ฉันสับสนเล็กน้อยเกี่ยวกับการทำงานของ HDR (บนทีวี) วิธีที่ฉันเห็นมันใช้ภาพหลายภาพในเฟรมเดียวกันเพื่อสร้างภาพเดียวซึ่งแสดงรายละเอียดที่ดีกว่าในพื้นที่ที่มีแสงน้อยและแสงสูงของเฟรม

ทำไมทีวีต้องทำอะไรเกี่ยวกับเรื่องนี้? ภาพยนตร์ทุกเรื่องที่มี HDR ไม่ได้รับการประมวลผลล่วงหน้าด้วยวิธีนี้ดังนั้นภาพยนตร์ที่ได้จึงดูเหมือนว่าควรจะเป็นอย่างไร หรือ HDR บนทีวีจริง ๆ แล้วหมายความว่าภาพเหล่านี้หลายภาพต่อเฟรมนั้นมีอยู่ในทีวีและทีวีจะหาวิธีรวมเข้าด้วยกันได้อย่างไร

คำตอบของ James Snell ค่อนข้างไม่ถูกต้องอย่างมากที่จะบอกว่า HDR และ HDR แสดงภาพไม่เกี่ยวข้อง พวกเขาทั้งคู่อ้างถึงสิ่งเดียวกัน: ความลึกของบิตที่สูงขึ้น เมื่อคุณสร้างภาพ HDR คุณจะใช้การเปิดรับแสงหลายครั้งเพื่อสร้างภาพ HDR ที่มีความลึกบิตสูงกว่าการแสดงผลปกติ เนื่องจากข้อ จำกัด นี้โดยปกติคุณจะอัดภาพ HDR จริงลงในพื้นที่ช่วงไดนามิกต่ำของจอแสดงผลปกติ

สิ่งที่จอแสดงผล HDR สามารถทำได้คือแสดงภาพ HDR โดยไม่ต้องใช้ขั้นตอน tonemapping (สมมติว่าความลึกบิตของจอแสดงผลมากกว่าหรือเท่ากับของภาพ) ในขณะที่บนจอแสดงผลปกติคุณจะสามารถเห็น ภาพ HDR จำลอง

tl; dr HDR = ความลึกของบิตที่สูงขึ้นในทั้งสองบริบท มันไม่ได้มีความหมายแตกต่างกันเลย

HDR-TV เป็นอีกมาตรฐานการส่งสัญญาณวิดีโอ ช่วงสีกว้างขึ้น (ดูrec 2020 เทียบกับ rec 709 ) แต่ก็เป็นความละเอียด มาตรฐานควรจะเข้ากันได้ย้อนหลังซึ่งหมายความว่าคุณจะเห็นประโยชน์ของขอบเขตที่กว้างขึ้นหากคุณมีโทรทัศน์ที่รองรับ แต่ถ้าคุณไม่มีคุณจะยังสามารถดูสตรีมในขอบเขตที่แคบลงได้ มาตรฐานจำเป็นต้องขยายแบนด์วิดท์ที่จำเป็นในการพกพาหรือส่งสัญญาณ

HDR-TV (rec 2020) ยังกำหนดความละเอียดสองพิกเซล (ความกว้าง 4K และ 8K พิกเซล) ซึ่งสูงกว่าความละเอียด HD-TV มาตรฐานซึ่งใกล้เคียงกับความกว้าง 2K พิกเซล มาตรฐานอยู่ในช่วงเริ่มต้นและมีแนวโน้มที่จะพัฒนาไปหลายชั่วอายุคนก่อนที่มันจะโตเต็มที่ ผู้ตรวจสอบมักประทับใจกับขอบเขตที่เพิ่มขึ้นและกล่าวว่า HDR-TV เป็นการปรับปรุงคุณภาพที่เห็นได้ชัดเจนกว่าความละเอียดสูงเพียงอย่างเดียว

HDR-TV ให้ขอบเขตสี UHDTV ดังที่แสดงในภาพที่แนบมา โดยพื้นฐานแล้วมันจะลดลงไปจนถึงความลึกของบิตที่ 8 บิตต่อช่องสีสำหรับการบันทึก 709 และทั้ง 10 หรือ 12 บิตต่อช่องสีสำหรับการบันทึกในปี 2020)

UPDATE

เมื่อเดือนกรกฎาคม 2559 มาตรฐานอื่นได้เข้าสู่อุตสาหกรรม (รับ 2100) Rec 2020 และ rec 2100 ทั้งสองมีช่วงสีที่กว้างเหมือนกัน (WCG) และโดยทั่วไปจะเป็นสีพิเศษที่มีความหมายเมื่อมีการกล่าวถึง HDR อย่างไรก็ตามมันทำให้สับสนมากกว่านั้น

ทั้ง rec 2020 และ rec 2100 รองรับอัตราเฟรมจาก 23.976 ถึง 120 และเฉพาะเฟรมโปรเกรสซีฟเท่านั้นไม่เคยเชื่อมโยงซึ่งคุณอาจคุ้นเคย นี่คือการปรับปรุงมากกว่า REC 709 ซึ่งเพิ่มขึ้นเพียง 60p

Rec 2020 กำหนดเพียง 2 ความละเอียด 4K (3840x2160) และ 8K (7680x4320) ในขณะที่ REC 2100 ยังกำหนด 2K (1920x1080) ดังนั้นจึงนำช่วงสีที่กว้างขึ้นมาสู่สิ่งที่เราอ้างถึงในรูปแบบ HD

รูปแบบสัญญาณสำหรับ rec 2020 รวมถึง RGB และ YCbCr ในขณะที่ rec 2100 ยังกำหนดรูปแบบที่สามคือ ICtCp ซึ่งให้การแสดงสีที่ดีขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง REC 2100 กำหนดสองฟังก์ชั่นการถ่ายโอนด้วยแสงที่แตกต่างจาก REC 2020; perceptual quantization (PQ) และ Hybrid Log-Gamma (HLG)

ฉันไม่แน่ใจเมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ แต่ดูเหมือนว่า rec 2020 ถูกอ้างถึงในวันนี้ (อย่างน้อยใน Wikipedia) เป็นช่วงไดนามิกมาตรฐาน (SDR) และ rec 2100 เป็นช่วงไดนามิกสูง (HDR) แต่เนื่องจากโทรทัศน์ UHDTV "HDR" มีอยู่ก่อนที่จะมีการเปิดตัวชุด REC 2100 เป็นไปได้ว่าชุด "HDR" ของคุณรองรับรุ่น 2020 และไม่ใช่รุ่น 2100

นอกจากนี้ทั้ง rec 2020 และ rec 2100 สามารถแสดงสีเดียวกันภายในรูปสามเหลี่ยมของ CIE 1931 chromaticity แผนภาพภาพข้างบนสิ่งที่แตกต่างกันคือฟังก์ชั่นการถ่ายโอนทางแสงและทางลาดแกมมาดังนั้นกล่าวอีกนัยหนึ่งฟังก์ชันที่แปลงสัญญาณเป็นสี แตกต่างกัน

มันสับสนพอหรือเปล่า?

นี่เป็นหนึ่งในหลาย ๆ ครั้งที่คำศัพท์ / ตัวย่อถูกนำไปใช้โดยผู้ชมที่แตกต่างกันกับสิ่งต่าง ๆ

คุณกำลังอ้างถึงการจัดองค์ประกอบภาพและการจับคู่ภาพเป็นจำนวนเกินช่วงมาตรฐานเซ็นเซอร์เป็น HDR อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์กำลังใช้เพื่ออ้างถึงข้อมูลจำเพาะ HDMI HDR ซึ่งให้ความลึกบิตที่มากกว่า - นอกเหนือจากการใช้ถ้อยคำหลังตัวย่อไม่มีความสัมพันธ์ระหว่างทั้งสอง

HDRI กับ HDR สำหรับทีวี

คำตอบสั้น ๆ ก็คือคำศัพท์นั้นมีความหมายแตกต่างกันอย่างมากทั้งทางด้านเทคนิคและด้านจิตใจ อย่างไรก็ตาม HDR สำหรับทีวีไม่ได้เป็นเพียงแค่ศัพท์ทางการตลาดและฉันไม่สามารถนึกถึงคำที่เหมาะสมกว่าสำหรับสิ่งที่ทีวี HDR ที่มีให้

พื้นหลัง

ฉันเริ่มทำงานกับภาพช่วงไดนามิกสูงสำหรับการสร้างภาพยนตร์สารคดีที่ Digital Domain จากงานของGreg Ward LarsonและPaul Debevecย้อนกลับไปในปี 1999 ฉันคิดว่าฉันเป็นคนแรกที่พัฒนากระบวนการให้แสง CG ด้วยภาพ HDR แบบเรียลไทม์ ใช้การโน้มน้าวใจทรงกลมล่วงหน้าของแผนที่สภาพแวดล้อม HDR (เด็กที่เต็มปาก). ถ้าฉันจำได้ถูกต้อง Paul ทำเอกสารใน HDR แบบเรียลไทม์ในปี 2001 ดังนั้นอาจมีคนจำนวนมากที่ทำสิ่งเดียวกันในช่วงเวลานั้น ในปีเดียวกันปี 2001 ฉันได้ทำแผงเกี่ยวกับอนาคตของสีที่ SIGGRAPH กับ Roger Deakins แต่เดิม Allen Daviau เติมในนาทีสุดท้ายเมื่อ Deakins ถูกดึงเข้าสู่ "A Beautiful Mind" นอกจากนี้ในแผงยังมี Neil Robinson (จาก ILM) และ Beverly Wood จาก Deluxe Laboratories ดังนั้นฉันจึงมีส่วนเกี่ยวข้องกับ HDR ตามที่นิยามไว้ตั้งแต่แรกเริ่มจนใกล้ถึงจุดเริ่มต้นและฉันมีโอกาสเรียนรู้จากผู้ที่มีความสามารถพิเศษบางคน

เนื่องจากเกี่ยวข้องกับการใช้ HDR สำหรับทีวีและช่องทางการจัดจำหน่ายผู้บริโภคที่ทันสมัยเมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันมีโอกาสได้ทำงานกับJenz Merrillผู้รับผิดชอบการวางท่อ HDR สำหรับ Amazon Instant Video ซึ่งเป็นการส่ง HDR เชิงพาณิชย์ครั้งแรกและฉัน ฉันยังเป็นเพื่อนที่ดีกับThad Beierซึ่งเป็นผู้อำนวยการฝ่ายกระบวนการถ่ายภาพแพลตฟอร์มที่ Dolby Labs

แม้ว่าฉันจะไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับงานที่ Amazon หรือ Dolby Labs และเพื่อให้ชัดเจนว่าเป็นเวิร์กโฟลว์ที่แตกต่างกันฉันได้เห็นสิ่งที่กำลังทำอยู่และฉันสามารถพูดได้ว่าผลลัพธ์นั้นน่าทึ่ง

ตัวอย่างหนึ่งจาก "Mozart in the Jungle"

เมื่อไม่นานมานี้ฉันได้เห็นผลงานบางชิ้นของ Amazon ที่ทำขึ้นที่ Technicolor และมันก็สวยงาม ในชุดสี Technicolor มีจอภาพ HDR ติดกับจอภาพ HD มาตรฐานทั้งปรับเทียบอย่างสมบูรณ์และทั้งคู่ดูสวยงาม หนึ่งนัดโดยเฉพาะจาก "Mozart in the Jungle" โดดเด่น ช็อตนี้อยู่ในห้องสมุดและบนจอมอนิเตอร์เกรดHD ของสตูดิโอที่ได้รับการปรับเทียบอย่างสมบูรณ์มันมีความสวยงามสีอบอุ่นองค์ประกอบที่ยอดเยี่ยมทั้งหมดในช็อตที่ยอดเยี่ยม อย่างไรก็ตามบนจอภาพHDRมันน่าทึ่ง

นี่คือเหตุผล:

โดยทั่วไปแล้วทีวี HD ที่ดีมากสามารถให้ความสว่างสูงถึง 400 nits (หนึ่ง nit เทียบเท่ากับหนึ่งแคนเดลาหรือกำลังไฟต่อตารางเมตร) ฉันกำลังดูหน้าเว็บนี้บนจอแสดงผล MacBook Pro Retina ที่ความสว่างเต็มที่และคำวิจารณ์บอกว่ามันประมาณ 300 nits ฉันบอกจอภาพ HDR ที่ฉันเห็นที่ Technicolor ว่า 1,100 nits! ไม่ใช่เปอร์เซ็นต์ที่สว่างกว่า แต่เกือบจะสว่างกว่า MacBook Pro ของฉันเกือบ 4 เท่าและสว่างขึ้นเกือบ 3 เท่าจากนั้นจึงเป็นสุดยอดทีวี HD ในบรรทัด

ที่น่าทึ่งยิ่งกว่าคือความจริงที่ว่าความสว่างเพิ่มเติมนี้ไม่ได้มาจากการเพิ่มความสว่างของพื้นที่มืดของภาพ สิ่งนี้เรียกอย่างถูกต้องว่าเป็นความโกรธแบบไดนามิกไม่เพียงแค่ความสว่างหรือความคมชัด

เป็นการยากที่จะปรับความแตกต่างระหว่างจอแสดงผลโดยไม่เห็นด้านข้างเพราะมันไม่ได้เป็นเพียงเรื่องของการแสดงละติจูดการเปิดรับแสงมากขึ้นในภาพ คุณสามารถทำได้บนจอแสดงผลใด ๆ ที่ความสว่างใด ๆ โดยการบีบอัดช่วงไดนามิกลงในช่วงที่แสดงได้ จอภาพ HDR กำลังแสดงองค์ประกอบที่มืดของกรอบเช่นหนังสือบนชั้นหนังสือในเงาที่ให้แสงสว่างโดยรวมที่ใกล้เคียงกันมากในฐานะที่เป็นจอภาพ HD และองค์ประกอบที่มีความสว่างเช่นผนังสีขาวที่มีแสงโดยรวมที่คล้ายกันมากเช่นเดียวกับจอภาพ HD มีอะไรที่แตกต่างกันคือจอภาพ HDR สามารถไปได้ทั้งสองทิศทาง

HDR ในทีวี

กลับไปที่ช็อตจาก "Mozart in the Jungle" ระหว่างหน้าจอหนังสือที่มีสีเข้มจะมีลักษณะเหมือนกันและกำแพงไฟมีลักษณะเหมือนกัน แต่หน้าต่างกระจกสีในพื้นหลังนั้นแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง บนจอภาพHDบานหน้าต่างจะเผยแสงที่สว่างจ้าเหมือนที่คุณคาดหวังจากการถ่ายภาพในห้องมืดที่มีหน้าต่างสว่าง HDRจอภาพ แต่ฮิตสว่างที่และอื่น ๆ แสดงให้เห็นสีที่สวยงามของหน้าต่างกระจกยืนไม่ได้โดยเด็ดขาดสว่างลงในช่วงที่แสดง แต่โดยแท้จริง outputting แสงมากขึ้น สูงถึง 1,100 nits สีของกระจกหน้าต่างที่วางระเบิดได้

ขณะที่ฉันนั่งอยู่ในห้องนั้นด้วยจอแสดงผลต่าง ๆ ที่แสดงภาพเดียวกันหน้าต่างกระจกสีบนจอภาพ HDR นั้นเป็นสิ่งที่สว่างที่สุดในห้องและสีที่ไม่น่าเชื่อ ยิ่งไปกว่านั้นองค์ประกอบที่มืดที่สุดในภาพนั้นในเงามืดของชั้นหนังสือคือสิ่งที่มืดที่สุดในห้อง แต่สีและรายละเอียดยังคงปรากฏให้เห็น มันเป็นสิ่งที่น่าอัศจรรย์ที่จะเห็น

HDR สำหรับทีวีไม่ใช่การปรับปรุงทางเทคนิคที่ดูเหมือนว่าไร้สาระเช่นอัตราเฟรมสูงและการเคลื่อนไหวที่ราบรื่น HDR ที่ให้แสงสว่างสูงกว่าจริง ๆ เป็นการปรับปรุงที่แท้จริงทั้งในเชิงสร้างสรรค์และเชิงเทคนิค

HDR ในการถ่ายภาพ (HDRI)

ดังนั้นความแตกต่างคืออะไร? ความแตกต่างคือวิธีที่เราใช้ HDR ในการจับภาพและจัดการภาพส่วนใหญ่มีวัตถุประสงค์เพื่อหมายถึงการบันทึกค่าแสงแบบสัมบูรณ์นอกแนวคิดการแสดงผลใด ๆ มันเป็นเอฟเฟกต์รองของการจับภาพนั้นที่มองเห็นได้ ตัวอย่างเช่นความสามารถในการใช้ภาพเป็นแหล่งกำเนิดแสงในการเรนเดอร์ cg เนื่องจากแหล่งกำเนิดแสงที่ถ่ายในภาพ HDR นั้นถูกบันทึกด้วยค่าจริงและในสัดส่วนที่เหมาะสมกับแสงสะท้อนในภาพเช่นผนังและพื้น

โดยทั่วไปแล้วความแตกต่างระหว่างเอาต์พุตแสงของแหล่งกำเนิดแสงและของพื้นผิวการสะท้อนเช่นกำแพงสีขาวนั้นมีขนาดของคำสั่งมากมาย แม้แต่ทีวี HDR HDR ขนาด 1100 nit ไม่สามารถแสดงช่วงเหล่านี้ได้อย่างแท้จริงในกรณีส่วนใหญ่และเป็นที่น่าสงสัยว่าคุณต้องการ สิ่งที่กำลังแสดงคือละติจูดเพิ่มเติมที่เป็นส่วนหนึ่งของภาพมาตลอดรวมถึงและโดยเฉพาะอย่างยิ่งภาพยนตร์ แต่ไม่สามารถแสดงในผลลัพธ์สุดท้ายโดยไม่มีผลกระทบด้านลบต่อ 'ลักษณะ' ของภาพเช่นการลดความคมชัด สิ่งนี้ช่วยให้เราประมวลผลละติจูดสำหรับการเลื่อนการเปิดรับแสงขึ้นและลงและการปรับสีโดยไม่มีสิ่งประดิษฐ์มากเกินไปในบริเวณที่สว่างหรือมืด

อย่างเช่นในกรณีที่มีการถ่ายทำจาก HDR ทีวี "Mozart in the Jungle" และมาตรฐานใหม่เช่น REC 2020 สำหรับทีวีและ P3 สำหรับโรงภาพยนตร์ดิจิตอลจะมอบสิ่งที่ถูกบันทึกไว้ในละติจูดขยาย (ไหล่และรักษา) ของ ฟิล์มหรือเซ็นเซอร์ที่ใช้ ซึ่งแตกต่างจาก HDRI ไม่มีสิ่งนี้ต้องการกระบวนการจับที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ถึงแม้ว่า DPs และกรรมการจะต้องการเริ่มพิจารณาอย่างแน่นอน ในทำนองเดียวกันกับที่ HD มีผลกระทบต่อแผนกแต่งหน้า

วิธีการประเมิน HDR TV

ฉากที่มีคอนทราสต์ต่ำเช่นตัวละครที่พูดถึงการถ่ายภาพภายในที่มีแสงสว่างปกติควรจะปรากฏเกือบจะเหมือนกันแม้ในการเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกัน (ให้หรือรับความสว่างโดยรวม) ภาพเช่นนี้อาจแสดงสีที่ได้รับการปรับปรุงบนทีวี HDR แต่โดยทั่วไปแล้วความแตกต่างนั้นจะบอบบางเกินกว่าที่จะสังเกตเห็น ฉากที่มีแหล่งกำเนิดแสงที่มองเห็นได้หรือการใช้สีอย่างมาก ฉากกลางคืนของท้องฟ้าฉากไนท์คลับที่มีนีออนและแสงไฟบนเวทีทุกอย่างโดย David Fincher ทุกอย่างจะดูแตกต่างกันอย่างมากในทีวี HDR แต่ไม่ใช่เพราะความคมชัดได้ถูกยกระดับขึ้น ทีวี HD, ความมืดและแสงสว่างเพิ่งไปไกลกว่านี้

เนื้อหาที่มีอยู่ (REC 709) ควรมีลักษณะเหมือนกันระหว่างทีวี HD และ HDR หากพวกเขาไม่ใช่สิ่งผิดปกติกับการตั้งค่าหนึ่งหรือทั้งสองอย่าง สีของโพสต์จะต้องทำซ้ำเพื่อรวมช่วงเพิ่มเติมและเฉพาะที่แสดงพลังที่แท้จริงของทีวี HDR

* สูดอากาศ * ฉันได้กลิ่นชั้นเชิงทางการตลาด

ดังนั้นเรามาเริ่มกันที่ HDR: มันคืออะไร? ภาพ HDR นั้นเกี่ยวกับการเพิ่มความคมชัดแบบไดนามิกในภาพดังนั้นจำนวนหยุด มีวิธีการจับภาพที่แตกต่างกัน แต่คุณสามารถค้นหาไซต์นั้นได้

ดังนั้นเรามีภาพ HDR ตอนนี้เราจะทำอะไรกับมัน? เราต้องการสื่อบางอย่างที่จะนำเสนอมันไม่เช่นนั้นเราก็ไม่ดี หน้าจอ LCD มีอัตราส่วนคอนทราสต์ที่แน่นอนเท่านั้นและจะแสดงการหยุดหลายครั้งเท่านั้น

สิ่งที่ทีวีนี้คือการโฆษณาคือมันเกินอัตราส่วนความคมชัดของคู่แข่งและทำให้สามารถหยุดการมองเห็นได้มากขึ้น

มันเป็นกลไก แต่ถ้าคุณทำสไลด์โชว์เยอะ ๆมันอาจจะคุ้มค่า