Расширение hdr что это
Что такое HDR в телевизоре
Содержание
Содержание
Сегодня поговорим о технологии HDR в телевизорах. Для ее демонстрации маркетологи любят показывать сочную и яркую картинку рядом с серым и унылым изображением. Мудрый пользователь тут же задаст вопрос: «А не хотят ли меня надурить очередным хитрым способом? Например, накрутив настройки изображения, добавив яркости и контрастности?» И да, и нет. Впрочем, обо всем по порядку.
Все изображения, иллюстрирующие возможности HDR, смоделированы!
Терминология
SDR (Standard Dynamic Range) — стандартный динамический диапазон яркости и контрастности. Появился в то время, когда возможности передачи и обработки информации были ограничены, поэтому ее приходилось обрезать и сжимать. В результате выводимое на экран изображение значительно отличалось от реальности.
HDR (High Dynamic Range) — расширенный динамический диапазон. Современная технология, позволяющая сделать изображение максимально реалистичным. При этом значительно повышается детализация в темных и светлых сценах. Реализация HDR связана с такими характеристиками, как яркость, контрастность и цветопередача.
Яркость — максимальный уровень белого цвета, который способно отобразить устройство. Единица измерения — кд/м² (нит).
Контрастность — разница между самым светлым и самым темным участком экрана. Например, контрастность 1000:1 означает, что белые участки в 1000 раз ярче темных. Уровень контрастности определяется тем, насколько насыщенным выглядит темный цвет и насколько ярко отображается белый. Как правило, чем выше контрастность, тем лучше детализация.
Цветопередача — количество воспроизводимых телевизором цветов и оттенков. Зависит от битности матрицы.
Local Dimming — локальная подсветка, которая в одном кадре с разной яркостью подсвечивает разные фрагменты матрицы. Помогает придать насыщенность и глубину черному цвету за счет адресного отключения светодиодов.
Метаданные— сопроводительная информация о том, как телевизор должен отобразить сцену. Статические метаданные несут единые настройки для всего фильма. Динамические регулируют параметры не только каждого кадра, но даже отдельных его участков.
Сразу оговоримся, что HDR в фотоаппарате и HDR в телевизоре — это абсолютно разные вещи, которые не имеют друг к другу никакого отношения.
Что же такое HDR?
Ключевая цель технологии HDR заключается в передаче изображения, максимально приближенного к тому, каким его видит глаз или изначально задумывал автор. Говоря простым языком, HDR дает более естественную картинку и красивые точные цвета.
Особенно заметно данный эффект проявляется в темных и светлых сценах.
Большинство современных 4К-телевизоров по умолчанию оснащены технологией HDR. Для ее реализации требуется 10-битная матрица, пиковая яркость около 1000 нит, высокая контрастность (чем выше, тем лучше), локальная подсветка, разъемы HDMA 2.0а.
4К-ТВ бюджетного и среднего ценового сегмента часто имеют псевдодесятибитную (8 бит + FRC) матрицу и рабочую яркость в диапазоне 300-400 нит, поэтому их возможности HDR не совершенны.
Надпись на коробке еще ни о чем не говорит. Иногда производители телевизоров пытаются преобразовать обычный контент в имитацию HDR. Устройство анализирует информацию о контрастности и яркости сигнала SDR и расширяет диапазон, пытаясь приблизиться к качеству HDR. Полученная при этом картинка заметно уступает оригинальному расширенному диапазону. Например, у компании Samsung подобная технология называется HDR+, у LG — HDR Effect.
Логотипы «ULTRA HD Premium» и «4K HDR» на упаковке телевизора гарантируют поддержку технологии.
Чтобы насладиться HDR, нужен не только HDR-телевизор, но и HDR-контент. Устройство, поддерживающее HDR, чаще всего самостоятельно распознает соответствующие файлы и автоматически их воспроизводит. Обычные фильмы имеют стандартный динамический диапазон и не способны раскрыть всю прелесть технологии. Контент должен быть получен из определенного источника. Это могут быть:
некоторые игры для приставок, начиная с PlayStation 4 Pro и Xbox One X (например, Horizon Zero Dawn и Forza Horizon 4). В играх технология HDR усиливает эффект погружения и улучшает детализацию при разных уровнях освещения. Очевидно, что в ближайшем будущем HDR будет сопровождать большинство новых консольных проектов.
Форматы HDR
Перед покупкой телевизора нужно решить, какой из вариантов HDR подходит именно вам. Производители любят изобретать собственные маркетинговые названия, что может сбить с толку обычного пользователя. Однако все сводится к нескольким основным форматам.
HDR10 — самый распространенный формат с открытым исходным кодом. Пропускает до 10 бит контента, а палитра цветов составляет один миллиард оттенков. Использует статические метаданные, что считается его недостатком, так как технология раскрывается не полностью. Совместим почти со всеми HDR-телевизорами, стриминговыми приставками, онлайн-сервисами, UHD Blu-ray-дисками. Более 99 % HDR-контента имеет его поддержку.
Dolby Vision — формат, имеющий лучшую по качеству картинку. Применяет 12-битное кодирование с 70 миллиардами цветовых оттенков. Благодаря динамическим метаданным параметры HDR могут меняться в каждой сцене фильма. Требует лицензии, а потому чаще используется в премиальных моделях телевизоров. Samsung игнорирует данный формат. Фильмы с поддержкой DV встречаются на Netflix, Amazon Prime Video, Apple TV+ и на UHD Blu-ray, но в целом контента пока немного.
HDR10+ — совместная разработка Samsung и Panasonic. Является упрощенным 10-битным аналогом Dolby Vision, не требующим лицензии. Также использует динамические метаданные. Так как формат был создан Samsung, из-за маркетинговых соображений он вряд ли появится на устройствах главных конкурентов компании. На сегодня он есть в телевизорах Samsung, Panasonic, TCL и Hisense. Не поддерживается UHD Blu-ray-дисками. Из стриминговых сервисов его используют Amazon Prime Video, HBO Max.
Реже встречаются следующие форматы:
HLG (Hybrid Log Gamma) — подразумевает один сигнал для HDR и SDR. Не использует метаданные и по качеству уступает всем выше перечисленным форматам. SDR-телевизоры способны отображать HLG, что позволяет использовать его в широком вещании. Поддерживается многими ТВ, но контента мало (например, некоторые YouTube-ролики).
Advanced HDR (SL-HDR1,2,3) — целый набор разных форматов, созданный Technicolor. Версия SL-HDR1 обратно совместима с SDR-телевизорами. SL-HDR2 использует динамические метаданные и похожа на Dolby Vision и HDR10+. SL-HDR3 — аналог HLG с динамическими метаданными. Встречается редко, контента еще нет, но потенциал огромный.
Теоретически все форматы могут быть собраны в одном телевизоре, но на практике это большая редкость. Обычно современные устройства имеют не больше 2-3 видов HDR. Чтобы узнать, какой формат поддерживает та или иная модель, надо зайти на сайт производителя и тщательно изучить спецификации.
Подведем итоги. HDR10 является самым популярным и распространенным форматом. Dolby Vision — продвинутый вариант для любителей кино. HLG может стать следующим шагом в эволюции ТВ-вещания. Будущее же HDR10+ и Advanced HDR остается пока под вопросом.
Темная сторона HDR
HDR великолепно выглядит на тестовых роликах и программах о природе и путешествиях. Однако его преимущества не столь очевидны в случае обычных фильмов.
Спустя какое-то время восторг проходит, HDR-видео начинает казаться неестественным, а глаза устают. Возможно, вина лежит на режиссерах, которые в погоне за яркой картинкой перегибают палку в расширении динамического диапазона контента. Любой яркий экран в темном помещении несет солидную нагрузку на глаза. HDR со своими яркими и насыщенными цветами только усугубляет проблему. Именно поэтому некоторые производители предлагают несколько уровней HDR для разных типов освещения.
Наглядные примеры явного перебора с HDR
Маркетологи преподносят HDR как большой бонус. При этом скромно умалчивается, что, по сути, технология ничего не стоит производителю. 4К-телевизоры и так имеют 10- или псевдо 10-битную матрицу, хорошую яркость и контрастность, а локальную подсветку ставят в телевизоры уже более 10 лет. Однако именно HDR, похоже, является основным направлением развития телевизионных технологий на ближайшие годы.
Работа с HDRI: за пределами видимого
Появление технологии HDR ознаменовало начало новой эры в мире цифровой фотографии. Благодаря ей у фотолюбителей появился новый метод обработки цветопередачи изображений. С помощью приложений, поддерживающих создание и редактирование HDR-изображений, можно без труда делать оригинальные и красивые фотографии.
⇡#Что такое HDR?
Каждый человек стремится к максимально точной передаче информации, но иногда это сделать практически невозможно. К примеру, компьютерные мониторы, в силу различия технических характеристик, по-разному передают цвета для одного и того же изображения. Кроме этого, есть недостатки, общие для всех мониторов. Самый большой из них — ограниченность динамического диапазона картинки, что приводит к недостоверной передаче яркости.
В реальной жизни свет может быть ярким, очень ярким, очень-очень ярким и так далее. Для любого монитора существует предел, ярче которого он не может светить. То же самое можно сказать и про нижний порог чувствительности устройства — на экране может показываться темная точка, однако на самом деле в этой точке должна была бы присутствовать мизерная доля яркости, которая не учитывается устройством по причине ограниченности динамического диапазона монитора.
Технология HDR-изображений была создана как раз для того, чтобы «спрятать» в фотографии данные, которые не может передать монитор. Изображения такого формата называются HDRI (High Dynamic Range Images). Они сохраняют намного больше информации о цветопередаче, чем файлы в графических форматах.
Для получения изображения с расширенным динамическим диапазоном используется серия снимков с разной экспозицией. Широкий динамический диапазон, который содержит HDR-изображение, дает возможность фотографу на этапе обработки фотографии в графическом редакторе проработать детали как на затененных, так и на светлых участках снимка.
⇡#Сферы применения HDR
Технология HDR имеет множество практических применений. Например, в 3D-графике HDR-изображения используют для создания «фальшивого» окружения. При создании трехмерной сцены из файла HDRI черпается информация об интенсивности освещения. Благодаря этому трехмерные объекты обретают реалистичные блики, полученные в результате отражения или преломления света. Кроме этого, картинка с широким динамическим диапазоном позволяет более реалистично передать информацию о распределении света в виртуальном мире трёхмерной сцены.
Как уже было сказано ранее, данная технология нашла свое применение и в коррекции фотографии, в частности — d настройке экспозиции. Сложные условия съемки (пасмурная погода, недостаточная освещенность, съемка против света и так далее) порой полностью исключают возможность получения качественного изображения. Наиболее наглядный пример — съемка против света. Большая выдержка приводит к тому, что объект на переднем плане получается видимым, но все объекты за ним остаются засвеченными. Если же установить слишком малую выдержку, мы станем свидетелями обратного явления — удаленные объекты будут хорошо видны, но передний фон на фотографии окажется полностью в тени. Иногда можно подобрать «золотую середину», когда изображение освещено равномерно, но порой этого сделать не удается. В таком случае снимок необходимо подкорректировать в графическом редакторе.
В том случае, когда найти идеальное значение выдержки не удается, поможет технология HDR. Современные цифровые фотоаппараты в большинстве своем не делают снимков такого формата, поэтому для получения изображения с широким динамическим диапазоном необходимо создать серию изображений с разными значениями экспозиции.
Некоторые модели цифровых фотокамер снабжены функцией серийной съемки с переменным значением выдержки. При отсутствии такой опции можно прибегнуть к ручному режиму, выполнив съемку со штатива.
Теоретически для создания изображения HDR будет достаточно даже двух снимков. Однако чем больше кадров будет использовано при компиляции изображения с широким динамическим диапазоном, тем выше будет качество изображения при конвертировании в привычный формат с узким динамическим диапазоном, например JPG.
Большее количество снимков позволит точнее настроить яркость и цвет на этапе постобработки фотографии и идеально выполнить компрессию динамического диапазона.
Отсутствие снимка с определенным значением выдержки будет означать отсутствие соответствующего участка динамического диапазона. Эта нехватка не является критической, но приведет к снижению точности информации об освещенности.
⇡#Инструмент HDR Photo Merge в Corel PaintShop Photo Pro X4
Существует большое количество программ для работы с изображениями в HDR-формате. Одним из самых простых, удобных и гибких инструментов для получения снимков в широком динамическом диапазоне является HDR Photo Merge, который входит в состав полупрофессионального фоторедактора Corel PaintShop Photo Pro X4.
При подготовке изображений для HDR-коррекции важно, чтобы вся серия этих снимков была сделана из одной точки, с нулевым смещением объектива. Для исправления выдержки необходимо выбрать в меню программы File → HDR → Exposure Merge, после чего указать расположение снимков с разной экспозицией.
Чтобы минимизировать возможность случайного изменения положения камеры, необходимо использовать штатив или просто найти хорошую точку опоры, например стену или перила. Но даже если снимки вышли слегка неровными, расстраиваться прежде времени не стоит.
Модуль HDR Photo Merge включает в себя очень точный инструмент выравнивания изображений, который позволяет компенсировать искажения перспективы, возникающие по причине разного положения объектива. Corel PaintShop Photo Pro может использовать два разных алгоритма выравнивания и даже автоматически обрезать край изображения, если угол съемки слишком различается.
Для достижения идеального HDR-эффекта следует нажать кнопку Align, чтобы исправить расхождение в контурах объектов на разных снимках серии. При этом длительность обработки кадров программой будет зависеть от количества используемых изображений. При коррекции экспозиции главной целью является преобразование диапазона яркостей HDRI в диапазон яркостей, отображаемых устройством вывода — монитором. Этот процесс, который носит название tone mapping, имитирует свойства человеческого зрения. В результате такого тонального преобразования получатся изображения стандартного динамического диапазона — JPG и тому подобные. Corel PaintShop Photo Pro включает в себя большое количество различных инструментов для настройки процесса компрессии динамического диапазона, устранения шумов, настройки четкости, баланса яркости и прочего. В модуле для работы с HDR присутствует даже инструмент для коррекции горизонта. Стоит также отметить, что инструмент для усиления четкости реализован методом High Pass, исключающим появление случайных артефактов вокруг контуров объектов.
В PaintShop Photo Pro интегрированы предварительные установки для разных моделей камер. Таким образом, если «творческий поиск» не входит в ваши планы, вы можете смело положиться на программу — PaintShop Photo Pro сделает коррекцию в полностью автоматическом режиме, с учетом технических особенностей вашего фотоаппарата.
⇡#Инструмент HDR Pro в Adobe Photoshop
Средствами для работы с HDRI-изображениями обладает графический редактор Adobe Photoshop. Для создания HDRI в этой программе нужно выбрать файлы с разной выдержкой через меню File → Automate → Merge to HDR. По сравнению с PaintShop Photo Pro, в Photoshop присутствует большее число настроек для управления тоном, насыщенностью и другими параметрами изображения, однако механизм выравнивания, на наш взгляд, реализован менее удачно.
В программе есть уже готовые наборы параметров для получения различных HDR-эффектов. Также поддерживается экспорт пользовательских настроек, благодаря чему фотограф может продолжать обработку снимков на другом компьютере, не тратя время на поиск оптимальных параметров.
Технология HDR Pro обеспечивает более точное управление тональным отображением и позволяет устранять «призраки» — объекты наподобие проезжающих мимо автомобилей, которые могут случайно попасть в один из кадров используемой для получения эффекта серии снимков. За удаление таких артефактов отвечает команда «Удалить двоение».
Важным моментом для пользователя инструмента HDR Pro в Photoshop является возможность сохранения конечного изображения в виде файла в формате HDR. Для этого в окне «Объединить в HDR Pro» нужно выбрать глубину цвета 32 бита и выполнить стандартную процедуру сохранения файла.
⇡#HDR Efex Pro — HDR-фотография как произведение искусства
Как это ни парадоксально, но цель, которую преследует фотограф может быть диаметрально противоположной — не достижение максимального реализма, а создание сюрреалистичной картины, далекой от реальности.
Для таких творческих личностей модуль HDR Efex Pro, несомненно, станет открытием. Этот плагин к Adobe Photoshop выпускается компанией Nik Software и служит отличным дополнением к стандартному набору средств для работы с технологией HDR. Также HDR Efex Pro может работать как дополнение к Lightroom или Aperture.
С помощью данного модуля можно всего несколькими щелчками мыши превратить любительский снимок в произведение искусства. Эта программа не ставит ограничений, существующих в других аналогичных программах, и позволяет создавать разнообразные художественные эффекты. HDR Efex Pro предоставляет возможность контроля цветопередачи изображения локально, настраивая процесс tone mapping отдельно, в разных точках фотографии.
Для применения HDR-коррекции в одной из областей снимка удобно использовать контрольные точки, обозначенные специальными маркерами в окне предварительного просмотра. Контрольная точка ставится в центр корректируемой области. При щелчке по маркеру контрольной точки в окне предварительного просмотра появляются дополнительные параметры — настройки интенсивности цвета, контрастности, оттенка, яркости, цветового баланса и тому подобного.
Количество используемых контрольных точек не ограниченно, их положение можно менять, перемещая по фотографии как корректирующий слой. Чтобы визуально наблюдать радиус корректируемой области, нужно щелкнуть по контрольной точке или попробовать изменить её положение. Также следует отметить наличие в HDR Efex Pro большого набора визуальных эффектов, с помощью которых обрабатываемой фотографии можно придать любое настроение — от яркого драматического заката до серого «зимнего» пейзажа.
⇡#Заключение
Кроме рассмотренных выше решений, существует еще множество самостоятельных программ, предназначенных для работы с HDRI. Однако принцип их действия в большинстве случаев точно такой же, и конечной целью является получение изображения с необычным эффектом или же фотографии, которая передает максимальное количество информации, без засветов и темных участков.