2020	Rec. 2020	Rec. 2020
Metadáta	Dynamický	statický	Dynamický	nikto
licencovanie	Odmena	zdarma	Zadarmo s poplatkom za certifikáciu zariadenia	zdarma
Metóda kódovania	Vlastný hardvér	Softvér	Softvér	Softvér
Metóda mapovania tónov	Oficiálny algoritmus	Proprietárny algoritmus	Proprietárny algoritmus	Nie

HDR a SDR: Bielyja som lepší?

Porovnaním HDR a SDR vieme, že HDR je lepšie, pretože technológia HDR je po vzniku produktu neustále aktualizovaná a modernizovaná. Zatiaľ čo SDR je tradičná technológia, prirodzene sa nedá porovnávať s novovzniknutou technológiou.

Súčasné vydanie 4k HDR kvality videa je však zmiešané, kvalita dobrá a zlá, hrubé 4K HDR, efekt a SDR a SDR nemôžu zatiahnuť medzeru, a dokonca niektoré nie sú také dobré ako SDR, rovnaký film 4K SDR zo zdroja 4K HDR.

Pokiaľ ide o ten istý film, efekt 4K SDR je ťažké prekonať verziu HDR, ale to závisí od samotného filmu a prehrávanie na príslušných zariadeniach bude mať svoje vlastné požiadavky. Pokiaľ však ide o prehrávanie na vašich zariadeniach, budete mať svoju vlastnú realitu. Ak vaše zariadenia nedokážu dobre podporovať alebo zobraziť film v rozlíšení 4K HDR, vyskúšajte verziu 4K SDR a výsledok vás môže ohromiť.

Ako realizovať HDR zobrazenie?

Existuje päť rozmerov obrazu, ktoré je potrebné vylepšiť, aby sa dosiahlo štandardné zobrazenie HDR: dynamický rozsah jasu, odtiene šedej, farebný gamut, rozlíšenie a snímková frekvencia.

Frame rate

Pri prehrávaní niektorých rýchlych dynamických obrázkov môže príliš nízka snímková frekvencia viesť k rozstrapatenému dynamickému obrazu, ťahaniu a iným abnormalitám zobrazenia. LED displej môže mať obnovovaciu frekvenciu až 2880 – 7680 Hz a vstupný signál obrazovky na vstupe 60 – 120 snímok na obrazovke sa tak efektívne vyrieši, čo efektívne rieši problém abnormalít zobrazenia vysokorýchlostných dynamických obrázkov.

Stupňa šedej

Štandardy HDR displeja vyžadujú farebnú hĺbku videa 10 bitov. V porovnaní s konvenčnými požiadavkami na farebnú hĺbku videa 8 bitov sa úroveň sivej zväčšila štyrikrát. Na dosiahnutie efektu HDR displeja je potrebné špeciálne prispôsobiť zdroj videa a prehrávacie zariadenie tak, aby podporovalo režim HDR. LED displej môže mať až 18-bitovú stupnicu sivej.

Dynamický rozsah jasu

HDR displej vyžaduje vyšší dynamický rozsah jasu, bežné LCD alebo iné displeje majú rozsah jasu iba 40 – 400 nitov, zatiaľ čo LED displej môže dosiahnuť rozsah jasu 0.5 – 1 200 nitov. V porovnaní s inými displejmi je dynamický pomer jasu LED displeja vyšší, čo viac zodpovedá požiadavkám HDR displeja.

Rozlíšenie 4K

Formát zdroja videa HDR je rozlíšenie 3840 * 2160 4K, LED displej má neobmedzenú kombináciu, vlastnosti voľného spájania, možno ho ľahko spojiť do zobrazenia úrovne rozlíšenia 4K, 8K.

Farebný gamut

Požiadavky na farebný gamut konvenčného displeja v režime SDR pre RC.709, farebný gamut HDR pre index podania farieb BT.2020 je výrazne lepší ako RC.709, farebný gamut LED displeja je bližšie k požiadavkám BT.2020, čo je ďaleko od exotickej krásy maximálneho stupňa obnovenia na obrazovke pred vami.

Čo je to HDR 10?

HDR 10 je špecifikácia zverejnená CEA (Consumer Electronics Association) v roku 2015 a obsahuje niekoľko kľúčových bodov: podporu vzorkovania farieb pre 4:2:0, podporu farebnej hĺbky pre 10 bitov, podporu farebného gamutu pre BT.2020 a čo je najdôležitejšie, „schopnosť prenášať informácie HDR (krivka jasu SMPTE ST 2086) v metadátach (informácie o následnom spracovaní)“. Okrem toho najdôležitejšie „metadáta obrazu môžu prenášať informácie HDR (krivka jasu SMPTE ST 2086), v ktorých je maximálna úroveň jasu obsahu (MaxCLL) 1000 nitov“.

Čo je lepšie, HDR10 alebo HDR400?

HDR10 a HDR400, HDR500, HDR600, HDR1000 atď. Zdá sa, že ide o podobné koncepty, všetky s číslom za HDR, ale skutočný význam je úplne odlišný.

HDR10 je jedným z najbežnejšie a najpoužívanejších formátov HDR a označuje protokol a štandard pre prenos obsahu HDR medzi grafickou kartou a monitorom, čo je otvorený štandard, ktorý nevyžaduje platenie žiadnych autorských ani certifikačných poplatkov.

HDR400, HDR500, HDR600, HDR1000, HDR1400 sú klasifikácie VESA pre HDR displeje. HDR displejov je štandard na meranie HDR efektu monitora, ktorý je založený na podpore HDR10.

Je rozdelený do tried podľa jasu monitora, farebnej škály, farebnej hĺbky, typu stmievania, úrovne čiernej atď. HDR400 vyžaduje iba monitor s maximálnym jasom najmenej 400 nitov, natívnou 8-bitovou farebnou hĺbkou, 95 % farebnou škálou RGB a globálnym stmievaním.

* Globálne stmievanie (Globálne stmievanie): na obrazovke je iba jedna oblasť podsvietenia a je možné ju rovnomerne nastaviť iba na celej obrazovke, pričom buď je celá obrazovka jasnejšia, alebo je celá obrazovka tmavšia;

* Regionálne stmievanie (lokálne stmievanie): podsvietenie obrazovky je rozdelené do viacerých oblastí, pričom každá oblasť môže nezávisle nastaviť jas.

HDR500 a vyššie, požiadavky na certifikáciu boli kvalitatívne vylepšené: stmievanie oblasti, 10bitová farebná hĺbka, 90% farebný gamut DCI-P3 atď., z ktorých najdôležitejšie je stmievanie oblasti, môže výrazne zlepšiť kontrast a dynamický rozsah. dosiahnutie skutočného zážitku HDR, 10bitová farebná hĺbka a široký farebný gamut P3 súčasne môžu tiež priniesť lepší pocit vnímania farieb.

	Minimálna špičková svietivosť (cd/m²)	Rozsah farieb (farebný gamut)	Typická technológia stmievania	Maximálna úroveň jasu čiernej (cd/m²)	Maximálna latencia nastavenia podsvietenia (počet snímok videa)
Displej HDR 400	400	sRGB	Na úrovni obrazovky	0.4	8
Displej HDR 500	500	WCG*	Zónová úroveň	0.1	8
Displej HDR 600	600	WCG*	Zónová úroveň	0.1	8
Displej HDR 1000	1000	WCG*	Zónová úroveň	0.05	8
Displej HDR 1400	1400	WCG*	Zónová úroveň	0.02	8
DisplayHDR True Black 400	400	WCG*	Na úrovni pixelov	0.0005	2
DisplayHDR True Black 500	500	WCG*	Na úrovni pixelov	0.0005	2
DisplayHDR True Black 600	600	WCG*	Na úrovni pixelov	0.0005	2

*WCG: Široký farebný gamut

Najčastejšie otázky:

Podporuje HDMI 2.0a prenos dátového formátu HDR?

V samotnom procese prenosu zdrojová strana identifikuje, či prijímacia strana podporuje funkciu HDR prostredníctvom kanála DDC. Ak je podporovaná, odošle paket metadát a prijímacia strana upraví parametre zobrazenia podľa získaného paketu metadát, aby sa dosiahol efekt HDR. Pozrite si špecifikáciu CTA-861-G.

Bajt#	7	6	5	4	3	2	1	0
1	Kód značky (0x07)			Dĺžka nasledujúceho dátového bloku = n bajtov
2	Rozšírený kód značky (0x06)
3	F37 = 0	F36 = 0	ET_5	ET_4	ET_3	ET_2	ET_1	ET_0
4	SM_7	SM_6	SM_5	SM_4	SM_3	SM_2	SM_1	SM_0
5	Údaje o maximálnej svietivosti požadovaného obsahu (8 bitov)
6	Požadovaný obsah Max. snímková priemerná hodnota jasu (8 bitov)
7	Údaje o minimálnom jase požadovaného obsahu (8 bitov)

Aký je rozdiel medzi HDR10 a HDR400?

HDR10 a HDR400 sa nedajú navzájom porovnávať. Prečo?

HDR10: Je to štandard pre HDR, podobný HDR10+, HLG, HDR Vivid, DOLBY VISION atď.
HDR400: Ide o certifikáciu efektu HDR displeja monitora [certifikácia VESA DisplayHDR], ktorá udáva úroveň efektu HDR monitora, podobne ako HDR600, HDR1000 atď.

Preto HDR400 dokáže merať iba dobré a zlé vlastnosti monitora, ale HDR10 nie. HDR10 môže ukázať iba to, že monitor podporuje štandardné dekódovanie HDR10.