High Dynamic Range Video

Ukázka HDR časosběrného videa

High Dynamic Range video (HDR video) je video s vyšším dynamickým rozsahem než má tzv. Standard Dynamic Range (SDR). Vysoký dynamický rozsah nabízí lepší obraz napříč displeji a rozdíl je rozeznatelný i bez dokonalého zraku.[1]

Standardy kódování HDR využívají alespoň 10bitovou barevnou hloubku a pixely HDR kódují svítivost zachycenou z reálné scény s jasem vyšším než 100 cd/m2. HDR je schopno zachytit a zobrazit jasnější bílou a tmavší černou.[1][2]

Technologie

Vývoj

První videozáznamy HDR v reálném čase byly vytvořeny v roce 1990 kombinací dvou kamer s různou expozicí. Inovátor této technologie byl Georges Cornuéjols.[3]

První komerční kamera, která dokázala tvořit HDR obraz, byla představena v roce 1991 společností Hymatom.[3]

HDR video se začalo rozšiřovat s příchodem druhého milénia. Mezi nejznámější společnosti, které vyvíjí digitální snímače schopné vyššího dynamického rozsahu, patří například RED a Arri. HDR bylo u těchto společností zavedeno kolem roku 2010. Jako zajímavost lze uvést, že většina současných produkcí HDR je natáčena pomocí digitálních kamer Arri.[4][5]

Využití HDR technologie můžeme zajisté pozorovat u současných filmů. Především u speciálních efektů, které kombinují reálné a uměle vytvořené záběry (CGI).[6]

Zobrazení

Počátkem roku 2015 byly na veletrhu CES různými výrobci vůbec poprvé představeny displeje s podporou HDR.[7] Od té doby služby Amazon Prime Video (HDR10), Apple TV+ (Dolby Vision) a Netflix (HDR10 a Dolby Vision) začaly postupně nabízet vybraný obsah také v HDR verzi. YouTube uvedl podporu HDR v listopadu 2016.[8]

Produkce

V současné době existují dvě různé metody přenosu video obsahu HDR, které byly certifikovány pro formát Ultra HD Blu-ray (uveden v roce 2015). Aby bylo možné přehrávat HDR10, musí být televizory Ultra HD vybaveny rozhraním HDMI 2.0a nebo DisplayPortem 1.4.[9][10][11]

Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE) vytvořila standardy pro dynamická metadata. Vše je obsaženo v dokumentu: SMPTE ST 2094 nebo Dynamic Metadata for Color Volume Transform (DMCVT). Dokument zahrnuje čtyři aplikace společností Dolby, Philips, Samsung a Technicolor.[12]

Standardy

Perceptual quantizer

Perceptual Quantizer (PQ) je přenosová funkce, která byla definována společností Dolby Laboratories a byla standardizována jako SMPTE ST 2084. PQ je nová funkce EOTF (Electro-Optical Transfer Function) pro distribuci HDR a je zároveň standardem zahrnující efektivnější způsob, jak HDR prezentovat.[4][13][14]

Hybrid Log-Gamma

Hybrid Log-Gamma (HLG) je standard HDR, který byl vyvinut během společného projektu mezi BBC a NHK. HLG je řešení HDR, které se používá v oblasti televizního vysílání. Kombinuje videa se standardním dynamickým rozsahem (SDR) a s vysokým dynamickým rozsahem (HDR) do zdroje, který mohou televizory kompatibilní s HLG dekódovat a HDR zobrazit, zatímco nekompatibilní zařízení zobrazí pouze obraz se standardním dynamickým rozsahem (SDR).[4][15][16]

HDR10

HDR10 Media Profile nebo zkráceně HDR10, je rozšířením dynamické úrovně videa s 10bitovou barevnou hloubkou v barevném prostoru Rec. 2020. Interpretaci obrazových informací provádí výstupní zařízení. V závislosti na nastavení a možnostech zobrazení se zobrazený výsledek může výrazně lišit od ostatních. SMPTE ST-2084 (PQ) odešle barevnou kalibraci hlavního displeje použitého jako statická metadata SMPTE ST-2086 do výstupního zařízení.[17][18] Jedná se o otevřený standard podporovaný velkým počtem výrobců.[19]

Technické parametry:

Jas: od 400 cd/m²

Tónování: pro celý film

HDR10+

HDR10+ nebo také HDR10 Plus bylo veřejnosti představeno v dubnu 2017 společností Samsung a poskytovatelem video služeb Amazon Prime Video. Jedná se o otevřený standard bez licenčních poplatků.[20] HDR10+ je technologie HDR, která přidává dynamická metadata ke statickým metadatům předchozího standardu HDR10.

V roce 2017 bylo oznámeno, že filmová produkční společnost 20th Century Fox a společnost Panasonic budou HDR10+ podporovat. Společně se společností Samsung vytvořili HDR10+ alianci.[21][22]

Technické parametry:

Jas: od 1000 cd/m²

Tónování: pro jednotlivou scénu

Dolby Vision

Dolby Vision je standard poskytující vysoký dynamický rozsah (HDR) a široký barevný gamutový obsah.[23] V současné době existuje ve dvou verzích. Jedna verze je pro distribuci do TV (Dolby Vision Home) a druhá pro distribuci do kin (Dolby Vision Cinema). Dolby Vision používá k distribuci EOTF SMPTE 2084 (PQ). Využívá i dynamická metadata (SMPTE ST 2094), aby byl výstup kompatibilní s displeji SDR. Pokud jde o jas, Dolby Vision je specifikováno od 0 do 10 000 nitů.[4][24] Na rozdíl od HDR10+ je u Dolby Vision výrobce zařízení povinen platit licenční poplatky.[25]

Technické parametry:

Jas: od 1000 cd/m²

Tónování: pro jednotlivou scénu

DisplayHDR

DisplayHDR je standard od společnosti VESA, jehož cílem bylo přidat ke standardu HDR10 další parametry, jako je maximální svit černé barvy, odezvy, rozsahu barev a podsvětlení. Dále pak jas, barevný gamut, bitová hloubka. Tato certifikace je také založena na principu opensource.[26]

Technické parametry:

Porovnání standardů DisplayHDR[27]
Název standardu označující minimální hodnotu jasu při osvětlení na maximumRozsah barevTypická technologie stmíváníMaximální jas černého podsvíceníMaximální prodleva při úpravě podsvícení
400 cd/m2sRGBÚroveň obrazovky0.4 cd/m28
500 cd/m2WCG*Úroveň zóny0.1 cd/m28
600 cd/m2WCG*Úroveň zóny0.1 cd/m28
1000 cd/m2WCG*Úroveň zóny0.05 cd/m28
1400 cd/m2WCG*Úroveň zóny0.02 cd/m28
True Black 400 cd/m2WCG*Úroveň pixelu0.0005 cd/m22
True Black 500 cd/m2WCG*Úroveň pixelu0.0005 cd/m22
True Black 600 cd/m2WCG*Úroveň pixelu0.0005 cd/m22

Odkazy

Reference

  1. ↑ a b C. Ozcinar; P. LAUGA; G. VALENZISE; F. DUFAUX. Spatio-Temporal Constrained Tone Mapping Operator for HDR Video Compression. www.researchgate.net. Dostupné online. (anglicky) 
  2. ↑ T. Borer; A. COTTON. A "Display Independent" High Dynamic Range Television System. downloads.bbc.co.uk. BBC. Dostupné online. (anglicky) 
  3. ↑ a b Device for increasing the dynamic range of a camera. espacenet.com. Academy of Motion Picture Arts and Sciences. Dostupné online. (anglicky) 
  4. ↑ a b c d ARRI | Inspiring your Vision [online]. Dostupné online. (anglicky) 
  5. ↑ RED Digital Cinema | 8K & 5K Professional Cameras [online]. Dostupné online. (anglicky) 
  6. ↑ Art of HDR [online]. Dostupné online. (anglicky) 
  7. ↑ High Dynamic Range arrives [online]. Dostupné online. (anglicky) 
  8. ↑ True colors: adding support for HDR videos on YouTube [online]. Dostupné online. (anglicky) 
  9. ↑ HDMI 2.0a Spec Released, HDR Capability Added. www.twice.com. Twice, April 8, 2015. Dostupné online. (anglicky) 
  10. ↑ VESA Updates Display Stream Compression Standard to Support New Applications and Richer Display Content [online]. PRNewswire, 27 January 2016. Dostupné online. (anglicky) 
  11. ↑ HDMI 1.3 vs HDMI 1.4 vs HDMI 2.0 [online]. Dostupné online. (anglicky) 
  12. ↑ https://forum.selur.net/attachment.php?aid=611
  13. ↑ What Is EOTF? A Basic Definition [online]. Dostupné online. (anglicky) 
  14. ↑ https://professional.dolby.com/siteassets/pdfs/dolby-vision-whitepaper_an-introduction-to-dolby-vision_0916.pdf
  15. ↑ https://tech.ebu.ch/docs/events/IBC2015/IBC_Fact_Sheet_HDR_Demo_Final.pdf
  16. ↑ What Hybrid log gamma means for your TV [online]. Dostupné online. (anglicky) 
  17. ↑ Rachel Cericola. What Makes a TV HDR-Compatible? The CEA Sets Guidelines. www.bigpicturebigsound.com. Big Picture Big Sound, 2015-08-27. Dostupné online. (anglicky) 
  18. ↑ Adrienne Maxwell. Dolby Vision vs. HDR10: What You Need to Know. hometheaterreview.com. hometheaterreview.com, 2016-05-02. Dostupné online. (anglicky) 
  19. ↑ David Katzmaier. Vizio upgrades TVs to work with both HDR formats (hands-on). www.cnet.com. 2016-08-10. Dostupné online. (anglicky) 
  20. ↑ Samsung and Amazon Video Deliver Next Generation HDR Video Experience with Updated Open Standard HDR10+. news.samsung.com. Samsung, 2017-04-20. Dostupné v archivu pořízeném dne 2017-06-13. (anglicky) 
  21. ↑ HDR10+LLC. www.hdr10plus.org. hdr10+llc, 2019-05-24. Dostupné online. (anglicky) 
  22. ↑ Ramus Larsen. Samsung, Panasonic & 20th Century Fox form HDR10+ alliance. www.flatpanelshd.com. flatpanelshd, 2017-08-28. Dostupné online. (anglicky) 
  23. ↑ Dolby Laboratories. Dolby Vision [online]. Dostupné online. (anglicky) 
  24. ↑ Tim Moynihan. What you need to know before buying an HDR TV. www.wired.com. 2016-01-20. Dostupné online. (anglicky) 
  25. ↑ Giles Baker. Dolby Vision and HDR10: What Format War?. www.linkedin.com. LinkedIn, 2016-09-20. Dostupné online. (anglicky) 
  26. ↑ What Is DisplayHDR?. How-To Geek [online]. 2022-04-24 [cit. 2023-07-29]. Dostupné online. (anglicky) 
  27. ↑ Vesa Certified DisplayHDR™. VESA Certified DisplayHDR™ [online]. [cit. 2023-07-29]. Dostupné online. (anglicky) 

Související články

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Hdr time lapse montage.ogg
Autor: Swilsonmc, Licence: CC BY-SA 3.0
A video mix of two time-lapse sequences. Each video frame consists of three photographs shot at three different EV stops. The three photographs were then combined into a single High Dynamic Range (HDR) image. Software used: Photomatix (hdrsoft.com).

Automated shooting of sequence using a Canon Powershot S5IS with "simple intervalometer" CHDK firmware hack.

Image sequences combined and rendered using QuickTime Pro.

Location of shots: Provo Bay Harbor, Provo, Utah, USA