Динамичен диапазон (Dynamic Range)
Висок динамичен диапазон(HDR - high dynamic range)
Ключови точки за избор на HDR телевизор
ТОП 10 СОФТУЕРНИ HDR ПЛЕЙЪРИ (2025)
ТОП 10 ХАРДУЕРНИ HDR МУЛТИМЕДИЙНИ ПЛЕЙЪРИ (2025)
Какво да гледам и търся при избор на UHD HDR blu-ray player ?
10-те най-добри HDR Blu-ray плейъри
Избор на потребителски HDR фотоапарат
Избор на потребителска HDR видеокамера
Елементите за високо качество на видео картината включват:
- Резолюция: По-висока резолюция (напр. 1080p, 4K, 8K) осигурява повече детайли и яснота.
- Честота на кадрите (FPS): По-висок FPS (напр. 60 или 120) прави движението по-плавно, особено при динамични сцени.
- Битрейт: По-високият битрейт запазва повече данни, намалявайки компресията и подобрявайки качеството.
- Цветова дълбочина и гама: По-голяма дълбочина (напр. 10-bit) и широка цветова гама (напр. HDR, Dolby Vision) осигуряват по-реалистични цветове и контраст.
- Кодек: Съвременни кодеци като H.265/HEVC или AV1 предлагат по-добра компресия при запазване на качеството.
- Острота и детайли: Зависят от качеството на камерата, лещите и обработката на изображението.
- Осветление: Равномерно и подходящо осветление подобрява видимостта и цветовете.
- Шум и артефакти: Минималният шум (особено при ниска осветеност) и липсата на компресионни артефакти са ключови.
- Динамичен обхват: Високият динамичен обхват (HDR) подобрява контраста между светли и тъмни области.
- Стабилност на изображението: Липсата на трептене или изкривявания допринася за професионален вид.
Тези елементи зависят от хардуера (камера, дисплей), софтуера (обработка, кодиране) и условията на снимане.
Тук ще се спрем на пет от тези елементи на високото качество на изображението. Малко по-надолу подробно за HDR
Тези пет елемента влияят върху качеството на изображението.
https://forum.setcombg.com/attachmen...id=42736&stc=1
https://forum.setcombg.com/attachmen...id=42737&stc=1
От тях разделителната способност, битовата дълбочина, скоростта на кадрите и цветовата гама вече са стандартизирани съгласно стандарта за излъчване 4K/8K UHD BT.2020.*
Само яркостта, която остава стандартизирана на същите 100 cd/m², зададени за стандарта за излъчване с HD BT.709, няма повишени стандартите за останалите параметри.
Поради това досегашната производствена работа изисква компресиране на части от изображения с висока яркост, за да съответстват на характеристиките на устройството за показване, което води до изображение, което се различава от оригиналната сцена.
През последните години обаче подобренията в технологиите за показване доведоха до разширяване на динамичния обхват, който може да бъде показан, позволявайки яркост и цветопредаване, които наистина са като тези, които се виждат в реалния свят.
Ето защо толкова много внимание се фокусира върху HDR напоследък.
1. Разделителна способност = финост на детайлите на изображението
Разделителната способност се отнася до броя на пикселите в изображението. При даден размер на екрана, колкото по-висока е разделителната способност, толкова повече пиксели има, което позволява показването на по-фини детайли. 4K UHD разделителната способност е 3840 x 2160, което означава, че се показва четири пъти повече данни за изображение в сравнение със стандартния пълен HD.
Разлика в разделителната способност
https://forum.setcombg.com/attachmen...id=42742&stc=1 https://forum.setcombg.com/attachmen...id=42743&stc=1 https://forum.setcombg.com/attachmen...id=42744&stc=1 2K 4K 8K
2. Дълбочина на битовете = финост на цветовите градации
Дълбочината на битовете се отнася до броя цветове, които всеки пиксел може да покаже. Колкото по-голяма е битовата дълбочина, толкова повече цветове могат да бъдат показани за по-плавни и по-естествени градации. Например 8-битов дисплей може да показва приблизително 16,77 милиона различни цвята, докато 10-битов дисплей може да показва приблизително 1,07 милиарда цвята.[/COLOR]
Разлика в разделителната способност
https://forum.setcombg.com/attachmen...id=42740&stc=1 https://forum.setcombg.com/attachmen...id=42741&stc=1 8 битов дисплей 10-битов дисплей
3. Честота на кадрите = плавност на движението
Скоростта на кадрите се отнася до броя изображения, показани за една секунда. Филмите обикновено се снимат при 24p (24 изображения или кадъра в секунда), докато стандартните телевизори обикновено работят при 50i или 25p (25 кадъра в секунда).
Стандартът BT.2020 за 8K излъчвания включва дефиниции за скорост на кадрите до 120p, за движение, което е практически по-близо да това в реалния свят(за спорт са нужни 300fps).
4. Цветова гама = яркост на цветовете
Цветовата гама се отнася до диапазона от всички цветове, които могат да бъдат показани. Графиката вдясно показва обхвата на всички RGB стойности, които могат да бъдат възприети от човешкото око. Триъгълниците показват цветови гами: колкото по-голям е триъгълникът, толкова по-голям брой цветове могат да бъдат показани.
4K/8K стандартът за излъчване BT.2020 (Rec.2020) покрива много по-широка цветова гама от съществуващия full HD стандарт за излъчване BT.709 (Rec.709).[/TD]
Разлика в цветовата гама
https://forum.setcombg.com/attachmen...id=42739&stc=1
5. Яркост = Интензивност на осветлението на изображението
Яркостта се отнася до обхвата на интензитета на осветлението на изображението, което може да бъде показано. Разликата в мащаба между най-тъмните и най-ярките обекти, които човешкото око може да възприеме (динамичен обхват), обикновено се казва, че е 1012, но устройствата с дисплеи традиционно могат да изобразят обхват до 103. HDR разширява този динамичен обхват до 105 – стократно увеличение в сравнение с устройствата за показване досега – позволявайки светлината и сенките да бъдат представени по начин, много по-близък до това, което човешкото око може да възприеме.
Динамичен обхват
https://forum.setcombg.com/attachmen...id=42738&stc=1
Минусите на HDR – Гама криви
BT.2100 — нов международен стандарт за HDR
През юли 2016 г. беше създаден международният стандарт ITU-R BT.2100 за HDR. В резултат на това бяха определени стандартите за производство и предаване на съдържание и се очаква приемането на HDR да бъде допълнително ускорено.
Както показва таблицата по-долу, петте елемента, въведени малко по-нагоре, очевидно постепенно се развиват след създаването на стандарта BT.709 за full HD. Въпреки че BT.2020 и BT.2100 са по същество много сходни, те се различават по динамичния диапазон, който може да бъде показан.
Международни HDR стандарти
BT.709
Текущ Full HD стандартBT.2020
4K/8K стандартBT.2100
4K/8K HDR стандартРезолюция Full HD 4K, 8K HD, 4K, 8K битова дълбочина 8-битов 10 или 12 бита 10 или 12 бита Честота на кадрите До 60p До 120p До 120p Цветова гама Rec.709 Rec.2020 Rec.2020 Яркост (Динамичен диапазон) SDR SDR HDR
Стандартът BT.709 (също известен като Rec. 709 или ITU-R BT.709) е въведен през 1990 г. от Международния съюз по телекомуникации (ITU). Той е одобрен като първата официална версия от Comité consultatif international pour la radio (CCIR), предшественик на ITU-R, и определя параметрите за кодиране на изображение и сигнални характеристики за телевизия с висока разделителна способност (HDTV).
Стандартът BT.2020 (известен още като Rec. 2020 или ITU-R BT.2020) е въведен през 2012 г. от Международния съюз по телекомуникации (ITU). Той определя параметрите за ултрависока разделителна способност (UHDTV), включително по-широк цветови обхват, по-високи резолюции (4K и 8K) и подобрени спецификации за динамичен обхват и честота на кадрите.
Стандартът BT.2100 (известен още като Rec. 2100 или ITU-R BT.2100) е въведен през 2016 г. от Международния съюз по телекомуникации (ITU). Той определя спецификациите за телевизия с ултрависока разделителна способност (UHDTV) с фокус върху висок динамичен обхват (HDR), включително два HDR формата: Perceptual Quantizer (PQ) и Hybrid Log-Gamma (HLG), както и по-широк цветови обхват, базиран на BT.2020.
Две гама криви
За да се показват правилно HDR изображения, не е достатъчно просто да се повиши нивото на яркост — от решаващо значение е цветът и тоновете да се показват по начин, който съответства на човешкото зрение. Цветът и тоновете се влияят от входно-изходна характеристика, наречена гама, която има всяко входно и изходно устройство.
Стандартът BT.2100 предоставя две гама криви като стандарти за различни видове производствена работа.
За интернет стрийминг и филми: PQ (Perceptual quantization)
За излъчване на телевизия: HLG (хибридна лог-гама)
PQ гама кривата се основава на характеристиките на човешкото визуално възприятие и е най-подходяща за производство на филми или поточно видео съдържание в интернет, където точността на възпроизвеждане е ключова.
От друга страна, гама-кривата на HLG е предназначена да позволи показване на съществуващи SDR телевизори, без да изглежда неуместно, и е най-подходяща за телевизионно излъчване и видео емисии на живо.
Предимства на гама кривите PQ и HLG за HDR
PQ (перцептуално квантуване) HLG (хибридна лог-гама) Цел Интернет видео стрийминг, филми Излъчване на телевизия, видео на живо Предимства
- Поддържа яркост в абсолютни стойности до 10 000 cd/m²
- Нова гама крива, базирана на човешкото визуално възприятие
- Обработва яркостта като относителни стойности (същите като съществуващите стандарти)
- Съвместим с SDR телевизори
Пикова яркост Абсолютна стойност от 1000 cd/m²
Постоянна, независимо от устройството за показванеОтносителна стойност
Варира според устройството за показванеНиво на черното 0,005 cd/m 2 или по-малко 0,005 cd/m 2 или по-малко Предложено от Dolby BBC & NHK SMPTE ST 2084、ITU-R BT.2100 ITU-R BT.2100 SMPTE ST 2084 & ITU-R BT.2100 Изключително Добре Външен вид на SDR телевизори Слабо Справедлива Излъчвания на живо Справедливо Изключително
Графиката по-долу показва както PQ, така и HLG гама кривите за HDR.
Пиковата яркост на PQ гама кривата е фиксирана на 1000 cd/m² (или по-висока). Казано по друг начин, гама-кривата е винаги една и съща, с горна граница от 1000 cd/m², независимо от пиковата яркост на устройството за показване, което позволява последователно възпроизвеждане на изображението.
От друга страна, пиковата яркост на гама-кривата на HLG е каквато и да е пиковата яркост на дисплея. С други думи, тъй като гама кривата варира в зависимост от пиковата яркост на устройството за показване, тя позволява приемливо гледане на HDR съдържание дори на съществуващи SDR дисплеи, с по-малко влошаване на изображението.
Сравнение на PQ и HLG гама криви за HDR
https://forum.setcombg.com/attachmen...id=42735&stc=1
Динамичен диапазон (Dynamic Range)
Динамичния диапазон, според Уикипедия - е "съотношението между най-високите и най-ниските стойности на осветеността, които определен дисплей може да възпроизведе" .
https://en.wikipedia.org/wiki/Dynamic_range
Когато става въпрос за дисплеи, той се отнася до общия диапазон на яркост или диапазон на яркостта , т.е. съотношението на яркостта между най-тъмното черно, което може да бъде произведено, и най-яркото бяло (т.е. неговото "контрастно съотношение"). „Яркост“ е относителната светлина или тъмнина от определен цвят, от черно (без яркост) до бяло (пълна яркост).
Забележка:
Наличието на каквато и да е околна светлина в стаята значително ще повлияе на съотношението на контраста на телевизора.
Човешкото око е в състояние лесно да вижда обектите нощем на звездна светлина (макар че "цветовата диференциация" е силно намалена при ниски нива на осветеност) и при ярка слънчева светлина, дори при факта, че в лунна нощ обектите получават много малка осветеност, отколкото в ярък слънчев ден.
Тъй като може динамично да се адаптира към различни нива на яркост чрез затваряне и отваряне на зеницата, човешкото око може да възприема сцени с много високо динамично контрастно съотношение от 1,000,000 - 17,000,000: 1 (или 20 - 24 стъпки на светлината), далеч надминавайки възможности на изображение от една камера.
https://static1.squarespace.com/stat...6/?format=500wВъпреки това , нашите очи не могат да изпълняват тези подвизи на възприятието и в двете крайности на скалата едновременно - отнема време да се адаптират и приспособяват към различни нива на яркост - техният динамичен обхват в дадена сцена всъщност е доста ограничен. Въпреки това, той все още е по-висок от "статичния" диапазон на осветеност на повечето технологии на дисплея.
https://cdn.tutsplus.com/photo/uploa...xposure/04.jpg
Във всеки един момент, статичното съотношение на окото е между 1000 и 15,000:1. В ситуации на екстремни наблюдения при слаба светлина (където нашите очи са се приспособили да използват пръчковидните клетки в окото за "скотопично/нощно зрение - scotopic/night vision"), нашата визуална система може да побере още по-голям диапазон на яркост.
Ако разгледаме моменталния (статичен) динамичен диапазон на окото ни - където отварянето на нашата зеница е непроменено, като гледане в една зона в рамките на една сцена, оставяйки нашия поглед да се нагласи, и не гледаме никъде другаде - по оценка нашите очи могат да видят от 10 до 14 стъпки на динамичен обхват, което определено надхвърля най-компактните камери (5-7 стъпки), но е изненадващо подобно на цифровите SLR камери (8-11 стъпки).
Статичният динамичен диапазон на човешкото око е < 12 стъпки
Тоталният динамичен диапазон на човешкото око е > 24 стъпки
Дигиталното или филмово изображение, може да записва толкова много детайли между най-тъмните сенки на сцената и най-ярките светлини, и в крайна сметка ще издава тонове в края на тази скала като ефективно черно или бяло, само защото няма достатъчно налични подробности (детайлите в светлите и тъмните части на изображението ще бъдат изрязани). Възможността, да се произвежда по-широк диапазон на яркост или да има по-голям обхват от тонове, достъпни между черно и бяло, е това, което се търси при сравняване на динамичния обхват на различни камери или дисплеи.
На практика е трудно да се постигне пълният динамичен обхват, изпитван от хора, използвайки електронно оборудване. Електронно възпроизвежданото видео, често използва някаква измама, за да се постави оригиналния материал с широк динамичен диапазон, в по-тесен записан динамичен диапазон, който може по-лесно да се съхранява и възпроизвежда. С други думи, увеличеният диапазон на яркостта на изображението с висок динамичен обхват трябва да бъде компресиран, за да се вмести в по-нисък динамичен обхват, за да бъде направен видим. Този метод на визуализация се нарича "тонално картографиране"(ton-maping).
Тоналното картографиране е техника, използвана в обработката на изображението, за да "начертае" един набор от цветови тонове на дисплей, за да се сближи появата на изображения с висок динамичен обхват в среда, която има по-ограничен динамичен обхват. Една от целите на тоналното картографиране е да бъде в състояние да възпроизведе дадена сцена или изображение върху дисплей, така че "усещането за яркост" на изображението на зрителят, да съвпадне с усещането за яркост в реалния свят.
Повечето дисплеи имат ограничен динамичен обхват, който често е недостатъчен за възпроизвеждане на пълния спектър от светлинни интензитети, присъстващи в естествените сцени. Тоналното картографиране адресира проблема със силното намаляване на контраста, от най-осветените детайли в сцената до обхвата, който може да се показва от дисплея, като същевременно запазва детайлите на изображението и цветовия вид, които са важни за оценяване на оригиналната сцена. Това често се прави с цената на намаляване на глобалния контраст на сцената, но местният контраст се запазва и изображението като цяло продължава да изглежда естествено.
Когато гледате реална сцена, нашите очи могат да се фокусират върху различни части на сцената и да се адаптират динамично към различните светлинни нива на тези различни области - нашите зеници се отварят и затварят за различните области на яркостта на сцената, като им дават Способност да се направи тон на детайлите и в тъмните части, и в светлите части на сцената.
Освен това, човешкият мозък има невероятна способност да взима всички тези детайли, интелигентно да тълкува информацията от очите ни и "да създаде" една единствена ментална картина, която отчита всички тези детайли.
Висок динамичен диапазон
(HDR - high dynamic range)
Какво е HDR?
HDR означава High Dynamic Range и позволява показването на по-широк диапазон на яркост (динамичен диапазон), от най-тъмното до най-яркото, в сравнение със съществуващия SDR (стандартен динамичен диапазон).
Когато съдържанието се показва в SDR, сенките са склонни да имат смачкано черно и светлите области са склонни да имат избелени цветове, докато HDR позволява по-естествен и реалистичен дисплей, без да се жертват тоновете в светлите или тъмните области.
HDR привлече вниманието като следващо поколение висококачествена технология за изображения и съдържанието, създадено в HDR, вече е достъпно чрез услуги за стрийминг на видео като Netflix и на UHD Blu-ray дискове.
Когато се споменава терминът "динамичен обхват", повечето хора мислят автоматично за HDR.
Сега, като се има предвид факта, че вече има безброй статии и публикации и посветени теми във форуми по темата за HDR - да не говорим за цяла секция, заделена за него ТУК - няма да прекарвам много време за нея.
"SDR"(Standard Dynamic Range) за филми и телевизионни предавания се записват и мастерират на базата на максимално ниво на яркост от около 100 нита (cd/m²) за дома и около 48 нита за кино, и минимално ниво на яркост от 0.1-0.01 нита. ["NIT" е единица, използвана за измерване на яркостта и е еквивалентна на кандела на квадратен метър.]
Един от проблемите с ограничаването на максималната яркост до 100 nits е, че колкото по-ярък е цветът, толкова по-близо става до бяло (най-яркият цвят) - толкова по-малко наситени стават ярките цветове. Например, най-яркото наситено синьо на SDR дисплея е само 7 нита, така че синьото небе никога няма да бъде толкова светло или наситено, колкото би трябвало да бъде.
За разлика от тях, HDR филмите в момента се оценяват и усвояват до максимално ниво на яркост от 1000-4000 нита.
Забележка:
Човешката визуална система може в действителност да установи нива на яркост от 0,000001 нита до 100 000 000 нита.
С наличната максимална яркост на днешните HDR дисплеи, създателят на съдържание вече разполага с наличния диапазон на яркост, необходим за представяне на небето, което е едновременно наистина светло и напълно наситено, което я прави по-естествена и много по-близка до реалната сцена.
http://i.imgur.com/KZYl2WN.jpg
Забележка:
PQ или Perceptual Quantizer (публикуван от Дружеството на инженерите по кино и телевизия като SMPTE ST 2084) EOTF (Електро-оптична трансферна функция), на които се основават както HDR10, така и DolbyVision, всъщност дава възможност за пиково ниво на яркост до 10 000 нита (и минимални нива на яркост до 0,0001 нита) - помислете за това като за главата за бъдещо разширение. Ярките дисплеи са следващите!
Сега някои от вас може да си мислят в този момент, че 4000 нита вече е твърде ярко (да не говорим за 10,000 нита), но не знаят това: яркостта на околната среда на един слънчев ден с ясно синьо небе е между 7000-10,000 нита (между 3000- 7000 нита за облачно небе и непряка слънчева светлина). 10 000 нита е също типичната яркост на флуоресцентната лампа - ярка, но не и болезнена.
Естественият свят има много по-широк спектър от цветове и яркост от сегашните телевизионни предавания, Blu-ray и Cinema системи. Ярък слънчев ден може да има ослепителни акценти, които достигат до над 100 000 нита. Директната слънчева светлина е около 1,600,000,000 нита.
http://www.son-video.com/images/illu...leurs-Nits.jpg
https://i-msdn.sec.s-msft.com/dynimg/IC858108.jpg
Също така, имайте предвид, че тези максимални стойности на нивото обикновено се отнасят само за "огледални светлини" (малки области на екрана) и са налице само в някои сцени не всички - общото ниво на яркост на целия филм ще остане около 100-120 нита. Това означава, че APL (Средно ниво на картината) на HDR филм няма да бъде значително по-различно от това за SDR филм. Увеличаването на наличния динамичен обхват просто ви дава повече свобода за игра.
Забележка:
HDR изображението или видеото не гарантират по-голям динамичен обхват, освен ако този по-голям динамичен обхват не присъства и в оригиналното съдържание или сцена.
По-долу са представени няколко симулирани изображения, показващи разликите между SDR и HDR.
(изображенията са симулация на вашият SDR монитор!)
http://www.flatpanelshd.com/pictures...sionfaq-1l.jpg
Ето мнение на колориста Стивън Накамура
https://www.definitionmagazine.com/j...-ready-for-hdr
По същество, High Dynamic Range е за потенциала на по-светлото бяло с по-подробни "огледални светлини" и по-дълбоко черно с повече "детайлност на сенките".
Но по-важното е, че HDR, комбиниран с широката цветова гама (WCG), дава възможността да се възпроизвежда света около нас възможно най-точно, реалистично и подробно на дисплея.
Европейският DVB цифров телевизионен консорциум прие Dolby Vision (SMPTE ST 2094-10) , Technicolor HDR (SL-HDR2 / SMPTE ST 2094-20 / 30) и HDR10 + (SMPTE ST 2094-40) като стандарти за DVB излъчване.
https://www.dvb.org/resources/public...g_pr_final.pdf
HDR10 (PQ10) и HLG (HLG10) вече са стандарти за DVB излъчване.
Образът с висок динамичен обхват (HDR) е колекция от цифрови техники, които могат да се използват за представяне или запазване на много нива на интензитет на светлината в изображение. Първоначално разработена за компютърно генерирани изображения, техниката беше адаптирана към цифровата фотография и сега обхваща и видео. Дали за камера или видеокамера, проблемът остава същият: различни параметри (време на експозиция, бленда, чувствителност) се регулират (автоматично или от потребителя) по време на заснемане на изображението за получавате снимка / видео. Тези настройки никога не позволяват на цифровите сензори да запишат пълната гама светлина в сцена / пейзаж.
Предимства на телевизорите с HDR - по-голяма детайлизация в най-светлите и най-тъмните зони на картината.
(изображенията са симулация на вашият SDR монитор!)
Тук са всички стойности на яркостта (изразени в нитове), измерени в тъмна и слънчева сцена.
Thoughts on HDR – 17004 – Shane Mario Ruggieri, CSI
цифрите под кръгчетата са замерената яркост в лумени
Стандартизирани стойности на бялото и черното :
• Стойности на бялото: Стандартът в киното е 48 cd / m2 и между 80 и 120 cd / m2 за телевизори. LCD мониторът показва най-често 300 cd / m2 (или 300 nits), най-добрите текущи телевизори (без HDR) достигат до 1500 cd / m2, а професионалните HDR монитори могат да достигнат 4000 cd / m2.
• Стойности на черното: Стандартът в киното е между 0.01 и 0.03 cd / m2 и между 0.005 и 0.01 cd / m2 за телевизори. Най-добрите текущи плазмени телевизори (без HDR) достигат до 0.001 cd / m2, а OLED стигат до 0,000 cd/m2. Границата на човешкото възприятие е 0.00001 cd / m2.
Увеличаването на динамиката на видимите на екрана изображения е част от новите аспекти, които аудио-визуалната индустрия трябва да вземе под внимание, когато определя ултра HD. Това е с цел, да се увеличи реализма на изображенията и следователно потапяне на зрителя чрез дефиниране на нови нормирани стойности за пикови стойности на бяло и черно изображение. Повишаването на тези стойности ще увеличи контраста.
Според SMPTE, динамичния диапазон на човешкото зрение обхваща 12 порядъка ("декади") или 40 F стъпки.
https://wolfcrow.com/notes-by-dr-opt...the-human-eye/
Сегашната система за телевизия е ограничена до два порядъка или 6.6 F-стъпки, докато на HDR дисплея ще обхване пет порядъка или 16.7 F- стъпки, което съответства на способността за улавяне на съвременните цифрови видеокамери.
В това Фотошопнато и комбинирано изображение, е симулиран ефектът на широкият динамичен обхват; видими са подробности в светлите и тъмните части на изображението.
За да намали Banding, особено при високи стойности на яркостта, Dolby разработва нов EOTF, наречен Perceptual Quantization (PQ). Dolby казва, че тази система може да подобри цветовите градиенти в дисплея с подчертани, слънчеви отблясъци или фойерверки, както и детайли при ниски нива на осветеност. Всъщност компанията твърди, че 12-битовата дълбочина на цветовете в PQ е равна на 14-битова дълбочина на цвета в EOTF на базата на гама.
Ето и разликите в тази диаграма(при кодиране на цвета под 12 бита, има видим контуринг и бандинг, а при кодиране над 12 бита имаме плавни градиенти)
В горното изображение пунктираната линия представлява границата, над която се появява бандинг и под която не се появява бандинг.
Зелената крива представлява цветова дълбочина от 10 бита в PQ, след което може да се появи бандинг.
Черната крива представлява 12-битова дълбочина на цветовете в PQ, бандинг не може да се появи.
https://docplayer.net/51620063-Monit...de-colour.html
Dolby Vision FAQ
Новите HDR стандарти имат динамични метаданни. За какво са и защо са важни? Ето кратко ръководство.
Разликата между HDR10 и Dolby Vision / HDR10 + е известна на всички: в първия случай метаданните са статични, а в другите два случая те са динамични. Но не всеки знае точно какво означава това, а общото убеждение е, че в случай на динамични метаданни, яркостта може да се адаптира по сцена. Но това не е съвсем така.
Ние знаем, че целта на телевизията е да възпроизведе съдържанието такова както е подадено: телевизора трябва да възпроизвежда същите червени, нюанси и същите желани цветове във фазата на "цветовата класификация" на режисьора на филма. Очевидно е необходимо да се направи справка, и за това се позоваваме е цветовото пространство.
Когато говорим за цветово пространство, ние често опростяваме и мислим за онази подково-образна графика, която виждаме в измерванията на телевизорите, в действителност това е двуизмерна графика, базирана на фиксирано ниво на яркост. Истинското представяне на цветовият обем е триизмерна графика, която показва всички цветове с различна интензивност.
Ако останем в средата на HD, всички съвременни телевизори са способни да възпроизвеждат цветовете в този "твърд" цветови обем, защото яркостта се съдържа и цветовото пространство Rec709, и в случая на HD телевизорите, то не е твърде широко. Когато цветното класифициране на HD съдържанието е направено, всеки, който седи пред монитора и реши за всяка сцена нивата на различните цветове, е наясно, че всеки нюанс, на всяко ниво на яркост, може да бъде възпроизведен без проблеми от съвременният телевизор и следователно хората ще видят (ако телевизорът е калибриран) това, което трябва да видят.
Всичко се промени от SDR на HDR
С прехода към HDR обаче всичко се промени: когато HDR е проектиран, са избрани някои параметри, които надхвърлят възможностите на днешните дисплеи. Нито един телевизор не може да покаже цветовото пространство на BT2020 и няма телевизор, който да достигне до известните (и досадни) 10 000 нита. И все пак, като цифров сигнал, в фазата на оцветяване можете всъщност да решите да натиснете нивото на червеното, които телевизорите днес не могат да изобразят. Може би те ще успеят в бъдеще, днес със сигурност не.
Отсега нататък ще говорим за нитове, но както видяхме цветовото пространство е триизмерно, така че колкото по-висока е стойността на яркостта, толкова по-широк е този цветови обем : мастериране с градиране от 4000 нита е еквивалентен на "контейнер", съдържащ няколко цвята. много по-широк от 100 нита на SDR. Мастериране 10,000 нита в цветовото пространство BT2020 е "огромен контейнер". Снимката по-долу показва доколко цветовият обем на 10 000 нита в BT2020 е еквивалентен в сравнение със 100 нита в BT709 (Rec709).
Ако с HD съдържанието е в контейнера, а контейнерът очевидно е дисплеят, при HDR съдържанието може да бъде много по-широко от контейнера, често това е така. И всеки контейнер е различен: има дисплеи, които достигат 2000 nits, други само 500 nits, някои поддържат много голям цветови обем , при други е много свит.
Ето защо е необходима адаптация: телевизорът трябва по някакъв начин да преобразува входния сигнал, който има твърде много информация, в нещо, което може да изобрази.
Всъщност, нека да помислим за HDR телевизор, който достига 500 нита: какво ще се случи, ако HDR съдържание е записано на 4000 нита, т.е. с върхове на яркост при 4000 нита, без пренастройка се опитаме да възпроизведем на този телевизор? Всичко, което телевизорът не може да възпроизведе, ще бъде загубено.
Ето защо е необходима адаптация и тя се нарича тонмапинг, което, както подсказва името, е процедура, чрез която телевизорът преначертава тоновете на съдържанието, като ги адаптира към възможностите му за възпроизвеждане.
Да се върнем към един практически пример: за даден филм се прави класификация от 2000 нита и този филм се възпроизвежда от два телевизора, като единият стига до 2000 нита, а другият достига яркост от 500 нита. Първият телевизор управлява сигнала без тонално картографиране, така че възпроизвежда съдържанието, както е записано, без да го адаптира. Този телевизор достига до 2000 нита, и в този случай възпроизвежданият цветови обем е толкова голям, колкото в съдържанието.
Вторият телевизор не може да се справи с ниво по-високо от 500 нита, така че извършва тоналното картографиране и премества референцията, която беше 2000 нита до 500 нита. Цялата главна информация, съдържаща се между 500 и 2000 нита, е адаптирана, за да се гарантира, че нищо не се губи. Максималният лимит, очевидно е 500 нита, които телевизора успява да изобрази. Благодарение на тоналното картографиране ние избягваме загубата на информация, но това "компресиране" очевидно включва и намаляване на цветовия обем: изображението няма да бъде точно желаното от онези, които са направили оценяването на съдържанието, част от невъзпроизводимите цветове са заменени с други, които телевизорът може да възпроизведе.
Дисплеят няма физическата възможност за възпроизвеждане на определени цветове, неговият обем е намален, така че супер яркочервената висока наситеност ще се превърне в наситено червено при по-ниска яркост.
Метаданните влизат в действие в процеса на топографско картографиране: именно те казват на дисплея как е направено съдържанието и след това ръководят процеса на тонално картографиране . В случая с HDR10, който има статични метаданни, тези параметри са идентични по време на филма и по същество са два: MaxCLL (Максимално ниво на осветеност на съдържанието - Maximum Content Light Level) и Max FALL (Maximum Frame-Average Light Level - Максимално ниво на осветеност на кадъра) .
Първият параметър показва яркостта на пиксела в по-ярката част от съдържанието, изразено в нитове, а вторият е стойност, получена с малко по-сложно изчисление: за всеки кадър се изчислява средната осветеност на пикселите в нитове и най-високата стойност на всички кадри се приема като отправна точка. Използвайки тези две стойности, телевизорът разбира как да направи тоналното картографиране : достигнато е средното и най-високото ниво.
Тези препратки, MaxCLL и MaxFall, в случая на HDR със статични метаданни са идентични в целия филм , и за да разберем какво означава това, използваме друг пример.
Имаме два филма, един е красив филм за снега, а другият е филм, заснет през нощта. И двата са HDR10 и и двата са мастерирани до 4,000 нита . Въпреки че сцените са съвсем различни, и в двата случая MaxCLL е равен на 4000: в първия филм има кадър, в който слънцето достига 4000 нита, докато във вторият има експлозия в тъмното с пиксели, който достигат 4000 нита.
Тези два филма се виждат на телевизор, който достига максимум 500 нита, така че телевизорът чете метаданните и извършва тоналното картографиране. И в двата случая кривата на тоналното картографиране ще премести позоваването на 500 нита, което е ограничението на телевизора, но резултатът ще бъде различен и снимката по-долу ни помага да разберем защо .
Всичко, което се разпространява в оригиналния материал от 0 до 4000 нита, се компресира и вкарва в диапазон от 0 до 500 нита . В случай на филм с висока яркост, всичко е компресирано, сцената ще изглежда по-малко ярка и с по-малко цветови нюанси, но еднакво балансирана.
В случая с тъмния филм, сцената ще изглежда по-малко ярка, но и много детайли също ще бъдат загубени . Това е така, защото повечето сцени, въпреки че мастър записа е имал пик от 4000 нита, при възпроизвеждането не надвишават 70-80 нита, така че по принцип те не се нуждаят от тонално картографиране.
Въпреки това, статичните метаданни, изчислени по време на филма, накараха телевизора напълно да преработи съдържанието, за да се впише в много по-малкия цветови обем. Ако в съдържанието само малка част от мастера не с 4000 нита, и това е много тъмен филм, заснет през нощта, след като е компресиран, той ще заеме толкова малък фрагмент, че някаква информация ще бъде загубена.
Ето защо са необходими динамичните метаданни: те казват на телевизора, че само взривната сцена има MaxCLL от 4.000 нита, а в другите сцени пикът и яркостта са много по-ниски, дори 70 нита . При това на тъмните сцени тонмапинга не работи, или работи много малко, като запазва информацията за началния мастър непокътната и следователно работата на онези, които са извършили цветовата градация.
Динамичните метаданни позволяват да се променят динамично, сцената по сцена или кадър по кадър, степента на това "съдържание", което в случай на статични метаданни е фиксирано през целия филм.
И така разбираме защо HDR с динамични метаданни е по-полезен за телевизори от нисък клас, отколкото за премиум телевизори: те са с "малки контейнери", които се борят да управляват мастери с цветови класификации на високи нива, всички телевизори, които се продават като HDR но имат ниска яркост и намалени цветови обеми .
Телевизор с 2 000 нита ще управлява тази информация много по-добре, а в много случаи дори няма да е необходимо да я компресира.
Всъщност телевизорите, които имат много голям обем на цветовете, използват тонмапинга (тонално картографиране), за да разширят съдържанието: ако на телевизор, който достига 2000 нита, е подадено съдържание с оценка от 1000 нита и той може да достигне до 2000, игнорира метаданните и да приложи собственото си тонално картографиране, за да докара тези 1000 до 2000 нита , като по този начин изображението стане по-светло и по-наситено. Всеки производител, вместо да използва стандартни криви, има своя собствена тонална крива, която е по-подходяща за вида на използваната технология и тип панел.
1) HDR10 - това е стандарт за HDR видео, който за изобразяване на по-широк диапазон на скалата на сивото(по сравнение с SDR) привнася PQ-кривата, за цветовият обхват използва по-широкото покритие на цветовото пространство Rec.2020(BT.2020) и привнася дълбочина на светимостта от 1000 до 10,000 нита.
2) Dolby Vision - това е HDR стандарт, базиращ се на HDR10 и привнасящ динамични метаданни, които трябва да способстват за подобряване(по-точно) на изобразяването на ТВ стандарта HDR10, тъй като нито един съвременен ТВ 100% не съответства на стандарта HDR10, колкото по-посредствен е телевизора, толкова по-важно е да има поддръжка на стандартите DV/HDR10+, освен ако производителят сам не разработи за конкретният модел някакви подобрения на изображението;
3) HDR10+ - това е HDR стандарт базиращ се на HDR10 и привнасящ динамичични метаданни, които трябва да способстват за подобряване(по-точно) изобразявене от ТВ на стандарта HDR10. По същност е по-евтина алтернатива на DV за производителите.
Запомнете: HDR10 е в основата на всички HDR стандарти. Ако пуснете DV сигнал на модел, който поддържа само HDR10, то той ще възпроизведе само статичните метаданни - HDR10.
Има няколко HDR (High Dynamic Range) видео формати и телевизорите обикновено поддържат повече от един:
● HDR10 е основен HDR видео формат, който осигурява съвместимост между телевизори и HDR видео съдържание. Съдържанието в HDR10 + или Dolby Vision също ще се връща към HDR10, ако даден телевизор не поддържа премиум форматите.
● HDR10 + е слой от динамични метаданни върху HDR10. Тези метаданни се използват за оптимизиране на яркостта и други параметри на картината на базата на сцена.
● HLG е съкращение от Hybrid Log Gamma и е разработено от BBC в опит да предаде SDR и HDR като един жив сигнал (излъчване и стрийминг). Телевизорите с HLG ще идентифицират сигнала като HDR, докато телевизорите без HLG поддръжка ще го видят като обикновен SDR видео сигнал.
● Dolby Vision е HDR видео формат, разработен от Dolby. Той използва динамични метаданни за оптимизиране на яркостта и други параметри на картината на сцената. Има безплатен роялти, свързани с Dolby Vision.
● Advanced HDR е HDR видео формат, разработен от Technolor. Също така е термин за няколко HDR технологии, включително формат, който работи по същия начин като HLG.
кодека VP9 може да предава динамични метаданни(HDR10) в допълнителни блокове (т.е. BlockAdditional) на контейнера за съобщения VP9 WebM.
https://www.webmproject.org/vp9/#hdr...adata-handling
https://www.webmproject.org/docs/container/#BlockAddID
https://developers.google.com/media/vp9/hdr-encoding
The Differences of HDR standarts
······················
SMPTE ST2084 +
SMPTE ST2086 +
MaxFALL, MaxCLLBBC/NHK
HLG10
BT.2100
··························Dolby Vision
······························
SMPTE ST2094 - 10HDR 10 +
·······················
SMPTE ST2094-40Philips/Technicolor HDR
·································
ETSI TS 103 433-1 (SL-HDR1)
ETSI TS 103 433-2 (SL-HDR2)You Tube HDR
·························
PQ 10 - SMPTE ST2084 --
SL-HDR1/2
VP9-PQ VP9-HLG Luminance 600 - 10,000 nits 100 nits 1000 min. - 10,000 nits 100-10,000 nits - - - Color depth 10-bit
(1.07 млрд. цвята)10-bit
(1,07 млрд. цвята)12-bit
4096 нюанса на цвят
(68.7 млрд. цвята)10-bit
1023 нюанса на цвят
(1,07 млрд. цвята)- 8-12-bit 8-10-bit Color gammut DCI-P3 (rec.2020) Rec.2020 DCI-P3 up to Rec.2020 DCI-P3 up to Rec.2020 - - - Tone Mapping
(metadata)Static No metadata Dynamic Dynamic
Statistical Information
Basis OOTF for Guided Tone MappingDynamic & Static - Static Transfer Function (EOTF) Perceptual
QuantizerPerceptual Quantizer Perceptual
QuantizerPerceptual Quantizer Perceptual Quantizer PQ PQ Method HDR (SL) EOTF (SL) HDR (BL) + EL HDR () HDR (BL) - - Layers Single Single Dual - Single - - Backward Compatible No Yes Yes (with IP) Yes (with IP) Yes (with IP) - -
Светимостта се измерва в нитове (=кандели), а трансферната функция PQ или Гамма няма отношение към величината на тази светимост или нейната разлика.
В стандарта SDR съществува ограничение по яркост - около 120 нита (или по-малко), а в HDR10 - 10 000 нита.
Освен това, съвременният телевизор може да изобразява в SDR по-висока яркост, но също е с ограничена величина - около 200 нита. В HDR10 това се ограничава само от възможностите на вашият телевизор.
Цитат:
Резултатите могат да се интерпретират по следния начин (понастоящем):
350 cd/m2 - минимумът, който изобщо трябва, за да се види картина с HDR ефект
351 - 500 cd/m2 - област, в която можете да усетите по-висока яркост и повече детайли в бялото, но все още има празнина със съдържание в SDR
501 - 750 cd/m2 - започва да е хубаво, усеща се, че изпитвате ново качество на изображението
751 - 1000 cd/m2 - HDR ефектът е ясно забележим, количеството на детайлите в светлите области е много голямо
1001 - 1500 cd/m2 - HDR ефект във целият му вид, причиняващ WOW ефекта
> 1500 cd/m2 - настоящето,
> 2500cd/m2 в момента има само 10 потребителски дисплея, които могат да покажат HDR ефекта в това измерение.
4000 cd/m2 - бъдещето
https://www.tv-plattform.de/de/hdr-geraeteliste
Филтриран DV списък със заглавия, издадени от Studio
https://forum.blu-ray.com/showthread.php?t=276448
Dolby Vision Brightness Data
https://docs.google.com/spreadsheets...#gid=184653968
Metadata_V5
https://docs.google.com/spreadsheets...#gid=184653968
- MaxMDL - Максимална осветеност на дисплея за усвояване: Максимална яркост на дисплея, на който съдържанието е обработено
- MinMDL - Минимална осветеност на мастеринг дисплея
- MaxCLL - Максимално ниво на светлина на съдържанието: Максимална яркост на всеки пиксел в целия филм
- AvgCLL - Средна светлина на съдържанието: Средната стойност на най-ярките пиксели във всички кадри на филма
- MaxFall - Максимално средно ниво на осветеност на кадъра: Максималната средна яркост на всички пиксели във всеки кадър в целия филм
- AvgFall - Средно ниво на осветеност на кадъра: Средната яркост на всички пиксели във всички кадри на филма
https://www.reddit.com/r/hometheater...00_movies_and/
Nit – Не (International System of Units) единица, използвана за описване на осветеността. 1 Nit = 1 cd/m2.
HDR – висок динамичен диапазон. Това е технология, която подобрява диапазона на яркост и контраст в изображение (до 10 000 cd/m2)
SDR – Стандартен динамичен диапазон. Отнася се за диапазона на яркост/контраст, който обикновено се предлага в обикновени телевизори без HDR, обикновено с диапазон до 100 cd/m2. Този термин се появи след въвеждането на HDR
WCG – широка цветова гама. Цветова гама, която предлага по-широка гама от цветове от BT.709. DCI-P3 и BT.2020 са примери за WCG, предлагащи по-реалистично представяне на изображения на дисплейни устройства.
EOTF – електрооптична трансферна функция. Математическа трансферна функция, която описва как цифровите стойности ще бъдат преобразувани в светлина на дисплейно устройство.
OETF – оптично-електро трансферна функция. Математическа трансферна функция, която описва как светлинните стойности ще бъдат преобразувани в цифрови стойности, обикновено в камерите.
OOTF – оптико-оптична трансферна функция. Тази функция за прехвърляне компенсира разликата в тоналното възприятие между средата на камерата и тази на дисплея.
https://en.wikipedia.org/wiki/Transf...ons_in_imaging
HLG – HLG (или Hybrid Log Gamma) е трансферна функция, създадена да представя широкия диапазон на яркост в HDR устройства. HLG е напълно съвместим със съществуващите SDR устройства в гамата SDR.
https://en.wikipedia.org/wiki/Hybrid_log%E2%80%93gamma
PQ - Perceptual Quantizer
Перцептуалният квантизатор (PQ), публикуван от SMPTE като SMPTE ST 2084, е трансферна функция , която позволява HDR дисплей чрез заместване на гама кривата, използвана в SDR. Той е способен да представя нива на осветеност , вариращи от максимум 10000 cd/m 2 (nits) до минимум 0,0001 nits. Той е разработен от Dolby и стандартизиран през 2014 г. от SMPTE , а също и през 2016 г. от ITU в Rec. 2100 (en) . ITU определя използването на PQ или HLG като трансферни функции за HDR-TV. PQ е основата за HDR видео формати (като Dolby Vision, HDR10 и HDR10+) и се използва и за HDR формати за неподвижни изображения. PQ не е обратно съвместим с BT.1886 електро-оптична трансферна функция (EOTF) (т.е. SDR гама кривата) , докато HLG е съвместим.
PQ е нелинейна трансферна функция , базирана на човешкото визуално възприятие на цветни ленти и е способна да не създава видими ленти с 12 бита. Функция за мощност (използвана като EOTF в SDR приложения), разширена до 10000 cd/ m2 , би изисквала 15 бита .
https://www.color.org/hdr/04-Timo_Kunkel.pdf
PQ10 се отнася за формат HDR10, който не включва никакви метаданни.
Dolby Vision
Dolby Vision е набор от технологии, разработени от Dolby Laboratories за видео с висок динамичен диапазон (HDR). Той обхваща създаването, разпространението и възпроизвеждането на съдържание. Включва динамични метаданни , които определят съотношението на страните и настройват картината въз основа на възможностите на дисплея за всеки кадър или дори за всеки кадър, оптимизирайки представянето.
Dolby Vision беше представен през 2014 г. , което го прави първият наличен HDR формат . (HDR10+ е конкурентен HDR формат, който също използва динамични метаданни.)
Dolby Vision IQ е актуализация, предназначена да оптимизира Dolby Vision съдържанието според околната светлина (работи в комбинация със сензор за светлина + цветовата и температура) .
Dolby Vision позволява максимална резолюция от 8K, до 12-битова дълбочина на цвета и максимална пикова яркост от 10 000 нита. Въпреки това, според бялата книга на Dolby Vision, от 2018 г. професионалните референтни монитори, като например референтния монитор Dolby Vision HDR, в момента са ограничени до 4000 нита пикова яркост.
Dolby Vision включва функцията за прехвърляне PQ , широкообхватно цветово пространство ( ITU-R Rec. BT.2020 в YC B C R или IPTPQc2 ), резолюция до 8K и за някои профили (FEL) до 12 бита. Може да кодира колориметрична информация за мастеринг дисплея, използвайки статични метаданни (SMPTE ST 2086), а също така да предоставя динамични метаданни (SMPTE ST 2094-10, Dolby формат) за всяка сцена или кадър.
Тези динамични метаданни позволяват настройване на изображението сцена по сцена или дори кадър по кадър. [ 14 ] Тези корекции, наричани „подрязвания“ в документите за поддръжка на Dolby, включват параметри като Lift, Gamma, Gain, Saturation, Chroma Weight и т.н. Всеки набор от подрязвания е специфичен за съответните целеви дисплеи, дефинирани от нитове и цветово пространство. Съотношенията на страните на изображението могат да бъдат дефинирани и за всеки отделен кадър.
Какво представляват профилите и нивата на Dolby Vision?
Профилите на Dolby Vision описват видеокодека и набора от техники за кодиране, използвани за кодиране на Dolby Vision ресурс. Опишете формата на битовия поток, дефиниран от следното:
- Видеокодек и профил на видеокодека (и свързани ограничения и др.).
- Ако има един или два видео потока (еднослойни или двуслойни)
- Кръстосана съвместимост с SDR, HDR10 или HLG
Информира:
- Доставчиците на услуги относно начина, по който могат да създават и разпространяват своите активи
- Производителите на устройства относно това как могат да възпроизвеждат Dolby Vision съдържание
Нивото на Dolby Vision определя максималната честота на пикселите, максималната ширина на декодираното видео на битовия поток и максималната скорост на пренос на данни, поддържани от даден продукт в рамките на даден профил на битовия поток.
Обикновено има ограничение за максималния брой пиксели, които даден продукт може да обработва в секунда в рамките на даден профил на битовия поток; нивата, дефинирани тук, обикновено съответстват на възможностите за обработка на продукта.
Въпреки че не са изброени, поддържат се честоти на кадрите, които не са цели числа.
https://dolby.my.salesforce.com/sfc/...B.w.Si0LoQR5j8
https://professionalsupport.dolby.co...language=en_US
Dolby Vision профили
Профил Кодек BL:EL резолюция Обратна съвместимост 4 10-битов HEVC 1:1/4 SDR 5 10-битов HEVC Без слой за подобряване Няма (Използва собствен IPTPQc2 ) 7 10-битов HEVC 1:1/4 за UHD1:1 за FHD Ultra HD Blu-ray 8 10-битов HEVC Без слой за подобряване HDR10 или SDR или HLG 9 8-битов AVC High или High Progressive профил Без слой за подобряване SDR 10 10-битов AV1 Без слой за подобряване Няма или HDR10 или SDR или HLG 20 10-битов MV-HEVC за 3D или HEVC за 2D Без слой за подобряване Няма (Използва собствен IPTPQc2 )
Двуслоен
Някои Dolby Vision профили са двуслойни (например: профил 7, използван за Ultra HD Blu-ray ). Базовият слой (BL - base layer) и подобреният слой (EL - enhancement layer) се комбинират, за да се получи 12-битов видео поток.
Слоят за подобряване може да бъде слой с пълно подобрение (FEL - full enhancement layer) или слой с минимално подобрение (MEL - minimum enhancement layer).
https://professionalsupport.dolby.co...language=en_US
https://www.avsforum.com/threads/pc-...#post-63063295
https://www.liftgammagain.com/forum/index.php
https://www.youtube.com/watch?v=nGgW5ZDKfMMhttps://www.youtube.com/watch?v=MnZVk1eNMZs
