Mit kell tudni a nagy dinamikatartományú képmegjelenítésről (Frissítve)

A HDR technikai alapjai.

Az eddigi televíziós, videós szabványok legtöbbjét még a képcsöves TV-k és a műsorterjesztés egyéb korlátait figyelembe véve dolgozták ki. A mai TV-k és projektorok azonban már sokkal többre képesek mint képcsöves elődeik, és a HDR szabványai végre az emberi látás tulajdonságait is figyelembe veszik.

HDR ábra.jpg
Korábban annak tudatában készültek a filmek és TV műsorok, hogy a standard dinamikatartományú (SDR) TV-k képernyőjén, vagy a vetítővásznakon a felületi fényesség minimuma kb. 0,01 cd/m² a legmélyebb feketénél, és maximuma 80-120 cd/m² (a mozik vetítővásznán csak 48 cd/m²) a legvilágosabb fehérnél. A jelenlegi legjobb OLED képernyők azonban nulla fénykibocsátással már abszolút feketét tudnak előállítani, a legkorszerűbb TV-k és vetítők pedig messze nagyobb maximális fényességre képesek.

Az HDR technikai kialakításában azt is számításba vették, hogy szemünk alkalmazkodik a környezet fényviszonyaihoz, így állítva be például nappali és éjszakai látásunkat. Ráadásul, ahogy a hangerőt úgy a fényességet sem lineárisan érzékeljük. A sötét fényességi eltéréseket jobban látjuk, mint a világosabbakat.

Az még vitatott, hogy mennyire legyen fényes egy képernyőn megjelenő kép. A Dolby szerint 0 és 10.000 cd/m² közötti fényességtartomány lenne ideális, bár még a Dolby Vision formátumnál is alacsonyabb a maximális fényesség. A Blu-ray Association ajánlása szerint 1.000 cd/m² kellene legyen a fényfelvillanások felső határa, és egyelőre ezt tekinti a szakma referenciának.

A TV-k, vetítők tulajdonképpen a videojelet egy úgynevezett elektro-optikai átviteli függvény (angolból rövidítve EOTF) szerint látható fénnyé és ily módon képpé alakító készülékek. Az analóg képcsöves képernyők esetében ez az EOTF az úgynevezett „gamma görbe”, ami nem igazán alkalmas a nagy dinamikatartomány kezelésére.

Új, az analóg örökségen túllépő, a digitálisan kódolt videojel látható fénnyé alakítását definiáló EOTF metódus meghatározása vált tehát szükségessé, ami figyelembe veszi az emberi látás dinamikus természetét. Ezt a metódust a Dolby angolul „Perceptual Quantizer” (röviden PQ) azaz „érzékelési kvantálás” néven emlegeti. Ez tehát alapfeltétele a nagy dinamikatartománnyal javítható képminőségnek.

HDR_PQ_EOTF.jpg
A fenti ábra részleteiről és a PQ EOTF kialakulásáról szól ez az SMPTE prezentáció.

A HDR EOTF vagy a PQ EOTF néven is emlegetett függvényt az SMPTE 2084 szabvány rögzíti. Erre alapulnak a Dolby Vision és a nyílt HDR10 formátumok, mely utóbbihoz a SMPTE 2086 szabvány azt írja le, hogy a HDR és nem HDR TV-k, vetítők bemenetei miként fogadják és kezeljék a HDR információt statikus metaadatok formájában a videojel mellet. A HDR TV-nek és vetítőnek nyilván a PQ EOTF szerint kell előállítaniuk a képet, a HDR kísérőinformációinak pedig kísérnie kell a videojelet a teljes műsorkészítő és terjesztő láncon.

A HDR megvalósításához finomabb árnyalati felbontásra vagyis lépcsőfokokra van szükség, hogy azok a képen egymás mellett láthatóan ne különüljenek el, kontúrosan ne váljanak el egymástól (ne okozzanak „sávosodást”). A Dolby szerint ehhez színcsatornánként 12 bites (összesen 36 bit) felbontású PQ EOTF-re van szükség, az iparág többi szereplője viszont úgy gondolja, hogy 10 bit (összesen 30 bit) is elég. A mai televíziózás és például a Blu-ray Disc szabvány is 8 bites színfelbontást alkalmaz a még nem HDR videóhoz. Ha az analóg képcsövekhez illeszkedő EOTF gamma-görbét akarnánk használni a HDR-hez, akkor 14-16 bites felbontásra lenne szükség, amit a fényesebb képtartományban ráadásul ki sem lehet használni. A PQ EOTF azonban a rendelkezésre álló bitek hatékonyabb felhasználását is biztosítja.

5 Replies to “Mit kell tudni a nagy dinamikatartományú képmegjelenítésről (Frissítve)”

    1. HDR tartalmak – mondjuk inkább úgy – “felkonvertálására” képesek bizonyos HDR TV-k (LG, Samsung, Sony, Philips), de az “imitált” HDR képmóddal kapott kép élvezhetősége erősen függ a tartalomtól. Egy animációs film esetleg jobban néz ki vele, de a mesterségesen dinamizált természetes képek árnyalati részleteit tönkre teheti. Stúdiókban alkalmaznak kifinomultabb eljárásokat (pl.: Viarte automatic SDR to HDR conversion; OpticalFlow opImageIQ® SDR-to-HDR upconversion)

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük

Ez a weboldal az Akismet szolgáltatását használja a spam kiszűrésére. Tudjunk meg többet arról, hogyan dolgozzák fel a hozzászólásunk adatait..