Video med høyt dynamisk område- High-dynamic-range video
High-dynamic-range ( HDR ) er en teknologi for måten luminans og farger representeres i videoer og bilder. Det står i kontrast til standard-dynamisk område (SDR), som har blitt betegnelsen på eldre teknologi. HDR tilbyr muligheten til å representere vesentlig lysere høydepunkter, mørkere skygger, flere detaljer på begge sider og mer fargerike farger enn det som tidligere var mulig.
HDR muliggjør bedre bruk av skjermer med høy lysstyrke , kontrast og fargemuligheter . Det øker ikke skjermens evner, og ikke alle HDR -skjermer har de samme mulighetene. HDR -innhold vil dermed se annerledes ut, avhengig av hvilken skjerm som brukes.
HDR10 , HDR10+ , Dolby Vision og HLG er vanlige HDR -formater.
HDR -teknologien knyttet til skjermer kom i 2014 først for video. Den er nå også tilgjengelig for stillbilder.
Beskrivelse
Andre teknologier før HDR forbedret bildekvaliteten ved å øke pikselmengden ( oppløsning og bildefrekvens ). HDR forbedrer pikselkvaliteten.
Selv om CRT ikke brukes lenger og moderne skjermer ofte har mye høyere kapasitet, er SDR -formatet fortsatt basert og begrenset til CRTs egenskaper. HDR overvinner disse grensene.
SDR -formater kan representere opptil et maksimalt luminansnivå på rundt 100 nits , mens for HDR går det opp til minst 1000 nits og i noen formater opptil 10.000 nits. HDR støtter også representasjon av lavere svartnivåer og mer mettede farger (dvs. mer fargerike farger). De vanligste SDR -formatene er begrenset til Rec. 709 / sRGB -område, mens vanlige HDR -formater bruker Rec. 2100 farger primaries som er et bredt fargespekter (WCG).
Dette er de tekniske grensene for HDR -formater. HDR-innhold er ofte begrenset til en maksimal lysstyrke på 1000 eller 4000 nits og DCI-P3- farger, selv om de er lagret i et format med høyere kapasitet. Skjermens muligheter varierer, og ingen nåværende skjerm er i stand til å gjengi alt det maksimale området for lysstyrke og farger som kan lagres i HDR -formater.
HDR -video innebærer opptak, produksjon, innhold/koding og visning.
fordeler
Hovedfordeler:
- Høydepunkter (dvs. de lyseste delene av bildet) kan samtidig være vesentlig lysere, mer fargerike og ha flere detaljer.
- Lowlights (dvs. de mørkeste delene av bildet) kan være mørkere og ha flere detaljer.
- De fargerike delene av bildet kan være enda mer fargerike . (Dette oppnås ved bruk av WCG som ikke er vanlig for SDR og vanlig for HDR.)
Andre fordeler:
- Mer realistisk luminansvariasjon mellom scener som sollys, innendørs og nattscener.
- Bedre overflatematerialeidentifikasjon.
- Bedre dybdeoppfatning, selv med 2D-bilder.
Den økte maksimale lysstyrken kan brukes til å øke lysstyrken på små områder uten å øke det generelle bildets lysstyrke, noe som resulterer i for eksempel lyse refleksjoner av skinnende objekter, lyse stjerner i en mørk nattscene, lys og fargerik ild eller solnedgang, lys og fargerike lysemitterende gjenstander. Innholdsskapere kan velge måten de bruker de økte mulighetene. De kan også velge å begrense seg til grensene for SDR, selv om innholdet leveres i et HDR -format.
Kreative hensikter bevaring
For at de kreative hensiktene skal bevares, krever videoformater at innhold skal vises og vises i henhold til standardene.
HDR -formater som bruker dynamiske metadata (for eksempel Dolby Vision og HDR10+) kan vises på hvilken som helst kompatibel skjerm. Metadataene lar bildet justeres til skjermen i henhold til de kreative hensiktene. Andre HDR -formater (for eksempel HDR10 og HLG) krever at forbrukerdisplayet har minst samme evne som masterdisplayet. De kreative hensiktene er ikke sikret å bli bevart på skjermer med lavere kapasitet.
For optimal kvalitet må innholdet sees i et relativt mørkt miljø. Dolby Vision IQ og HDR10+ Adaptive justerer innholdet i henhold til omgivelseslyset .
Andre HDR -teknologier
Den HDR-fangst teknikken brukt i mange år i fotografering øke det dynamiske området fanget av kameraene . Bildene må deretter tonekartes til SDR . Nå kan de lagres i HDR -format (for eksempel HDR10) som kan brukes til å vise bildene i et høyere lysstyrkeområde .
Tidligere formater med høyt dynamisk område, for eksempel rå og logaritmiske formater, var bare ment å bli brukt til lagring. Før de når forbrukeren, må de konverteres til SDR (dvs. gammakurve ). Nå kan de også konverteres til et HDR -format (for eksempel HDR10) og vises med et høyere lysstyrke- og fargeområde .
Formater
Siden 2014 har flere HDR -formater dukket opp, inkludert HDR10 , HDR10+ , Dolby Vision og HLG . Noen formater er royalty-fri, andre krever lisens og noen er mer kapable enn andre.
Dolby Vision og HDR10+ inkluderer dynamiske metadata mens HDR10 og HLG ikke gjør det. De brukes til å forbedre bildekvaliteten på begrensede skjermer som ikke er i stand til å gjengi en HDR -video på den måten den er laget og levert. Dynamiske metadata lar innholdsskapere kontrollere og velge måten bildet justeres på. Når displayer med lav kapasitet brukes og dynamiske metadata ikke er tilgjengelige, vil resultatet variere avhengig av skjermens valg, og kunstneriske hensikter blir kanskje ikke bevart.
HDR10
.svg){kind=logo}
HDR10 medieprofil , mer kjent som HDR10 , er en åpen HDR -standard kunngjort 27. august 2015 av Consumer Technology Association . Det er det mest utbredte av HDR -formatene. Det er ikke bakoverkompatibelt med SDR -skjermer. Det er teknisk begrenset til maksimalt 10.000 nits topplysstyrke, men HDR10 -innhold mestres vanligvis med topplysstyrke fra 1000 til 4000 nits.
HDR10 mangler dynamiske metadata. På HDR10 -skjermer som har lavere fargevolum enn HDR10 -innholdet (for eksempel lavere maksimal lysstyrke), gir HDR10 -metadata informasjon som hjelper til med å justere innholdet. Imidlertid er metadataene statiske (forblir de samme for hele videoen) og forteller ikke hvordan innholdet skal justeres, så avgjørelsen er opp til skjermen, og det er ikke sikkert at de kreative hensiktene blir bevart.
Dolby Vision
Dolby Vision er et ende-til-ende-økosystem for HDR-video. Den dekker innholdsopprettelse, distribusjon og avspilling. Det er en proprietær løsning fra Dolby Laboratories som dukket opp i 2014. Den bruker dynamiske metadata, og den er teknisk i stand til å representere luminansnivåer opptil 10 000 nit. Dolby Vision krever at innholdsskapernes skjermer har en topplysstyrke på minst 1000 nits.
HDR10+
HDR10+ , også kjent som HDR10 Plus , er et HDR -videoformat annonsert 20. april 2017. Det er det samme som HDR10, men med noen dynamiske metadata utviklet av Samsung lagt til. Den er gratis å bruke for innholdsskapere og har en maksimal lisens på $ 10 000 for noen produsenter. Det er rettet mot å være et alternativ til Dolby Vision uten gebyrer.
HLG10 (HLG -format)
HLG10 , ofte referert til som HLG -formatet , er et HDR -format som kan brukes til både video og stillbilder. Den bruker HLG -overføringsfunksjonen , Rec. 2020 -fargeprimier og en bitdybde på 10 bits. Formatet er bakoverkompatibelt med SDR UHDTV , men det er ikke ment å være bakoverkompatibelt med tradisjonelle SDR -skjermer som ikke kan tolke kolorimetri BT.2020. Den bruker ikke metadata. Det er royaltyfritt.
PQ10 (PQ -format)
PQ10 , noen ganger ganske enkelt referert til som PQ -formatet , er et HDR -format som kan brukes til både video og stillbilder. Det er det samme som HDR10 -formatet uten metadata. Den bruker PQ -overføringsfunksjonen , Rec. 2020 fargeprimær og litt dybde på 10-bits. Det er ikke bakoverkompatibelt med SDR.
Andre formater
- Technicolor Advanced HDR : Et HDR -format som har som mål å være bakoverkompatibel med SDR. Fra og med 19. desember 2020 er det ikke innhold i dette formatet.
- SL-HDR1 ( Single-Layer HDR system Part 1 ) er en HDR-standard som ble utviklet i fellesskap av STMicroelectronics , Philips International BV og Technicolor R&D France . Den ble standardisert som ETSI TS 103 433 i august 2016. SL-HDR1 gir direkte bakoverkompatibilitet ved bruk av statiske (SMPTE ST 2086) og dynamiske metadata (ved bruk av SMPTE ST 2094-20 Philips og 2094-30 Technicolor-formater) for å rekonstruere et HDR-signal fra en SDR -videostrøm som kan leveres ved hjelp av SDR -distribusjonsnettverk og -tjenester som allerede er på plass. SL-HDR1 gir mulighet for HDR-gjengivelse på HDR-enheter og SDR-gjengivelse på SDR-enheter ved hjelp av en enkeltlags videostrøm. HDR -rekonstruksjonsmetadata kan legges til enten HEVC eller AVC ved hjelp av en tilleggsinformasjon (SEI). Versjon 1.3.1 ble publisert i mars 2020.
- SL-HDR2
- SL-HDR3
Sammenligning av videoformater
| HDR10 | HDR10+ | Dolby Vision | HLG10 | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Utviklet av | CTA | Samsung | Dolby | NHK og BBC | |
| År | 2015 | 2017 | 2014 | 2015 | |
| Koste | Gratis | Gratis (for innholdsselskap)
Årlig lisens (for produsent) |
Proprietær | Gratis | |
| Farge rom | |||||
| Overføringsfunksjon | PQ | PQ |
|
HLG | |
| Bitdybde | 10 bit | 10 bit (eller mer) | 10 eller 12 bit | 10 bit | |
| Topp luminans | Teknisk grense | 10 000 nits | 10 000 nits | 10 000 nits | Variabel |
| Innhold | Ingen regler
1000 - 4000 nits (vanlig) |
Ingen regler
1000 - 4000 nits (vanlig) |
(Minst 1000 nits)
4000 nits vanlig |
1000 nits vanlig | |
| Farge primær | Teknisk grense | Rek. 2020 | Rek. 2020 | Rek. 2020 | Rek. 2020 |
| Innhold | DCI-P3 (vanlig) | DCI-P3 (vanlig) | Minst DCI-P3 | DCI-P3 (vanlig) | |
| Andre egenskaper | |||||
| Metadata |
|
|
|
Ingen | |
| Bakoverkompatibilitet | Ingen |
|
Avhengig av profil og kompatibilitetsnivå:
|
|
|
| Merknader | PQ10 -formatet er det samme som HDR10 uten metadata | De tekniske egenskapene til Dolby Vision avhenger av profilen som brukes, men alle profilene støtter de samme dynamiske metadataene for Dolby Vision. | HLG bakoverkompatibilitet er akseptabelt for SDR UHDTV -skjermer som kan tolke fargeplassen BT.2020. Den er ikke beregnet på tradisjonelle SDR -skjermer som bare kan tolke kolorimetri BT.709. | ||
| Kilder | |||||
Merknader
Viser
Displayenheter med større dynamisk rekkevidde har blitt forsket på i flere tiår, først og fremst med flatpanelsteknologier som plasma , SED / FED og OLED .
TV -apparater med forbedret dynamisk område og oppskalering av eksisterende SDR/ LDR -video- / kringkastingsinnhold med omvendt tonekart har vært forventet siden begynnelsen av 2000 -tallet. I 2016 ble HDR konvertering av SDR video sluppet til markedet som Samsung 's HDR + (i LCD-TV- sett) og Technicolor SA ' s HDR Intelligent Tone ledelse .
Fra og med 2018 kan avanserte HDR-skjermer av forbrukerkvalitet oppnå 1000 cd/m 2 luminans, i det minste for en kort varighet eller over en liten del av skjermen, sammenlignet med 250-300 cd/m 2 for en typisk SDR vise.
Videogrensesnitt som støtter minst ett HDR-format inkluderer HDMI 2.0a, som ble utgitt i april 2015 og DisplayPort 1.4, som ble utgitt i mars 2016. 12. desember 2016 kunngjorde HDMI at støtte for hybrid Log-Gamma (HLG) var lagt til til HDMI 2.0b -standarden. HDMI 2.1 ble offisielt kunngjort 4. januar 2017, og la til støtte for Dynamic HDR, som er dynamiske metadata som støtter endringer scene-for-scene eller frame-for-frame.
Kompatibilitet
Fra 2020 er ingen skjerm i stand til å gjengi hele spekteret av lysstyrke og farger i HDR -formater. En skjerm kalles en HDR -skjerm hvis den kan godta HDR -innhold og tilordne den til skjermkarakteristikkene. Dermed gir HDR -logoen bare informasjon om innholdskompatibilitet og ikke visningsevne.
Sertifiseringer
Sertifiseringer er utført for å gi forbrukerne informasjon om skjermens gjengivelsesevne.
VESA DisplayHDR
Den DisplayHDR standard fra VESA er et forsøk på å gjøre forskjellene i HDR spesifikasjoner lettere å forstå for forbrukerne, med standarder som hovedsakelig brukes i dataskjermer og bærbare datamaskiner. VESA definerer et sett med HDR -nivåer; alle må støtte HDR10, men ikke alle er nødvendige for å støtte 10-biters skjermer. DisplayHDR er ikke et HDR -format, men et verktøy for å bekrefte HDR -formater og ytelsen på en gitt skjerm. Den siste standarden er DisplayHDR 1400 som ble introdusert i september 2019, med skjermer som støtter den utgitt i 2020. DisplayHDR 1000 og DisplayHDR 1400 brukes hovedsakelig i profesjonelt arbeid som videoredigering . Skjermer med DisplayHDR 500 eller DisplayHDR 600 -sertifisering gir en merkbar forbedring i forhold til SDR -skjermer, og brukes oftere for generell databehandling og spill.
| Minimum topplysstyrke
(Lysstyrke i cd/m 2 ) |
Fargespekter
(Fargespekter) |
Minimum | Typisk dimming -teknologi | Maksimal lysstyrke i svartnivå
(Lysstyrke i cd/m 2 ) |
Maksimal ventetid for justering av bakgrunnslys
(Antall videorammer) |
|
|---|---|---|---|---|---|---|
| Skjerm HDR 400 | 400 | sRGB | 8 bit (24-bit) | Skjermnivå | 0,4 | 8 |
| Skjerm HDR 500 | 500 | WCG * | 10-bit (30-bit) | Sone-nivå | 0,1 | 8 |
| Skjerm HDR 600 | 600 | WCG* | Sone-nivå | 0,1 | 8 | |
| Skjerm HDR 1000 | 1000 | WCG* | Sone-nivå | 0,05 | 8 | |
| Skjerm HDR 1400 | 1400 | WCG* | Sone-nivå | 0,02 | 8 | |
| DisplayHDR 400 True Black | 400 | WCG* | Pixel-nivå | 0,0005 | 2 | |
| DisplayHDR 500 True Black | 500 | WCG* | Pixel-nivå | 0,0005 | 2 | |
| Display HDR 600 ekte svart | 600 | WCG* | Pixel-nivå | 0,0005 | 2 |
*Bredt fargespekter, minst 90% av DCI-P3 i spesifisert volum (maksimal luminans)
Andre sertifiseringer
UHD Alliance -sertifiseringer:
- Ultra HD Premium
- Mobile HDR Premium: for mobile enheter.
Tekniske detaljer
HDR er i hovedsak oppnås ved bruk av PQ eller HLG overføringsfunksjonen . Wide Color Gamut (WCG) brukes også ofte langs HDR. Rek. 2020 primærfarger . En bitdybde på 10 eller 12 bits brukes til å ikke se bånd over det utvidede lysstyrkeområdet. Noen ekstra metadata brukes noen ganger til å håndtere variasjonen i displayets lysstyrke , kontrast og farger . HDR -video er definert i Rec. 2100 .
Farge rom
ITU-R Rec. 2100
Rek. 2100 er en teknisk anbefaling fra ITU-R for produksjon og distribusjon av HDR-innhold ved bruk av 1080p eller UHD-oppløsning, 10-biters eller 12-biters farge, HLG- eller PQ- overføringsfunksjoner , Rec. 2020 bredt fargespekter og YC B C R eller IC T C P som fargerom .
Overføringsfunksjon
SDR anvender en gamma kurve overføringsfunksjon som er basert på CRT 's karakteristikk og som brukes til å representere lysstyrkenivåer opp til rundt 100 nits . HDR bruker nyutviklede PQ- eller HLG -overføringsfunksjoner i stedet for den tradisjonelle gammakurven. Hvis gammakurven ville blitt utvidet til 10 000 nits , ville det ha krevd en bitdybde på 15 bits for å unngå banding . PQ og HLG er mer effektive.
HDR -overføringsfunksjoner:
- Perceptual Quantizer (PQ) , eller SMPTE ST 2084 , er en overføringsfunksjon utviklet for HDR som er i stand til å representere luminansnivå opptil 10 000 cd/m 2 . Det er grunnlaget for HDR -videoformater (som Dolby Vision, HDR10 og HDR10+ ) og brukes også for HDR -stillbildeformater . PQ er ikke bakoverkompatibel med SDR . PQ kan kodes i 12 bits uten å vise banding.
- Hybrid Log-Gamma ( HLG ) er en overføringsfunksjon utviklet av NHK og BBC . Den er bakoverkompatibel med SDRs gammakurve . Det er grunnlaget for et HDR -format som også heter HLG eller noen ganger referert til som HLG10. (HLG10 -formatet bruker Rec. 2100 farge primærbilder og er derfor ikke bakoverkompatibelt med alle SDR -skjermer). HLG -overføringsfunksjonen brukes også av andre videoformater som Dolby Vision -profil 8.4 og for HDR -stillbildeformater.
Både PQ og HLG er royaltyfrie .
Farge primær
SDR for HD-video bruker et system chromaticity ( kromatiske av fargeprimærvalg og hvitpunkt ) spesifisert i Rec. 709 (samme som sRGB ). SDR for SD brukte mange forskjellige primaries, som sagt i BT.601, SMPTE 170M.
HDR er ofte knyttet til en Wide Color Gamut (et system kromatiske bredere enn BT.709 ). Rek. 2100 ( HDR-TV ) bruker samme systemkromatikk som brukes i Rec. 2020 ( UHDTV ). HDR -formater som HDR10 , HDR10+ , Dolby Vision og HLG bruker også Rec. Kromatiteter i 2020 .
HDR-innhold blir vanligvis gradert på en DCI-P3-skjerm og deretter inneholdt i et HDR-format som bruker Rec. 2020 primærfarger.
| Farge rom | Kromaticitetskoordinat ( CIE, 1931 ) | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Primærfarger | Hvitt punkt | ||||||||
| rød | Grønn | Blå | |||||||
| x R | y R. | x G | y G | x B | y B | Navn | x W. | y W. | |
| Rek. 709 | 0,64 | 0,33 | 0,30 | 0,60 | 0,15 | 0,06 | D65 | 0,3127 | 0,3290 |
| sRGB | |||||||||
| DCI-P3 | 0,680 | 0,320 | 0,265 | 0,690 | 0,150 | 0,060 | P3- D65 (Display) | 0,3127 | 0,3290 |
| P3-DCI (teater) | 0,314 | 0,351 | |||||||
| P3-D60 (ACES Cinema) | 0,32168 | 0,33767 | |||||||
| Rek. 2020 | 0,708 | 0,292 | 0,170 | 0,797 | 0,131 | 0,046 | D65 | 0,3127 | 0,3290 |
| Rek. 2100 | |||||||||
DCI-P3 (vanlig HDR-innhold)
Litt dybde
På grunn av det økte dynamiske området må HDR -innhold bruke mer bitdybde enn SDR for å unngå banding . Mens SDR bruker en bitdybde på 8 eller 10 bits, bruker HDR 10 eller 12 bits. Dette, kombinert med bruk av mer effektiv overføringsfunksjon (dvs. PQ eller HLG ), er nok til å unngå banding.
Matrisekoeffisienter
Rek. 2100 spesifiserer bruken av RGB- , YCbCr- eller IC T C P- signalformatene for HDR-TV .
IC T C P er en fargegjengivelse designet avDolbyfor HDR ogbredt fargespekter (WCG)og standardisert iRec. 2100.
IPTPQc2 (eller IPTPQc2 ) med omforming er en proprietær format av Dolby og er lik IC T C P . Den brukes av Dolby Vision -profil 5.
Signalfargerom
Coding-uavhengige kodepunkter (CICP) brukes til å signaloverføringsfunksjonen, farge Primær- og matrise-koeffisienter. Den er definert i både ITU-T H.273 og ISO/IEC 23091-2 . Den brukes av flere kodeker, inkludert AVC , HEVC og AVIF . Vanlige kombinasjoner av H.273 parametere er oppsummert i ITU-T Series H Supplement 19.
| Kodepunktverdi | Betydning | |
|---|---|---|
| Overføringsfunksjon | 1, 6, 14, 15 | SDRs gammakurve |
| 16 | PQ | |
| 18 | HLG | |
| Farge primær | 1 | Rek. 709 primærvalg |
| 9 | Rek. Primærvalg i 2020
Rek. 2100 primærvalg |
|
| Matrisekoeffisienter | 0 | R'G'B ' |
| 1 | Y'CbCr (for rek. 709) | |
| 9 | Y'CbCr (for rek. 2020)
Y'CbCr (for rek. 2100) |
|
| 14 | ICtCp |
Metadata
Statiske metadata
Statisk HDR -metadata gir informasjon om hele videoen.
- SMPTE ST 2086 eller MDCV (Mastering Display Color Volume): Det beskriver fargevolumet til masterdisplayet (dvs. fargeprimærene, det hvite punktet og maksimal og minimum luminans). Det er definert av SMPTE og også i AVC- og HEVC -standarder.
- MaxFALL (maksimal ramme gjennomsnittlig lysnivå )
- MaxCLL (Maximum Content Light Level)
Disse metadataene beskriver ikke hvordan HDR -innholdet skal tilpasses en HDR -forbrukerdisplay som har lavere fargevolum (dvs. topp lysstyrke, kontrast og fargespekter) enn innholdet.
Verdiene til MaxFALL og MaxCLL bør beregnes ut fra selve videostrømmen (ikke inkludert svarte kanter for MaxFALL) basert på hvordan scenene vises på masterdisplayet. Det anbefales ikke å stille dem vilkårlig.
Dynamiske metadata
Dynamiske metadata er spesifikke for hver ramme eller hver scene i videoen.
Dynamiske metadata for Dolby Vision , HDR10+ og SMPTE ST 2094 beskriver hvilken fargevolumtransform som skal brukes på innhold som vises på skjermer som har et annet fargevolum enn masterdisplayet . Den er optimalisert for hver scene og hver skjerm. Det gjør det mulig å bevare de kreative hensiktene selv på forbrukerskjermer som har begrenset fargevolum.
SMPTE ST 2094 eller Dynamic Metadata for Color Volume Transform (DMCVT) er en standard for dynamiske metadata utgitt av SMPTE i 2016 som seks deler. Den bæres i HEVC SEI, ETSI TS 103 433, CTA 861-G. Den inneholder fire applikasjoner:
- ST 2094-10 (fra Dolby ), brukt til Dolby Vision .
- ST 2094-20 (fra Philips ). Rekonstruksjonsinformasjon for farger (CVRI) er basert på ST 2094-20.
- ST 2094-30 (av Technicolor ). Color Remapping Information (CRI) samsvarer med ST 2094-30 og er standardisert i HEVC.
- ST 2094-40 (av Samsung ), brukt til HDR10+ .
ETSI TS 103 572 : En teknisk spesifikasjon publisert oktober 2020 av ETSI for HDR-signalering og transport av ST 2094-10 (Dolby Vision) metadata.
To-lags video
Noen Dolby Vision-profiler bruker en to-lags video som består av et grunnlag (BL) og et forbedringslag (EL). Avhengig av Dolby Vision-profilen (eller kompatibilitetsnivået), kan grunnlaget være bakoverkompatibelt med SDR , HDR10 , HLG , UHD Blu-ray eller ikke noe annet format i det mest effektive IPTPQc2- fargerommet (bruker hele området og omforming).
ETSI GS CCM 001 beskriver en funksjon for sammensatt innholdshåndtering for et to-lags HDR-system, inkludert MMR (multivariat multiple regresjon) og NLQ (ikke lineær kvantisering).
Adopsjon
Retningslinjer
Ultra HD Forum -retningslinjer
UHD fase A er retningslinjer fraUltra HD Forumfor distribusjon av SDR og HDR -innhold ved bruk av Full HD 1080p og 4K UHD -oppløsninger. Det kreverfargedybdepå 10 biter per prøve, et fargespekter avRec. 709ellerRec. 2020, enbildefrekvenspå opptil 60 bps, en skjermoppløsning på1080peller2160p, og entenstandard dynamisk område(SDR) eller høyt dynamisk område som brukerHybrid Log-Gamma(HLG) ellerPerceptual Quantizer(PQ)overføringsfunksjoner. UHD fase A definerer HDR som å ha etdynamisk områdepå minst 13 stopp (213= 8192: 1) og WCG som et fargespekter som er bredere ennRec. 709. UHD Phase A -forbrukerenheter er kompatible med HDR10 -krav og kan behandle Rec. 2020 fargerom og HLG eller PQ på 10 bits.
UHD fase B vil legge til støtte for 120 bps (og 120/1.001 fps), 12 bit PQ i HEVC Main12 (det vil være nok for 0,0001 til 10000 nits),Dolby AC-4ogMPEG-H 3D Audio, IMAX lyd i DTS : X (uten LFE). Det vil også legge til ITUs ICtCp og Color Remapping Information (CRI).
Videoindustri
Spillindustri
Stillbilder
HDR -bildeformater
Følgende bildeformater er kompatible med HDR ( Rec.2100 fargerom , PQ og HLG transferfunksjoner , Rec.2100 / Rec.2020 fargeprimærvalg):
- HEIC ( HEVC -kodek i HEIF -filformat )
- AVIF ( AV1 -kodek i HEIF -filformat ), støtter til og med IC T C P
- JPEG XL
- HSP (et format som brukes av Panasonic -kameraer for bildeopptak i HDR med HLG transfer funksjon )
Andre bildeformater, for eksempel JPEG , JPEG 2000 , PNG , WebP , støtter ikke HDR som standard. De kunne i teorien støtte det ved bruk av ICC -profil . Imidlertid tar vanligvis ikke eksisterende applikasjoner hensyn til den absolutte luminansverdien som er definert i ICC -profiler. W3C jobber med å legge til HDR -støtte til PNG.
Vedtak av HDR i stillbilder
Panasonic : Panasonics kameraer i S-serien (inkludert Lumix S1, S1R, S1H og S5) kan ta bilder i HDR ved å bruke HLG- overføringsfunksjonen og sende dem ut i et HSP-filformat. De tatt HDR-bildene kan sees i HDR ved å koble kameraet til en HLG-kompatibel skjerm med en HDMI- kabel. En plug-in som lar deg redigere HLG-stillbilder (HSP) i Photoshop CC har blitt utgitt av Panasonic . Selskapet ga også ut en plug-in for å vise miniatyrbilder av disse HDR-bildene på en PC (for Windows Utforsker og macOS Finder).
Canon : EOS-1D X Mark III og EOS R5 er i stand til å ta stillbilder i Rec.2100- fargerommet ved å bruke PQ- overføringsfunksjonen , HEIC- formatet ( HEVC- kodek i HEIF -filformat), Rec. 2020 -fargeprimær , litt dybde på 10 bit og en 4: 2: 2 YCbCr -delprøve . De tatt HDR -bildene kan sees i HDR ved å koble kameraet til en HDR -skjerm med en HDMI -kabel. Ta HDR -bilder kan også konverteres til SDR JPEG ( sRGB -fargerom ) og deretter vises på en hvilken som helst standardskjerm. Canon omtaler disse SDR-bildene som "HDR PQ-lignende JPEG". Canons Digital Photo Professional -programvare kan vise de tatt HDR -bildene i HDR på HDR -skjermer eller i SDR på SDR -skjermer. Det er også i stand til å konvertere HDR PQ til SDR sRGB JPEG.
Sony : Sony α7S III og a1 kameraer kan fange HDR bilder i Rec.2100 fargerommet med HLG overføringsfunksjonen , den HEIF format, Rec. 2020 fargeprimær , litt dybde på 10 bit og en 4: 2: 2 eller 4: 2: 0 undersampling . De tatt HDR-bildene kan vises i HDR ved å koble kameraet til en HLG-kompatibel skjerm med en HDMI- kabel.
Qualcomm : Snapdragon 888 mobile SoC gjør det mulig å ta 10-biters HDR HEIF- stillbilder.
Internett
Arbeid pågår på W3C for å gjøre Web kompatibelt med HDR. Dette inkluderer:
- Deteksjon av HDR -evner
- HDR i CSS
Historie
Andre HDR -teknologier
I februar og april 1990 introduserte Georges Cornuéjols det første sanntids HDR-kameraet som kombinerte to bilder som ble tatt suksessivt eller samtidig.
I 1991 ble det første kommersielle videokameraet som bruker sensorer og kameraer av forbrukerkvalitet introdusert som utførte sanntidstaking av flere bilder med forskjellige eksponeringer, og produserte et HDR-videobilde, av Hymatom, lisenshaver av Cornuéjols.
Også i 1991 introduserte Cornuéjols prinsippet om ikke-lineær bildeakkumulering HDR+ for å øke kameraets følsomhet: i miljøer med lite lys akkumuleres flere påfølgende bilder, noe som øker signal-til-støy-forholdet .
Senere, på begynnelsen av 2000-tallet, brukte flere vitenskapelige forskningsinnsatser sensorer og kameraer av forbrukerklasse. Noen få selskaper som RED og Arri har utviklet digitale sensorer som har et høyere dynamisk område. RED EPIC-X kan ta tidssekvensielle HDRx-bilder med et brukervalg som kan velges 1-3 stopp av ekstra høydepunktsbreddegrad i "x" -kanalen. "X" -kanalen kan slås sammen med den vanlige kanalen i programvare for etterproduksjon. Den Arri Alexa kameraet bruker en dobbel forsterkning arkitektur for å generere et HDR-bilde fra to eksponeringer er tatt på samme tid.
Med ankomsten av rimelige digitale forbrukerkameraer begynte mange amatører å legge ut tonekartede HDR -tidsforløp- videoer på Internett, i hovedsak en rekke stillbilder i rask rekkefølge. I 2010 produserte det uavhengige studioet Sovjetisk montasje et eksempel på HDR -video fra ulikt eksponerte videostrømmer ved hjelp av en strålesplitter og HD -videokameraer av forbrukerkvalitet. Lignende metoder har blitt beskrevet i den akademiske litteraturen i 2001 og 2007.
Moderne filmer har ofte blitt filmet med kameraer med et høyere dynamisk område , og eldre filmer kan konverteres selv om manuell inngrep ville være nødvendig for noen bilder (som når svart-hvitt-filmer konverteres til farge). Spesielle effekter, spesielt de som blander ekte og syntetiske opptak, krever både HDR -opptak og gjengivelse . HDR -video er også nødvendig i applikasjoner som krever høy nøyaktighet for å fange tidsmessige aspekter ved endringer i scenen. Dette er viktig for overvåking av noen industrielle prosesser som sveising, i prediktive førerassistentsystemer i bilindustrien, i overvåkingsvideosystemer og andre applikasjoner. HDR-video kan også betraktes for å fremskynde bildeopptak i applikasjoner som trenger et stort antall statiske HDR-bilder, for eksempel i bildebaserte metoder i datagrafikk .
OpenEXR ble opprettet i 1999 av Industrial Light & Magic (ILM) og utgitt i 2003 som et programvarebibliotek med åpen kildekode . OpenEXR brukes til film- og TV -produksjon.
Academy Color Encoding System (ACES) ble opprettet av Academy of Motion Picture Arts and Sciences og utgitt i desember 2014. ACES er et komplett farge- og filhåndteringssystem som fungerer med nesten hvilken som helst profesjonell arbeidsflyt, og det støtter både HDR og stort fargespekter . Mer informasjon finnes på https://www.ACESCentral.com (WCG).
I mai 2003 demonstrerte BrightSide Technologies den første HDR -skjermen på Display Week Symposium of the Society for Information Display . Displayet brukte en rekke individuelt kontrollerte lysdioder bak et konvensjonelt LCD-panel i en konfigurasjon kjent som " lokal dimming " i dag. BrightSide introduserte senere en rekke relaterte skjerm- og videoteknologier som muliggjør visualisering av HDR -innhold.
I april 2007 ble BrightSide Technologies kjøpt opp av Dolby Laboratories og ble grunnlaget for Dolbys inntreden i videoteknologier inkludert utvikling av Dolby Vision .
I januar 2014 kunngjorde Dolby Laboratories Dolby Vision .
Den HEVC spesifikasjonen omfatter hovedprofilen 10 på sin første versjon som støtter 10 bits per sample.
April 2015 ga HDMI Forum ut versjon 2.0a av HDMI -spesifikasjonen for å muliggjøre overføring av HDR. Spesifikasjonen refererer til CEA-861.3, som igjen refererer til Perceptual Quantizer (PQ), som ble standardisert som SMPTE ST 2084. Den forrige HDMI 2.0-versjonen støttet allerede Rec. 2020 fargerom.
Juni 2015 var Amazon Video den første strømmetjenesten som tilbyr HDR -video ved hjelp av HDR10 medieprofilvideo.
27. august 2015 kunngjorde Consumer Technology Association HDR10 .
17. november 2015 kunngjorde Vudu at de hadde begynt å tilby titler i Dolby Vision .
Mars 2016 ga Blu-ray Disc Association ut Ultra HD Blu-ray med obligatorisk støtte for HDR10 medieprofilvideo og valgfri støtte for Dolby Vision.
April 2016 begynte Netflix å tilby både HDR10 medieprofilvideo og Dolby Vision.
Juli 2016 kunngjorde International Telecommunication Union (ITU) Rec. 2100 som definerer to HDR overføringsfunksjonene -HLG og PQ.
29. juli 2016 kunngjorde SKY Perfect JSAT Group at de 4. oktober vil starte verdens første 4K HDR -sendinger med HLG.
September 2016 kunngjorde Google Android TV 7.0, som støtter Dolby Vision, HDR10 og HLG.
September 2016 kunngjorde Roku at Roku Premiere+ og Roku Ultra vil støtte HDR ved hjelp av HDR10.
7. november 2016 kunngjorde Google at YouTube ville streame HDR -videoer som kan kodes med HLG eller PQ.
17. november 2016 godkjente styret for digital video kringkasting (DVB) UHD -1 fase 2 med en HDR -løsning som støtter Hybrid Log -Gamma (HLG) og Perceptual Quantizer (PQ). Spesifikasjonen er publisert som DVB Bluebook A157 og vil bli utgitt av ETSI som TS 101154 v2.3.1.
Januar 2017 kunngjorde LG Electronics USA at alle LGs SUPER UHD TV -modeller nå støtter en rekke HDR -teknologier, inkludert Dolby Vision, HDR10 og HLG (Hybrid Log Gamma), og er klare til å støtte Advanced HDR av Technicolor .
April 2017 kunngjorde Samsung og Amazon HDR10+ .
12. september 2017 Apple annonserte Apple TV 4K med støtte for HDR10 og Dolby Vision, og at iTunes Store ville selge og leie 4K HDR innhold.
26. desember 2019 kunngjorde Canon adopsjonen av PQ -formatet (PQ10) for stillbilder.
Oktober 2020 kunngjorde Apple iPhone 12 og iPhone 12 Pro- serien, den første smarttelefonen som kan ta opp og redigere video i Dolby Vision rett i kamerarullen på ramme for bilde. iPhone bruker HLG -kompatibel profil 8 av Dolby Vision med bare L1 -trim.
Juni 2021 kunngjorde Panasonic en plug-in for Photoshop CC som tillater redigering av HLG-stillbilder.
Se også
Videre lesning
- Vi må snakke om HDR av Yoeri Geutskens
- ITU-R Rep. BT.2390 "TV med høyt dynamisk område for produksjon og internasjonal programutveksling" , en rapport fra ITU som gir bakgrunnsinformasjon om HDR generelt, og for perceptuell kvantisering (PQ) og hybrid log-gamma (HLG) HDR signalparametere spesifisert i Rec.2100 .