Что такое потоковое видео hdr
Потоковая трансляция видео HDR на Windows
Вы сможете воспроизведения видео потоковой передачи с высоким динамическим диапазоном (HDR), если на вашем компьютере Windows есть дисплей, оптимизированный для HDR-видео, и включен параметр Воспроизведение потоковой передачи HDR видео в параметрах HDR.
Чтобы узнать, оптимизирован ли дисплей для отображения видео в формате HDR, выполните следующие действия.
Нажмите кнопку Пуск и введите параметры. Выберите Параметры > системный > экран.
В верхней части экрана выберите нужный дисплей.
Выберите HDR или Использовать HDR.
Дополнительные сведения о том, что нужно для воспроизведения видео HDR в Windows, см. в Windows.
Чтобы включить потоковую передачу HDR-видео
Нажмите кнопку Пуск и введите параметры. Выберите Параметры > системный > дисплей
В верхней части экрана выберите дисплей, который вы хотите изменить.
Выберите HDR или Использовать HDR.
На экране HDR включите воспроизведение потоковой передачи HDR видео.
Если встроенный дисплей поддерживает воспроизведение потокового видео в формате HDR, вы можете откалибровать его, чтобы полностью раскрыть его возможности. Дополнительные сведения см. в теме Калибровкавстроенного дисплея для содержимого HDR в Windows.
Примечание: Не все дисплеи оптимизированы для воспроизведения видео в формате HDR. Если у вас два дисплея и вы переместили видео в формате HDR на дисплей, который не оптимизирован для такого формата, то сразу после запуска воспроизведения нового контента (например, новой серии телепередачи) вы получите соответствующее потоковое видео в формате SDR. Если вы хотите получить контент быстрее, перезапустите приложение для просмотра видео и начните воспроизведение видео на дисплее, на котором планируете его смотреть.
Если вы включили потоковую передачу HDR и заметили, что видео HDR по-прежнему не отображается, проверьте, что:
Вы используете поддерживаемое приложение. Воспроизведение потоковой передачи HDR-видео поддерживается только в некоторых приложениях. Дополнительные сведения см. в этойWindows.
Приложение для потокового видео работает в полноэкранном режиме. Видео HDR не будет доступно, если приложение для видео не открыто в полноэкранный режим.
Вам придется настроить устройство для воспроизведения видео в формате HDR, если устройство работает от батареи. Так как воспроизведение видео в формате HDR расходует больше ресурса аккумулятора, видео не будет воспроизводиться в формате HDR по умолчанию, если устройство работает от батареи. Чтобы изменить это, выберите кнопку Начните, а затем введите параметры. Выберите Параметры > отображение> HDR или Использовать HDR. Выберите Параметры батареи, а затем выберите разрешить потоковую передачу HDR видео от аккумулятора или Разрешить HDR игры, видео и приложения от аккумулятора.
Перезапустите видео. После выполнения описанных выше действий перезапустите видео, которое вы хотите воспроизвести в формате HDR.
Если ваше устройство с Windows 10 имеет дисплей, оптимизированный для видео в формате HDR, и в параметрах Windows HD Color включен параметр Потоковое видео в формате HDR, вы сможете воспроизводить соответствующее видео.
Чтобы узнать, оптимизирован ли дисплей для отображения видео в формате HDR, выполните следующие действия.
В разделе «Потоковое видео в формате HDR» выберите Параметры Windows HD Color.
В разделе «Выбор дисплея» выберите дисплей, который вы хотите проверить.
В разделе «Возможности дисплея» рядом с пунктом Потоковое видео в формате HDR найдите значение Да или Нет.
Даже если для видео Stream HDR засвеется «Да», может потребоваться изменить некоторые другие параметры для воспроизведения потоковой передачи HDR видео. Подробные сведения см. в разделе ниже.
Более подробные сведения о том, что необходимо для воспроизведения видео в формате HDR в Windows, см. в разделе Требования к дисплею для видео в формате HDR в Windows 10.
Чтобы включить потоковое видео в формате HDR:
В разделе «Потоковое видео в формате HDR» выберите Параметры Windows HD Color.
В разделе «Выбор дисплея» выберите дисплей, параметры которого необходимо изменить.
Если это внешний дисплей, включите параметр Использовать формат HDR.
Включите параметр Потоковое видео в формате HDR.
Если встроенный дисплей поддерживает воспроизведение потокового видео в формате HDR, вы можете откалибровать его, чтобы полностью раскрыть его возможности. Дополнительные сведения см. в разделе Калибровка встроенного дисплея для воспроизведения контента в формате HDR в Windows 10.
Примечание: Не все дисплеи оптимизированы для воспроизведения видео в формате HDR. Если у вас два дисплея и вы переместили видео в формате HDR на дисплей, который не оптимизирован для такого формата, то сразу после запуска воспроизведения нового контента (например, новой серии телепередачи) вы получите соответствующее потоковое видео в формате SDR. Если вы хотите получить контент быстрее, перезапустите приложение для просмотра видео и начните воспроизведение видео на дисплее, на котором планируете его смотреть.
Если у вас включен параметр потокового видео в формате HDR, но вы заметили, что все равно не получаете видео в этом формате на встроенном дисплее, убедитесь, что:
Вы используете поддерживаемое приложение. Потоковая передача видео HDR поддерживается только в некоторых приложениях. Дополнительные сведения см. в разделе Параметры воспроизведения видео в Windows 10.
Приложение для потокового видео работает в полноэкранном режиме. На многих встроенных дисплеях видео в формате HDR не будет воспроизводиться, если приложение для воспроизведения видео не открыто в полноэкранном режиме.
Вам придется настроить устройство для воспроизведения видео в формате HDR, если устройство работает от батареи. Так как воспроизведение видео в формате HDR расходует больше ресурса аккумулятора, видео не будет воспроизводиться в формате HDR по умолчанию, если устройство работает от батареи. Чтобы изменить это, нажать кнопку Начните, а затем Параметры > Параметры > видео > Windows HD. В разделе «Параметры батареи» снимите флажок Запрещать воспроизведение потокового видео в формате HDR при работе устройства от аккумулятора.
Перезапустите видео. После выполнения описанных выше действий перезапустите видео, которое вы хотите воспроизвести в формате HDR.
Новая война форматов: телевизионный HDR
Всем привет! Так уж вышло, что современная промышленность редко приходит к одному стандарту, а если и приходит, то некоторые компании часто дополняют простые и понятные общие технологии своими костылями. Последней крупной «войной форматов» можно назвать HD-DVD vs BluRay, в которой победил последний. Что ж, новый виток технологий выкатил новые «пушки»: один из основных трендов телевизоростроения в 2016-м году — поддержка формата HDR (расширенного динамического диапазона).
Что это, как оно работает, чем отличается от того HDR, что используется в фотографии и играх и какие форматы воюют в этот раз — в нашем сегодняшнем посте.
HDR – что это такое и зачем небходимо
HDR (High dynamic range) — это технология расширения динамического диапазона изображения. Человеческий глаз адаптируется к уровню окружающего света. При съёмке фотографии или видео параметры оптической системы (то есть чувствительность фотоматериала или сенсора, значение диафрагмы и выдержки) влияют на формирование кадра, и записанная единожны информация содержит определённый диапазон яркостей. От того, что условно считается «чёрным» (но может не быть чёрным в реальности, т.к. количесва отражённого света просто не хватило для записи другого оттенка) до того, что считается «белым» (аналогично, объект может отражать / излучать больше света, чем способен запечатлеть сенсор на текущих настройках, при этом не быть белым с объективной точки зрения).
Разница между самыми яркими и самыми тёмными оттенками и есть искомый динамический диапазон. Если сцена имеет бОльший динамический диапазон, чем способна запечатлить техника, то на картинке будет присутствовать выгорание светлых участков и/или зачернение теней, то есть потеря яркостной и цветовой информации.
Расширение динамического диапазона приводит к увеличению воспринимаемого камерой диапазона яркостей, но вместе с этим снижает контрастность изображения. Для восстановления контрастности используют различные алгоритмы повышения локальной контрастности и тонального преобразования (tone mapping).
Но если при записи контента решён вопрос преобразования расширенного динамического диапазона в обычный, то зачем нужен HDR в телевизорах и как он работает?
HDR в телевизоре
Телевизионный HDR занимается тем же: увеличивает количество допустимых яркостных значений между темнейшими тёмными оттенками и ярчайшими яркими, таким образом правильно закодированный видеопоток может отобразить большее количество различных оттенков в кадре. В целом картинка становится более детализированной, яркой и чёткой за счёт увеличения микроконтраста в «пограничных» зонах, которые на обычном видеопотоке и обычном телевизоре выглядели бы одноцветными или малоконтрастными, а в движении и вовсе терялись бы.
Обеспечить поддержку HDR необходимо сразу в нескольких местах. Телевизор должен уметь декодировать и отображать подобный сигнал — раз. Контент должен быть закодирован соответствующим образом и содержать необходимую информацию — два. Доставить контент с увеличенным битрейтом тоже необходимо, то есть иметь поддержку со стороны «транспорта» сигнала (интерфейстного кабеля). Три. А ещё контент надо как-то снимать, распространять и так далее. Обеспечить совместимость всего этого разнообразия должен (по идее) набор рекомендаций Rec. 2020. Разберём всё по порядку.
Телевизор
Нет, 30-битные матрицы в ТВ ставить никто не станет, они всё так же останутся 18- или 24-битными, а HDR контент будет приводиться к «обычному» перед отображением. Просто в новом формате записи цветового пространства специальные преобразования позволят закодировать яркостную составляющую бОльшим количеством бит. Специальный алгоритм будет преобразовывать исходный сигнал в «правильный» для телевизора, благодаря чему картинка будет одновременно и более детальной, и не потеряет в контрастности.
И вот здесь есть первая проблема. Стандартов HDR-TV два: HDR10 и DolbyVision. Samsung и Sony сделали ставку на HDR10, большинство голливудских студий и некоторые другие компаниии — на DolbyVision. Да и сам бренд Dolby куда сильнее «раскручен». Современные контент-провайдеры решили вопрос по-своему — Netflix и Amazon просто поддерживают оба формата и вы сами можете выбирать, в каком виде получать HDR-кино. LG решили не участвовать в войне форматов и просто предоставили поддержку и той и той технологий.
Контент и носители
Чтобы осуществить поддержку HDR-видео, требуется соответсвующий формат записи данных. Из «старых» форматов цветовое пространство Rec. 2020 поддерживают H.264 (c некоторыми ограничениями), из «новых» — HEVC, он же H.265. Разумеется, «дополнительная» информация требует больше места, поэтому 4k2k-HDR контент доставляется пока только онлайн. BluRay 4k и единственный (на момент написания статьи) распространённый и сравнительно легко покупаемый плеер подобных дисков производятся Samsung, а на какой формат сделал ставку этот промышленный гигант мы уже знаем. Технически, ничто не мешает реализовать поддержку DolbyVision в BluRay 4k, но на данный момент имеем то, что имеем.
Передача данных
Контент есть, телевизор есть. Осталось перенести контент в ТВ. Здесь (пока что) безраздельно царствует формат HDMI, телевизоров с поддержкой DisplayPort — кот наплакал. Теоретически HDMI 2.0 поддерживает 4k2k-видеосигнал с HDR, но с определёнными ограничениями: 24/25/30 кадров в секунду для полноцветного изображения с 12-битным семплированием и 50/60 кадров в секунду для цветовой субдискретизации 4:2:2 или 4:2:0.
На данный момент HDMI 2.0 — бутылочное горлышко в ТВ-технологиях, и о реальном прорыве в качестве картинки говорить до появления стадрата, поддерживающего «честные» 4k2k 120Hz / 8k4k 60Hz, не приходится. Проблемы HDMI находятся в области обеспечения обратной совместимости — HDMI позволяет передавать сигнал, совместимый даже с аналоговым ч/б телевизором, что накладывает определённые ограничения на развитие стандарта.
Что выбрать
Если вы покупаете телевизор в 2016 году и хотите получить от него максимум, логично было бы обратить внимание на модели с поддержкой HDR. На самих телевизорах производители почему-то стесняются писать HDR Ready, поэтому в магазине надо искать отметку UltraHD Premium. У Samsung такие телевизоры есть в серии 9000 (2016 года выпуска), у LG, например, флагманские OLED’ы, 65EG6.
Из проигрывателей дисков на рынке доступно два решения — Samsung UBD-K8500 (с поддержкой HDR10) и Panasonic DMP-UB900. Зарубежные обзорщики вовсю рекомендуют брать «панас» — у него и качество картинки лучше, и (теоретически) должен получить поддержку Dolby Vision, но пока работает только с теми дисками, которые есть (а на них записывают HDR10 формат). 
На практике же все эти девайсы стоят… немало, и до популяризации HDR-видеоформатов (а также «спуска» его в 1080p-разрешения) вряд ли цены упадут / эти фичи появятся в «бюджетных» линейках телевизоров.
Чисто теоретически, HDR должен уметь (правда, без 4k-воспроизведения, только FullHD) и сравнительно бюджетный Samsung KJ-7500, но проверить это пока не удалось.
Однако буквально недавно Nvidia представила новые десктопные видеокарты семейства Pascal: GTX 1080 и 1070: они поддерживают новые HDR-форматы, так что разработчики игр смогут использовать «честный» HDR (а не его имитацию) в своих продуктах, а вы — в числе первых оценить эти нововведения.
Правда, пока неизвестно, когда данные возможности появятся в играх. Зато как только появятся — вы сможете оценить их одними из первых.
Есть вопросы? Или, быть может, вы из тех счастливчиков, что уже пользуются преимуществами HDR-телевидения? Мы ждём вас в комментариях!
Что такое технология HDR-видео?
HDR-видео что это такое?
Разрешение видео форматов увеличилось со стандартной четкости до высокой четкости и совсем недавно до 4K и 8К. Однако эти форматы все еще используют то же цветовое пространство. Кроме того, они имеют стандартный динамический диапазон (SDR) от 6 до 10 остановок. По мере того, как экраны телевизоров становятся больше и ярче, ограничения старых технологий, первоначально разработанных для телевизоров с ЭЛТ, становятся все более очевидными. Видео с высоким динамическим диапазоном (HDR) решает эти проблемы. Но что такое HDR-видео?
В терминах видео динамический диапазон относится к контрасту. Это разница между самыми светлыми и самыми темными частями изображения. Динамический диапазон измеряется в стопах. Стоп — это изменение, которое удваивает количество света. Динамический диапазон человеческого глаза составляет около 20 остановок. Это преобразуется в коэффициент контрастности 1 000 000 к 1.
Что дает HDR видео?
HDR-видео преодолевает недостатки старых видеоформатов, предоставляя изображениям более широкий диапазон цветов и яркости. Он имеет динамический диапазон не менее 13 ступеней, что намного выше, чем у SDR-видео. Это означает, что HDR-видео может производить более белый, черный и более черный оттенки и различать больше оттенков серого между ними. На практике это означает, что HDR сохраняет больше деталей в темноте и в самых ярких областях изображения.
Из-за дополнительной информации, которая в нем содержится, для HDR-видео требуется как минимум 10-битная глубина цвета по сравнению с 8-битной для SDR-видео. Для получения дополнительной информации о битовой глубине.
Широкая цветовая гамма
Хотя технически HDR относится только к яркости видеоизображения, основные форматы видео HDR также включают в себя широкую цветовую гамму. Цветовая гамма (или цветовое пространство) представляет все цвета, которые могут отображать телевизор или проектор. Таким образом, чем больше цветовая гамма, тем больше цветов может отображать устройство.
Цветовая гамма промышленного стандарта для вещания телевидения высокой четкости, потокового видео и Blu-ray называется Rec. 709. Однако Rec. 709 охватывает только около 36 процентов диапазона цветовой диаграммы CIE 1931, которая представляет все цвета, которые может видеть человеческий глаз (видимый спектр). HDR видео соответствует Rec. Широкая цветовая гамма 2020 года, которая намного больше, охватывая почти 76% цветовой карты CIE 1931 года.
Вся эта дополнительная информация о цвете и яркости означает, что скорости передачи данных HDR-видео слишком высоки для воспроизведения Blu-Ray. Это означает, что для работы с новым форматом вам потребуется использовать диски 4kKUltra HD Blu Ray. Онлайн потоковые сервисы также предлагают HDR видео контент.
Стандарты HDR видео
Как это часто бывает с новыми разработками в области технологий, в настоящее время существует ряд различных стандартов для HDR-видео. Двумя основными форматами являются Dolby Vision и HDR10.
Что такое формат Dolby Vision?
Dolby Vision — это проприетарный формат HDR-видео, разработанный Dolby. Этот стандарт использует динамические метаданные для настройки уровней яркости от сцены к сцене и даже от кадра к кадру. Это означает, что Dolby Vision сохраняет еще больше деталей в тенях темных сцен или в светлых сценах.
Стандарт Dolby Vision HDR и стандарт HDR10 соответствуют Рек. 2020 цветовой гамме. Это означает, что HDR способен воспроизводить больше цветов в дополнение к захвату большего количества деталей в тенях и бликах.
Кроме того, Dolby Vision использует метаданные для точной настройки видео на основе оборудования, используемого для его отображения. Уровни освещения и цветовые уровни настраиваются на основе значений, определенных Dolby и производителем телевизора или проектора. Это означает, что изображение оптимизируется на основе конкретных возможностей устройства, на котором оно отображается.
Dolby Vision является лицензированным форматом, и совместимое оборудование должно быть сертифицировано Dolby.
Что такое формат HDR10?
В отличие от Dolby Vision, HDR10 использует статические метаданные. Это означает, что уровни света и цвета являются абсолютными значениями для видео и не меняются от сцены к сцене.
Формат HDR10 определяет диапазон спецификаций для контента и дисплеев, которым он должен соответствовать. Тем не менее, он не регулирует воспроизведение видео для индивидуальных возможностей конкретного экрана.
Одним из преимуществ HDR10 перед Dolby Vision является то, что он является открытым стандартом. Это означает, что любая компания может использовать его без необходимости платить лицензионный сбор.
Существует еще два других формата, о которых следует знать, это HDR10 + и Hybrid Log-Gamma (HLG).
Что такое формат HDR10 +?
Вариант HDR10, Samsung разработал HDR10 + для включения динамических метаданных. HDR10 + регулирует уровни освещенности, отображаемые для каждой сцены или кадра видео, но, как и HDR10, не учитывает специфические характеристики экрана.
Что такое формат Гибридный Log-Gamma (HLG)?
Гибридный Log-Gamma был разработан совместно BBC из Великобритании и NHK из Японии. Предназначенный для вещания, HLG обратно совместим с дисплеями со стандартным динамическим диапазоном (SDR). HLG не содержит метаданных. Вместо этого он использует комбинацию гамма-кривой для яркости содержимого SDR и логарифмической кривой для более высоких уровней яркости при использовании дисплея HDR.
Съемка HDR видео
Фотография с большим динамическим диапазоном была популярна в течение многих лет. Эта техника стремится максимизировать динамический диапазон, запечатленный при фотографировании очень контрастной сцены. Он работает, комбинируя две (или более) фотографии, выставленные отдельно для светлых участков и для теней. Полученное изображение имеет более высокий эффективный динамический диапазон, чем любая из отдельных фотографий.
ОН РАБОТАЕТ, КОМБИНИРУЯ ДВЕ (ИЛИ БОЛЕЕ) ФОТОГРАФИИ, ВЫСТАВЛЕННЫЕ ОТДЕЛЬНО ДЛЯ СВЕТЛЫХ УЧАСТКОВ И ДЛЯ ТЕНЕЙ.
Программа Magic Lantern для серии зеркальных фотокамер Canon использовала аналогичный метод для захвата HDR-видео, записи альтернативных кадров при разных ISO. Однако эффективность методики ограничена. Это потребовало значительной степени постпроизводственной обработки, и любое движение в кадре привело бы к чрезмерному размытию движения.
RED разработала HDRx как собственное HDR-видео решение для своих камер EPIC и SCARLET. Он работает путем записи двух экспозиций в пределах интервала, в течение которого стандартная камера записывает только один кадр. Первичная экспозиция нормальная, с использованием стандартной диафрагмы и настроек затвора. Вторичная экспозиция использует гораздо более короткую экспозицию для защиты подсветки. Опять же, два потока изображения объединяются в постпроизводстве для достижения более высокого динамического диапазона.
Датчик в камере Alexa оснащен фирменной архитектурой Dual Gain, которая одновременно генерирует два отдельных показания с разными уровнями усиления для каждого пикселя. Эти два сигнала объединяются в одно изображение с высоким динамическим диапазоном. Это повышает производительность при слабом освещении и предотвращает засветку.
Датчик в кинокамере Arri Alexa использует запатентованную архитектуру Dual Gain для захвата двух отдельных сигналов с разными уровнями усиления, эффективно увеличивая динамический диапазон камеры.
На практике большинство современных кинокамер могут воспроизводить 14 или более ступеней динамического диапазона, превышающего динамический диапазон пленки, который составляет около 13 ступеней. Этот уровень динамического диапазона идеально подходит для съемки HDR-видео.
Работа с HDR
Поскольку HDR-видео является 10-битным форматом, вам потребуется использовать 10-битный HDR-дисплей при редактировании, чтобы иметь возможность точно контролировать вашу работу. Работа с 10-битными файлами и видео 4K означает, что вам также понадобится мощный компьютер с выделенной графической картой, чтобы обеспечить плавное воспроизведение при просмотре отснятого материала для редактирования или цветовой градации.
Альянс UHD
Когда дело доходит до покупки нового телевизора для просмотра HDR-видео, зачастую картинка в телевизоре не такая четкая, как можно было бы надеяться. Многие телевизоры на рынке поставляются с этикеткой «HDR Ready». Однако это означает, что телевизор может принимать и отображать видеосигнал HDR. Но это не гарантирует, что экран способен отображать весь спектр информации о яркости и цветности видео контента HDR.
Альянс UHD включает в себя ряд производителей, поставщиков контента и компаний по производству фильмов, среди которых Panasonic, Samsung, Sony, Netflix, Dolby и Twentieth Century Fox. Альянс UHD разработал спецификацию UHD Premium, которая устанавливает минимальные стандарты для телевидения, включая разрешение, глубину цвета, цветовую гамму и динамический диапазон. Если вы хотите купить новый телевизор, вам следует поискать его с логотипом UHD Premium, чтобы вы могли просматривать видеоконтент в самом высоком качестве.
HDR-видео и смартфон
Каждый, кто хоть чуть-чуть интересуется технологиями, не раз слышал о поддержке технологии HDR смартфонами, мониторами или телевизорами. В этой статье мы попытаемся разобраться, что это за технология, для чего она нужна и насколько хорошо с ней дружат смартфоны. Вы читаете умную статью. А с вами умный чел, разработчик Android-приложения для видеосъемки mcpro24fps, Александр Трофимов. Поехали! (Где-то я подобное уже слышал).
O настоящем HDR и не очень
Узнать подробней о VESA DisplayHDR. Сегодня не так много производителей стремятся владеть этой сертификацией. Поэтому требование 10% и 30 минут могут запросто не соблюдаться. Но мысль остается той же. Пиковая яркость должна работать хоть на какой-то площади и хоть какое-то время. В этом случае производитель сможет заявить о поддержке HDR.
Что можно сказать о HDR-видео точно и без прикрас — это самое настоящее HDR, которое существует сегодня. Потому что именно здесь речь идет о широком ДД, который будет передавать дисплей, который в будущем сможет даже ослепить (такой прием был применен в сериале «Очень странные дела»). В отличие от того HDR, к которому привыкли фотографы, где настоящий широкий ДД сцены сжимается до мизерного ДД, который предполагает формат JPG (создан он был для изображений в 6-7 стопов, адекватного контраста). Производители предлагали 10-битный HEIF, производители предлагали 10-битный HEIC, но что-то пошло не так, и в результате фотография отстает от видео на несколько шагов. Мне кажется уже пришло время, когда фотография должна стать 10-битной с по-настоящему широким ДД. Пора заканчивать с этими малоконтрастными плоскими фотографиями, создаваемыми приложениями типа Google Camera. И предлагаю прекратить сопровождать такие фотографии аббревиатурой HDR.
Так в чем же волшебство HDR-видео?
В чем был смысл придумывать такие сложности? В большинстве своем обычную яркость предметов может отобразить вполне реально любой более-менее современный экран яркостью 300 нит. Большая часть окружающих нас предметов, не освещенных каким-то особенно ярким светом, вмещаются в 200 нит. Но учитывая наше животное происхождение, природное любопытство и любовь ко всему яркому, создатели контента столкнулись с тем, что имеют проблемы с подачей более ярких поверхностей и бликов. Вы наверняка хоть раз в жизни наблюдали отражение солнечных бликов в журчащем ручейке, ярких солнечных зайчиков на стенах вашей комнаты. И они нас привлекают своей яркостью, они нам нравятся.
Взглянем на HDR-видео, снятое Sony. Если ваше устройство поддерживает отображение HDR, то вы обязательно обратите внимание на то, насколько сильно преображается восприятие картинки от естественной передачи ярких бликов.
Создатели контента хотели передавать нам все эти чувства через экран. Но одновременно с этой мыслью приходило понимание, что с актуальной максимальной яркостью бытовых мониторов и телевизоров ничего подобного не сделать. В результате было найдено компромиссное решение, чтобы матрицы не перегревались — дать возможность выдавать предельную яркость на небольших участках и на короткий срок. Этого стало достаточно, чтобы основную часть сцены уместить в 300 нит, а за пределами отображать красивые, яркие вспышки.
Еще одно интересное направление HDR — это попытка перенести яркость и контрастность реального мира в мир кино и телевидения (больше касается второго).
Яркость в нитах в реальной жизни
Вот пример изображения, на котором отмечены яркости в нитах в реальной жизни. Это то, к чему стремится HDR-видео. По указанным значениям понятно, что нам еще очень далеко до них. Тем не менее яркость дисплеев постоянно растет. А это значит, что HDR все ближе и ближе к свой цели.
Крайне полезный ресурс для понимания яркостей и других аспектов мира HDR.
К уже сказанному, каждый отдельный стандарт преследует свои цели, о которых я напишу ниже. Современная поддержка HDR-видео включает в себя три самых популярных стандарта: HLG, DolbyVision и HDR10.
Цветовой охват
Перед тем, как начнем рассматривать стандарты, я хочу обратить внимание на цветовой охват Rec.2020 и битовую глубину цвета. Цветовой охват в большей степени ориентируется на дисплеи, чем на сенсоры камер. Именно у первых в потребительском сегменте есть ограничения в возможностях. Сенсоры уже давно ушли вперед. У сенсоров нет проблем, чтобы запечатлеть весь спектр видимых человеческому глазу световых волн. Глаз видит 380-700 нм, сенсор видит 400-1100 нм. Поэтому и проблем с цветовым охватом нет.
Этим я хочу закрыть тему постоянного вопроса: «а умеет ли сенсор такой широкий охват». Умеет и больше.
Принято считать, что именно Rec.2020 используется в HDR-видеоконтенте. На самом деле, чтобы отобразить Rec.2020, монитор должен буквально светить лазером прямо в глаза. Как я уже писал выше, на сегодня нет ни одного монитора, способного отобразить весь Rec.2020. Rec.2020 остается контейнером с надеждой на будущее развитие, но в реальности сам контент стараются поставлять в цветовом пространстве P3. Колористы, которые красят HDR-контент, красят его в пределах P3, но помещают его в контейнеры с метаданными Rec.2020.
Битовая глубина цвета
В контексте HDR-видео битовая глубина 8 бит устарела. Учитывая то, что разработчики стандарта вкладывают в него требования на будущее, было сразу понятно, что такой широкий цветовой охват и такая высокая контрастность не будут дружить с такой низкой битовой глубиной цвета. Чем выше контрастность, чем шире цветовое пространство, тем больше заметны проблемы постеризации при низкой глубине цвета. Поэтому было принято решение использовать в стандартах минимальное значение в 10 бит. Здесь стоит сделать оговорку о стандарте HLG, который телевизоры Sony поддерживают с глубиной цвета 8 бит. Что касается дисплеев, то тут все очень запутано и непонятно. Одни матрицы с честными 10 битами, другие с 8 битами + FRC (Frame rate control), когда 2 бита добавляются через игру с частотой мерцания (нечестные 10 бит). Фактически лично я разницы не вижу. Но уверен, что есть люди, которые смогут отличить честные 10 бит от нечестных. А может быть есть еще какая-то проблема, которая возникает при использовании нечестных 10 бит. Ниже я сильно утрированно попытался показать, почему так важны 10 бит. Чтобы исключить щеконадувательство особливо умных, сразу предупреждаю, что я не пытался учитывать контрастность и не пытался показать все как есть. Ориентировался исключительно на один параметр: максимальную/пиковую яркость выдуманных дисплеев в нитах.
Предположим, что у нас есть 10-битный контент в виде градиента из 64 блоков. Первый монитор у нас с низкой контрастностью в 300 нит и 8 битовой глубиной цвета. Обратите внимание, что мы видим отдельные блоки, но они по яркости идут достаточно равномерно. Второй монитор — высококонтрастный монитор с максимальной яркостью в 1200 нит, т.е. в 4 раза ярче, и битовой глубиной 8 бит. Этот же контент уже не выглядит таким плавным и мы начинаем видеть границы битовой глубины достаточно отчетливо. Третий монитор — высококонтрастный монитор в 1200 нит и битовой глубиной 10 бит, т.е. в 4 раза больше градаций серого. Здесь никаких вопросов не возникает. Все 64 блока отображаются с той яркостью, с которой и было задумано. Градиент выглядит плавным.
Стандарты в деталях
Как уже упоминалось ранее, современная поддержка HDR-видео включает в себя три самых популярных стандарта: HLG, DolbyVision и HDR10.
Стандарт, включающий в себя гамма-кривую (вот здесь тоже щеки надувать не будем и умными словами про функции писать не будем, гамма-кривая — любительское определение) HLG и цветовое пространство (контейнер) Rec.2020. Под максимальной яркостью подразумеваются 1000 нит. Но используется и для большей. Этот стандарт был задуман как стандарт для передачи прямых трансляций в HDR. Его смысл заключался в том, что сама кривая очень просто подстраивается под любую яркость дисплея. Она хорошо может работать как при 300 нитах, так и при 1000 нитах. Т.е. его гибкость является его преимуществом. По этой же причине данный стандарт был горячо принят видеографами. Он позволяет не сильно утруждать себя контролем баланса светов и теней. Достаточно примерно понимать, что первая половина гистограммы — это основная часть сцены, и вторая часть — для ярких областей и бликов. С этим стандартом легко работать и легко преобразовывать на экранах любой яркости. Одновременно с этим стоит заметить, что в самом начале своего пути стандарт не предназначался для записи сырого материала с последующей постобработкой. Это стандарт доставки, а не стандарт записи. Но Sony каким-то образом умудрились его подать как логарифмический профиль. Причем в самом начале для глубины цвета 8 бит. Аппараты фирмы Сони, в том числе смартфоны, до сих пор нормально воспринимают 8-битный HLG.
Тру-колористы данный стандарт не считают за HDR-стандарт.
Dolby Vision
Стандарт для высококачественного контента. Включает в себя гамма-кривую PQ и цветовое пространство P3 (в файлах упаковывается в контейнер Rec.2020), обычно 12 бит. Максимальной яркостью подразумевает 10000 нит, но имеет две опорных градации 1000 и 4000 нит. Создавался с целью показать то, что подразумевал создатель контента без искажений яркости и цвета.
Что значит без искажений? Гамма-кривая PQ разрабатывалась с целью соотнести яркость реального мира с яркостью видео-контента, а также ориентацией на возможности дисплеев. Представим, что у нас есть два дисплея: 600 нит и 1000 нит. И контент, предназначенный для дисплея 1000 нит. В этом случае контент не должен быть подстроен под возможности дисплея 600 нит, такой дисплей должен отобразить все, что предназначается отобразить до этого предела и остальное срезать (не все так идеально в реальности). Таким образом у обоих дисплеев кадр до 600 нит будет абсолютно одинаковым, а монитор в 1000 нит сможет показать дополнительный контент выше 600 нит. Это главное преимущество данного стандарта, помимо всего прочего. Dolby Vision обладает огромными возможностями по динамическим метаданным. Динамические метаданные — это информация, сопровождающая каждый отдельный кадр, в которой содержатся указания для проигрывателя, как он должен реагировать на кадр. Этот инструмент дает художнику возможность не меняя содержания самого кадра, придать ему эмоцию. В пределах этих метаданных достаточно тонко можно поменять и цвет и яркость. 10 бит может оказаться недостаточным для такого вида манипуляций, поэтому стандарт подразумевает 12 бит. Чаще всего с этим стандартом мы имеем дело в кинотеатрах. Чтобы обеспечить корректную работу данного стандарта в домашних условиях, надо неплохо постараться. Тру-колористы считают настоящий Dolby Vision настоящим HDR, и не признают никакие другие стандарты.
HDR10
Бесплатная альтернатива Dolby Vision от Samsung. Гамма-кривая и цветовое пространство те же. Предполагается использование битовой глубины цвета 10 бит. В самом начале целились на максимальную яркость 1000 нит, но с учетом быстрого развития HDR-видео, порог был повышен до 4000 нит. Да, сама гамма кривая как и в Dolby Vision предполагает максимальный предел в 10000 нит. Но почему-то в контексте HDR10 такая яркость не упоминается. Следующее отличие от Dolby Vision — это отсутствие динамических метаданных. Этот вопрос был решен в стандарте HDR10+. Тот самый плюс означает поддержку динамических метаданных. Здесь так же их “бюджетная” версия. С помощью метаданных в HDR10+ можно отрисовать свето-теневой рисунок кадра, и на этом всё. Такой гибкости как в Dolby Vision нет. Второй минус метаданных HDR10+, сколько уже времени я вращаюсь в сфере покраски видео, еще ни разу не встретил ни одного приложения, способного работать с этими метаданными. Т.е. они как бы есть, но их как бы нет. Для кого они существуют в стандарте и освещаются в рекламе, остается загадкой.
Данный стандарт в обоих вариациях (с + и без) был тепло принят производителями смартфонов, которые хотели, чтобы их аппараты поддерживали HDR-видео. С приходом HDR-дисплеев в смартфоны, производители задумались о том, чтобы контент в HDR10+ можно было бы записывать. Плюс тут конечно оказался лишним, но об этом все умолчали. Минусом данного стандарта как стандарта записи видео является его непредназначенность для этого. При использовании HDR10 очень сложно контролировать экспозицию в светах, что приводит к некрасивому клиппингу, когда насыщенное небо переходит в резко очерченный солнечный круг. При работе с HDR10 надо очень ответственно подходить к вопросам цвета в светлых участках кадра, потому что HDR10 при проигрывании контента проигрывателем предполагает дополнительное насыщение светлых областей кадра. Насыщенность светов есть преимущество HDR10 перед HLG, у которого чем ярче пиксель, тем больше он теряет насыщенность. Но касается это преимущество HDR10 как стандарта доставки видео-контента, а не записи. При записи все это контролировать просто невозможно. И никогда этот стандарт не предполагался для записи. Но либо рынок диктует правила, либо сами производители таким образом стараются удивить, сегодня почти все современные смартфоны снимают HDR10. Исключением являются только Apple и Sony. Сегодня HDR10 это самый популярный стандарт. Он поддерживается большинством производителей смартфонов, мониторов и телевизоров, и даже лазерными проекторами.
Пример HDR-видео, снятого на телефон приложением mcpro24fps.
Но ведь мой iPhone снимает Dolby…
Теперь давайте вспомним, где мы слышали о стандарте Dolby Vision, касаемо смартфонов? Правильно! iPhone. Казалось бы, как круто, Dolby Vision в смартфоне! Но не тут-то было. Маркетинг снова нас увлек своей красивой болтовней. Каким образом получилось так, что в Dolby неожиданным образом смастерили новый стандарт, использующий гамма-кривую HLG, и подразумевающий 10 бит, для меня до сих пор остается загадкой. Но факт остается фактом: специально для Apple Dolby пошли на большие уступки. Что мы имеем в результате? Мы имеет стандарт HLG с возможностью вписывать динамические метаданные от Dolby. И чем дальше в лес, тем больше дров. Чтобы работать с динамическими метаданными от Dolby, колорист должен купить у Dolby не самую дешевую лицензию. У Apple такая лицензия есть, и их нативное приложение имеет возможность работать с этими метаданными. И всё. Все преимущества на этом кончаются, что в принципе вынуждает воспринимать Dolby Vision на смартфонах Apple как обычный HLG 10 бит у тех же Sony. Может быть Apple имеют какие-то далеко идущие планы на этот счет. Но пока что всё это выглядит как красивый маркетинг. Потому что мало того, что никто не имеет лицензий на редактирование метаданных, так еще и пользователей, способных это сделать корректно, надо поискать. Плюс приложений, способных работать с метаданными Dolby Vision, критически мало.
Dolby Vision от Dolby — очень мощный стандарт видео, лучший, что есть сегодня.
Dolby Vision от Apple — жалкое подобие, призванное популяризировать стандарт (все производители телевизоров кинулись его поддерживать), что тоже неплохо. Т.к. тру-колористы стандарт HLG не считают за HDR-стандарт, то и представленный Apple Dolby Vision не вызвал в них никакого восторга.
Как дела обстоят на ОС Android?
Популярность HDR10 привела к тому, что основной разработчик OpenGL ES API — Khronos Group — проигнорировал HLG. Поэтому на данный момент полноценная поддержка HLG в вопросе записи видео невозможна. HDR10 тоже имеет свои проблемы. Мы вынуждены подстраиваться под то, что придумал производитель, который как обычно подумал только о себе, и совсем забыл о сторонних разработчиках. Основной проблемой на сегодня является откровенно странная поддержка механизма применения гамма-кривых к записываемому контенту. Простое применение гамма-кривой PQ приводит к тому, что в светах появляются неприятные артефакты, связанные с тем, что производитель в каком-то месте забыл сделать clamp(). Это почти никак не победить, а если победить, то через такие костыли, которые пользователю невозможно объяснить.
Пример артефактов в светах
Вот так выглядит солнце через ветви деревьев в HDR10 на Sony Xperia 5 III. До третьего семейства Sony был единственным брендом, который был способен работать с HDR10 без каких либо проблем. На сегодня такая проблема не обошла стороной ни один флагман. Что еще раз доказывает мысли любого производителя смартфонов только о себе любимом.
Заключение
Как и всё новое, появляющееся в смартфонах, HDR- видео – это не только большой шаг в развитии привычных всем форматов видео, но и отличная цель для маркетинговых манипуляций.
В том, что касается воспроизведения HDR-видео, на современных смартфонах не возникает никаких проблем. Конечно же, если не брать во внимание такой сверх-стандарт, как Dolby Vision. Его поддерживают лишь единицы: iPhone и несколько Android-смартфонов. Узнать больше можно на странице Netflix.
В том, что касается записи HDR-видео, даже при эгоцентризме разработчиков смартфонов, дела обстоят весьма обнадеживающе. По крайней мере, в mcpro24fps мне удалось реализовать не только запись популярных форматов HDR, но и экранный мониторинг, предоставив пользователям выбор и пространство для экспериментов. Да, не без костылей от устройства к устройству, но таков путь Android-разработчика.
Финальная хорошая новость заключается в том, что сегодня любой смартфон с поддержкой записи 10 бит сможет снять HDR-видео в HLG!
Таким образом любой такой смартфон может легко соревноваться с iPhone с той лишь разницей, что в полученном видео не будет содержаться динамических метаданных Dolby Vision. А значит, у пользователей Android есть возможность показывать языки пользователям iPhone в данном вопросе. Ведь метаданные метаданными, но если их нельзя использовать (редактировать), то ценность их наличия стремится к нулю.
Традиционно постараюсь ответить на все ваши вопросы в комментариях.