Оригинальная статья «HDR terminology demystified». Перевод с английского — специально для andyfiord.com. Спасибо редакции и автору Yoeri Geutskens за согласие на перевод и пост этой статьи. Она одна из лучших по этой теме, равно как и сам ресурс flatpanelshd.com.
Сфера HDR-видео сама по себе достаточно сложна для понимания, да еще и производители телевизоров сбивают с толку своими собственными наименованиями. Причем довольно часто. В их продукции применяется большое количество технологий, о различиях и преимуществах которых необходимо говорить доступным для потребителя языком.
На протяжении уже нескольких лет понятие HDR является, безусловно, одним из наиболее актуальных в отрасли, практически ни один производитель не остался в стороне. Поэтому естественно, что вокруг этой технологии такой большой ажиотаж. Посмотрите, что произошло после того, как LG с успехом вывела на рынок устройства с OLED-панелями: по их примеру компания Samsung представила миру QLED, у Vizio появились телевизоры XLED, а у Hisense — ULED (между прочим, все на основе ЖК-панелей со светодиодной подсветкой, в отличие от дисплеев с собственным светоизлучением — таких как OLED). Чтобы разобраться, что такое, собственно, HDR, прочитайте «The state of HDR video mid-2017» (статья на англ. яз. «О текущем состоянии технологии HDR» — прим. пер.).
Даже тем, кто профессионально пишет статьи по этой теме, бывает сложно разобраться в понятиях. Так, однажды в ходе поиска какой-то информации в Google я наткнулся на удивившее меня пояснение о том, что такое LG HDR Pro: «HDR Pro — по сути, маркетинговый термин для HDR10». Вероятно, Google взял текст с этой страницы, а она, в свою очередь, ссылается на статью на сайте TechRadar. Насколько мне известно, между HDR10 и HDR Pro есть некоторая корреляция. Не зря же свои телевизоры 2016 модельного года с поддержкой HDR10 компания LG назвала HDR Pro. Однако ставить знак равенства между двумя этими технологиями нельзя. В конце концов, зачем придумывать новое название, если существует старое?
Вот что мы видим на сайте самой компании LG:
«4K-телевизоры LG с HDR Pro. Покупайте 4К-телевизоры LG 2016 модельного года с поддержкой HDR10 — или HDR Pro. Их полное соответствие этому новому стандарту обеспечивает невероятное качество изображения».
На мой взгляд, путаница возникла из-за того, что уточнение «или HDR Pro» было воспринято как относящееся к сокращению «HDR10», а не к 4К-телевизорам LG, которые, по всей видимости, имелись в виду. Этот пример хорошо иллюстрируют, как возникает путаница в понятиях.
Стандарты HDR
В маркетинге современных телевизоров используются десятки, а может, и сотни терминов, требующих пояснения. Эта статья посвящена устройствам на основе технологии HDR. Во избежание дальнейшей путаницы мы рассмотрим все наименования, которые используются производителями при продвижении HDR-функций. Но перед этим давайте разберемся с иногда удивительно похожими между собой обозначениями стандартов.
HDR10
На сегодняшний день это самый часто встречающийся формат HDR. С ним совместимы практически все телевизоры HDR (из которых сегодня уже почти каждый относится к UHD-устройствам), как и любой потоковый HDR-сервис или стриминговая система, не говоря уже о дисках Blu-ray качества Ultra HD, для которых поддержка HDR10 обязательна.
Стандарт HDR10 основан на технологии так называемого перцепционного квантизатора, разработанного компанией Dolby, по системе SMPTE-ST.2084 с дополнительными статическими метаданными ST.2086. Несмотря на четко сформулированные нормы, производители телевизоров и прочие участники рынка более или менее свободны в порядке представления метаданных. Некоторые просто игнорируют эти нормы и создают собственные схемы. Подробнее с такими случаями можно ознакомиться здесь.
PQ10
Возможно, наименее известный формат HDR. По сути, это тот же HDR10, но без метаданных. Другими словами — перцепционный квантизатор (или просто PQ, от англ. Perceptive Quantizer) по стандарту ST.2084 с 10-битной глубиной цвета. Сколько устройств поддерживает этот формат — неизвестно, производители почти никогда не указывают такую информацию. Теоретически каждое устройство, совместимое с HDR10, должно поддерживать и PQ10, так как наличие метаданных для HDR10 опционально.
Dolby Vision
Разработанный, как видно из названия, компанией Dolby, это один из HDR-форматов, предполагающих наличие динамических метаданных, а именно по стандарту ST-2094/10. Dolby Vision обеспечивает изображение с глубиной цвета 12 или 10 бит, в зависимости от носителя. Благодаря динамическим метаданным параметры воссоздания видеоинформации не статичны для всей видеозаписи, а могут изменяться в ходе воспроизведения. Однако, возможно, более важным является то, что, в отличие от HDR10, стандарт Dolby Vision точно указывает на порядок использования метаданных, обеспечивая лучшее управление качеством изображения на всех этапах его создания и воспроизведения.
Если вы захотите узнать больше о технологии Dolby Vision, вы, вероятно, столкнетесь с информацией о разнице между однослойными и двумя типами двухслойных сигналов, а также о различных видах профилей и уровней. О стандарте Dolby Vision можно рассказать еще многое, но в рамках настоящей статьи мы не будем углубляться в эту тему. Примечание о документе Dolby по последней ссылке: вы не найдете в нем упоминания знаменитого профиля малой задержки, потому что, строго говоря, его не существует.
HDR10+
Эта технология разработана компанией Samsung при поддержке Panasonic и имеет то же назначение, что и Dolby Vision, на основе метаданных стандарта ST.2094/40. Она, может быть, несколько уступает Dolby Vision в степени проработанности и работает с намного меньшим количеством данных. Главное преимущество в том, что альянс разработчиков HDR10+ не требует лицензионных отчислений за каждый продукт. Тем не менее, некоторые производители, такие как LG и Sony, по каким-то соображениям отказываются поддерживать эту технологию. HDR10+ позиционируется как обновленная версия HDR10, поэтому, если оборудование не воспроизводит видеоинформацию в этом формате, оно просто работает с ней как с сигналом HDR10, с которым справляется. Такая технология напоминает некоторые (двухслойные) версии Dolby Vision.
Samsung пытается убедить пользователей в том, что HDR10+ является открытым стандартом, но на самом деле он проприетарный. Стандарт не требует лицензионных отчислений за каждый отдельный продукт, однако лицензию все же нужно приобрести, оплатив небольшой членский взнос и согласившись с определенными условиями по защите прав интеллектуальной собственности.
HLG
Hybrid Log Gamma — технология, разработанная британской и японской телекомпаниями BBC и NHK. HLG является единственным форматом, не основанным на технологии PQ. Главные преимущества стандарта HLG в том, что он поддерживается значительно большим количеством устройств, чем PQ. Также HLG позволяет транслировать один и тот же сигнал телевизорам как с расширенным (HDR), так и со стандартным (SDR) динамическим диапазоном, если те поддерживают широкую цветовую гамму (WCG), а конкретно — цветовое пространство Rec.2020. А к таким телевизорам относятся все устройства Ultra HD, за исключением самых первых моделей примерно 2014 года, созданных в период высоких цен и малых оборотов.
HLG10 — другая версия HLG, разработанная при поддержке организации Ultra HD Forum. Этот формат обеспечивает 10-битную глубину цвета и поддерживает цветовое пространство Rec.2100.
Advanced HDR от Technicolor
Это семейство форматов HDR, изначально известное как Prime Single, было создано в сотрудничестве с компанией Philips, опять же на основе технологии PQ. Главные из них — SL-HDR1 и SL-HDR2 основаны на SDR и HDR10 соответственно. Эти форматы до сих пор почти не встречаются в продаже, хотя и представлены в производстве. Technicolor и Philips также задумали новый формат на основе HLG — SL-HDR3. На данный момент он находится в разработке.
HDR-термины, созданные производителями телевизоров
Теперь поговорим о том, в какой степени разные бренды производителей телевизоров поддерживают вышеуказанные стандарты. Полная информация по этому вопросу доступна в навигаторе по экосистеме HDR. Но разнообразие на этом не заканчивается, напротив, именно здесь оно только начинается. В попытке выделиться на фоне конкурентов производители телевизоров изобретают собственные уникальные термины, дабы добавить солидности в свои рекламные материалы. И с этого момента начинается настоящая путаница.
Samsung
Как уже говорилось, HDR10+ — это стандарт, предложенный Samsung и впоследствии поддержанный Panasonic.
Это довольно странно, но у них также есть функция под названием HDR+, которая не имеет никакого отношения к рассматриваемому нами вопросу. Если вас это сбивает с толку, не волнуйтесь, не вас одних, но и их собственный отдел маркетинга. HDR+ является (или, скорее, являлся) названием алгоритма ап-конверсии из SDR в HDR от Samsung. Возможно, название вроде SHDR подошло бы лучше. Так или иначе, в Samsung решили отказаться от этой функции в своей линейке 2019 года.
1000 — намного больше, чем 10, поэтому HDR 1000 должно звучать солиднее, чем HDR10. Если не считать того, что речь идет о совершенно разных вещах. HDR 1000 — попросту коммерческое название функции от Samsung. Оно указывает на то, что определенные модели телевизоров способны выдавать картинку с пиковой яркостью 1000 нит. Возможно, этот термин больше ничего и не обозначает. Также у Samsung есть HDR 1500 (пиковая яркость 1500 нит) и HDR 2000. Они известны под еще более сбивающими с толку названиями — QHDR (вероятно, из-за связи с линейкой QLED) и Q HDR 2000. Очевидно, что у них теперь все с приставкой Q: Q Color, Q Contrast Ultimate, Q Viewing Angle, Q Display и даже Q Engine. Ах да, в некоторых странах Samsung также предлагает Q Picture, Q Style и Q Smart. Несколькими годами ранее компания аналогичным образом использовала приставку S, в частности, SUHD.
Получается, что 2000 — это характеристика яркости, а не год. Теперь вы, наверное, уже поняли, к чему они клонят… Правильно, самую последнюю функцию они назвали HDR 4000. Или Q HDR 4000. Нет, давайте не будем называть ее HDR 4K. Это окончательно свело бы с ума уйму людей. Вопрос, который интересует каждого: почему бы просто не назвать ее 4000 нит?
А вот еще превосходный образец маркетингового творчества Samsung — Q HDR Elite. У него даже нет четкого определения. То же, возможно, относится и к технологии Quantum HDR, которая может быть каким-то образом связана с линейкой Samsung 8K QLED. Само название предполагает сочетание ЖК-дисплея с подсветкой на квантовых точках c HDR, однако компания ни разъясняет, ни подтверждает этого, за исключением данного довольно неопределенного видео и вот этого.
Может ли что-то быть лучше, чем Q HDR Elite? Конечно, Q HDR EliteMax. «Наш максимально широкий динамический диапазон с поддержкой HDR 10+, разработанный специально для Q9, не оставит равнодушными самых требовательных пользователей».
Кроме того, вам могут встретиться не менее загадочные термины Quantum HDR 12X и Quantum HDR 16X. Согласно данному разъяснению, это не более чем замысловатое рекламное название, придуманное, чтобы отделить телевизоры 2019 года от телевизоров 2018 года безо всякой новой технической подоплеки. Вероятнее всего, они не имеют отношения к HDR 10+, как бы этого ни хотелось. Числа 12X и 16X, скорее всего, указывают на пиковую яркость, а, точнее, это множители какой-то базовой величины. Если верить цифрам, то это 100 нит HD-телевизора.
LG
Давайте начнем вести словарь LG с термина HDR Pro, уже упомянутого в начале статьи. Согласно LG HK, «HDR Pro регулирует яркость экрана для получения четкости проецируемых изображений, сопоставимой с реальной жизнью. С UHD-телевизором LG вы можете в полной мере раскрыть потенциал яркости своего экрана и рассмотреть каждую деталь. С HDR Pro вы можете наслаждаться яркими и четкими сценами». Ну вот опять!
Похоже, что на самом деле HDR Pro — это алгоритм LG по динамической настройке HDR-контента с помощью статических метаданных или вообще без них. Как так? В 2018 г. компания LG отказалась от термина HDR Pro и заменила его на два новых: HDR10 Pro и HLG Pro. Как уже говорилось ранее, в HLG статические метаданные не используются, а в HDR10 они являются необязательными. Необязательные они в том смысле, что могут полностью отсутствовать. В этом случае можно говорить о PQ10. Они могут отсутствовать, поскольку алгоритм LG с высокой вероятностью отбрасывает их и основывается исключительно на своих предположениях о том, как должен выглядеть тот или иной контент. Иногда этот алгоритм называют «динамической инъекцией метаданных» и, не смотря на некоторые опущенные мною отличительные особенности, LG явно произвела ребрендинг этой функции и назвала ее Active HDR.
В некоторой степени она связана с алгоритмом ап-конверсии LG из SDR в HDR. Они называют это HDR-эффектом. В LG сделали эту функцию трехуровневой: High (высокое значение), Medium (среднее) и Light (низкое).
Получается, что Cinema HDR — это название для функции LG, объединяющей четыре изюминки HDR: «4K Cinema HDR от LG позволяет воплотить в жизнь режиссерское видение фильма за счет поддержки большинства форматов HDR. Ощутите настоящее кинематографическое качество у себя дома с Dolby Vision™ и Advanced HDR от Technicolor, а также HDR10 Pro и HLG Pro». По всей видимости, этот термин ничего больше не значит.
Наконец, у LG есть еще технология OLED HDR, которая «обеспечивает премиальное качество изображения с неограниченной контрастностью в формате HDR на телевизорах за счет поддержки как HDR10, так и Dolby Vision». На OLED-телевизорах, конечно же. В LG решили, что не лишним будет еще раз напомнить потребителям об отличиях OLED- и ЖК-телевизоров, и не более того. А, поскольку в LG эти ЖК-телевизоры выпускаются под брендом Super UHD TV, их HDR-технологии получили название HDR Super.
Philips
Компания TP Vision, которая производит телевизоры под брендом Philips для большинства стран, за исключением Северной Америки, использует (или использовала) термины HDR Plus и HDR Premium, чтобы разграничить HDR-телевизоры c пиковой яркостью 400 нит и 700 нит соответственно.
HDR Perfect — это функция на некоторых телевизорах TP Vision, изначально характерная только для 901F OLED, увеличивающая яркость и контрастность HDR-контента.
Кстати, OLED+— это название, которое было дано связке из OLED-панели, их видеопроцессора P5, фоновой подсветки и аудиосистемы B&W.
Компания P&F USA (Philips и Funai), выпускающая телевизоры под брендом Philips для североамериканского рынка, — редкий экземпляр среди производителей, поскольку придерживается стандартных наименований, таких как HDR10 и Dolby Vision, а не изобретает собственные названия для HDR-функций.
TCL
Из пресс-релиза компании: «TCL применяет технологию HDR Pro Gamma для создания собственной карты тонов для различных условий и точного воспроизведения деталей, делая их видимыми при любом освещении. Для раскрытия внушительного потенциала HDR в любых условиях, как в темных домашних кинотеатрах, так и в светлых жилых комнатах, новая функция TCL HDR Pro Gamma обеспечивает идеальную видимость каждой детали развлекательного HDR-контента. В 6 серии предусмотрены настройки изображения для темных домашних кинотеатров (HDR Dark), жилых комнат с освещением средней яркости (HDR Normal) и даже самых засвеченных солнцем помещений (HDR Bright), которые обеспечат впечатляющее качество HDR-контента в любом месте и в любое время».
Не совсем понятно, отличается ли чем-нибудь функция HDR Pro, используемая подразделением TCL Europe, от указанной выше. Все, что у нас есть на этот счет — это краткое видео и заявление о «превосходной контрастности, ярких точных цветах и тончайших деталях».
Hisense
Как и любой другой уважающий себя бренд производителей телевизоров, Hisense изобрела собственные термины. HDR Supreme — «отображает широкий и богатый спектр цветов с более светлой белизной, придавая изображению еще больше четкости и динамичности». Источник: эта страница. Соответствующий логотип указывает, что данные телевизоры имеют пиковую яркость 2200 нит.
С другой стороны, еще один термин из словаря Hisense, HDR Perfect, относится к телевизорам, совместимым с HDR10 и HLG и имеющим яркость до 600 нит.
Этот подход к именованию HDR-функций аналогичен тому, что используется для телевизоров Philips или TP Vision. Фактически для одного случая они применяют тот же термин, хотя и с другим определением.
Hisense также прибегает к термину HDR Plus, но он обозначает нечто другое, нежели у Samsung. «HDR Plus выходит за границы всех этих функций в сочетании с технологиями, характерными для ULED-телевизоров. HDR Plus создает более широкий цветовой охват, позволяющий выделить детали на экране ярче и точнее. Белый становится еще светлее, черный — еще темнее, а другие цвета — еще реальнее!». Стоит ли за этим нечто большее, чем ничего не значащее маркетинговое заявление, довольно сложно определить, основываясь на этой информации.
Sony
О Sony можно сказать в нескольких словах. Поскольку этот бренд просто обожает 4K HDR, он как обычно выступает с множеством названий своих интересных функций, ни одно из которых не меняет понятия HDR. За исключением разве что HDR Remaster. Как объясняется на этой странице, «благодаря объектно-ориентированной функции HDR Remaster, анализируются цвета отдельных объектов на экране и в зависимости от них настраивается контраст, в отличие от большинства других телевизоров, в которых контраст регулируется лишь в пределах кривой от черного к белому».
Там же присутствуют понятия X-tended Dynamic Range и X-tended Dynamic Range Pro. «Путем точной балансировки испускаемого света по всей площади экрана, затенения некоторых областей и увеличения яркости других функция X-tended Dynamic Range PRO в несколько раз расширяет диапазон яркости по сравнению с обычными телевизорами со светодиодной подсветкой и доводит качество любого источника до близкого к HDR и имеющего более широкие границы яркости». Похоже, это то, что Sony называет технологией ап-конверсии из SDR в HDR.
Sony дала этой функции аббревиатуру XDR, и в технических характеристиках или в описании продукции вы можете столкнуться с термином XDR Contrast, после которого идет число, которое указывает на предполагаемую степень улучшения контрастности, от 5X до 20X.
Daiwa
Вот еще один бренд производителей телевизоров — Daiwa. Если это название вам ничего не говорит, то это только потому, что оно распространено, в основном в Индии. Компания ввела в употребление термин HDRX, но что он означает, неизвестно.
Apple
На конференции разработчиков Apple WWDC 19 компания представила свой XDR-монитор. У Apple XDR обозначает не «расширенный динамический диапазон» (Extended Dynamic Range) как у Sony, а ни много ни мало, «экстремальный динамический диапазон» (Extreme Dynamic Range). Характеристики монитора определенно впечатляют, особенно того, который предназначен для «ПК». Он способен выдавать и поддерживать 1000 нит яркости в полноэкранном режиме, до 1600 нит пиковой яркости, имеет коэффициент контрастности 1 000 000:1 и охват DCI-P3. Однако эти параметры все равно укладываются в рамки общих спецификаций HDR.
VESA
VESA — это не бренд производителя телевизоров и даже не производителя мониторов. Это организация технической стандартизации компьютерных дисплеев, формально известная как Ассоциация по стандартам в области видеоэлектроники. VESA изначально была создана для продвижения формата 600×800 SVGA, но, со временем создала множество стандартов, включая DisplayPort. Относительно недавно ассоциация постаралась определить нормы технических характеристик HDR для мониторов. Их разделили на три уровня: базовый, средний и высокий, соответственно DisplayHDR 400, DisplayHDR 600 и DisplayHDR 1000. Числа просто указывают на пиковую яркость в нитах. Более подробную информацию см. здесь.
VESA добавила наклейку DisplayHDR True Black для OLED-панелей и других эмиссионных дисплеев.
![VESA Certified DisplayHDR [True Black]](https://andyfiordlab.ru/blog/wp-content/uploads/2021/03/hdrterminology-15.jpg)
UHD Alliance
UHD Alliance — консорциум, состоящий, в основном, из новых производителей телевизоров и голливудских студий, сформулировал несколько норм. Первая называется Ultra HD Premium. Я упоминаю ее здесь, поскольку она, по большей части, относится к HDR. В чем ее суть, вы можете узнать здесь.
Совсем недавно UHDA сформулировал норму для мобильных устройств (т.е. не для телевизоров) под названием Mobile HDR Premium. Подробнее о ней см. здесь.
«HDR» в фотографии
Мы, наконец, закончили с названиями HDR-функций для видео? Вероятно, да. Хотя я мог пропустить несколько терминов. Но HDR на этом не заканчивается. Есть еще нечто, имеющее такое же название — HDR в фотографии. Это совершенно другая тема, которая хорошо описана здесь.
Вкратце «HDR» в фотографии означает объединение нескольких снимков с разными значениями экспозиции в один с увеличенной контрастностью. Такая технология также называется «экспозиционным синтезом» или «брекетингом». Почему я поместил слово HDR в кавычки? Потому что полученное изображение все равно остается изображением SDR. Оно может идеально отображаться на SDR-дисплее или на бумаге.
Но есть одно исключение, которое свидетельствует о том, что ситуация может поменяться. Некоторые последние камеры Panasonic Lumix (модели 2019 г.) могут снимать неподвижные изображения в формате HLG Photo и отображать их на практически всех моделях телевизоров Panasonic модельного ряда 2019 г.
Как бы то ни было, поскольку самые крупные производители фотокамер — теперь компании-производители смартфонов, давайте вкратце пробежимся по HDR-функциям, которые они предлагают, чтобы вы в них не запутались.
Apple Smart HDR сглаживает засветы и осветляет темные участки, делая освещение ровным, что может снижать детализацию, из-за чего фотографии могут выглядеть слегка искусственными. В этом обзоре вы найдете более подробную информацию.
Google HDR+ (не путать с Samsung-овским HDR+) — это похожая форма «вычислительной фотографии» с использованием «серийной съемки». Эта функция работает не только на телефонах Google Pixel, но и в приложении Google Camera, которое будет работать и на других телефонах Android.
Asus на своих смартфонах предлагает функцию Enhanced HDR+ или кратко HDR++.
Итог
Производители телевизоров, в основном, используют свои собственные названия для HDR в двух целях:
- Для обозначения алгоритмов обработки, в частности, ап-конверсии из SDR в HDR, чтобы SDR выглядело как HDR, «динамической инъекцией метаданных», чтобы HDR со статическими или отсутствующими метаданными выглядело как динамическое HDR, и в любых других вариантах обработки, призванных повысить качество воспроизведения HDR-видео.
- Для разграничения своих продуктов начального, среднего и высокого уровня, в основном, по пиковой яркости в нитах (простой термин для обозначения значения в канделах на квадратный метр — кд/м2).
Надеюсь, данное руководство научит вас отделять зерна он маркетинговой шелухи.
Если у вас остались вопросы о HDR-функциях, напишите об этом в комментариях.