Αγαπητέ χρήστη, παρατηρήσαμε οτι έχεις ενεργοποιημένο Ad Blocker.
Για την καλύτερη εμπειρία σου θα θέλαμε να σε παρακαλέσουμε να το απενεργοποιήσεις κατά την πλοήγησή σου στο site μας ή να προσθέσεις το enternity.gr στις εξαιρέσεις του Ad Blocker.
Με εκτίμηση, Η ομάδα του Enternity
ΓΙΑ ΝΑ ΜΗΝ ΧΑΝΕΙΣ ΚΑΝΕΝΑ ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ ΝΕΟ ΜΑΣ!
ΚΑΝΕ ΤΩΡΑ ΕΓΓΡΑΦΗ ΣΤΟ NEWSLETTER ΤΟΥ ENTERNITY.GR >>

Το κριτήριο σας πρέπει να ειναι τουλάχιστον 3 χαρακτήρες

Tech Philosophers: Ξετυλίγοντας το κουβάρι του HDR

*
Τι είναι, στη βάση του, το HDR; Προσφέρει όντως τόσο μεγάλη διαφορά στην εμπειρία θέασης, ή είναι απλά ένα marketing gimmick για να τονώσει τις πωλήσεις τηλεοράσεων; Διαβάστε αναλυτικά στο νέο κείμενο της στήλης Tech Philosophers.

Η νόρμα της εποχής είναι το HDR. Οι κονσόλες νέας γενιάς το υποστηρίζουν (όπως και της προηγούμενης) και κάθε τηλεόραση που σέβεται τον εαυτό της πρέπει να υποστηρίζει τουλάχιστον τα βασικά πρωτόκολλα HDR. Τι είναι όμως, στη βάση του το HDR; Προσφέρει όντως τόσο μεγάλη διαφορά στην εμπειρία θέασης, ή είναι απλά ένα marketing gimmick για να τονώσει τις πωλήσεις τηλεοράσεων;

Για διευκόλυνση μας και για να μην διαβάζετε για σελίδες επί σελίδων με ανούσια μαθηματικά, δεν θα ασχοληθούμε καθόλου με το κλασικό περιεχόμενο που βλέπουμε τόσα χρόνια και προέρχεται από την απαρχή των τηλεοράσεων CRT, το επονομαζόμενο Standard Dynamic Range ή SDR για συντομία. Θα σταθούμε όμως στα τέσσερα βασικά στοιχεία που καθορίζουν πως ένα περιεχόμενο προσφέρεται ως High Dynamic Range.



Το πρώτο βασικό στοιχείο, δεν είναι άλλο από το luminance ή φωτεινότητα. Βασικά, η φωτεινότητα είναι και ο πιο εύκολος ορισμός που μπορούμε να δώσουμε, καθώς με τον όρο αναφερόμαστε παραδοσιακά στο πόσο φως εκπέμπει κάποιο αντικείμενο. Μετριέται σε nits και, για να θέσουμε κάποια βασικά μέτρα σύγκρισης, μια σωστά ρυθμισμένη οθόνη ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή φωτίζει περίπου 120 nits. Αντίστοιχα, οι πάλαι ποτέ κραταιές τηλεοράσεις CRT είχαν φωτεινότητα περίπου 100 nits που τυχαίνει να είναι και το ανώτατο όριο της προβολής ενός βίντεο σε SDR. Για να αναφέρουμε και πιο σύγχρονες περιπτώσεις panels, ένα OLED panel παρέχει περί τα 600~700 nits φωτεινότητας ενώ τα καλά LCD panels προσφέρουν πάνω από 1000 nits φωτεινότητας. Βέβαια, για να αποσαφηνίσουμε κάτι σε αυτό το σημείο, οφείλουμε να αναφέρουμε πως κανένα panel δεν μπορεί να αποδίδει τη μέγιστη φωτεινότητα, ταυτόχρονα, σε ολόκληρο το εμβαδόν του, οπότε οι από πάνω τιμές εμπεριέχουν την παραδοχή πως μιλάμε για φωτεινότητα σε συγκεκριμένο μέρος ενός panel, με συγκεκριμένη χρονική διάρκεια.



Το δεύτερο βασικό στοιχείο, είναι αυτό της δυναμικής αντίθεσης. Και επειδή πολλά λέγονται και πολλά γράφονται, ειδικότερα από κατασκευαστές panel που αποδίδουν τρελές τιμές σε αυτόν τον όρο, η αντίθεση δεν σημαίνει τίποτα περισσότερο από τον λόγο του πιο φωτεινού σημείου μιας εικόνας, ως προς το πιο σκοτεινό σημείο αυτής. Ουσιαστικά δηλαδή, όταν αναφέρουμε σε μια τηλεόραση πως έχει δυναμική αντίθεση 1000:1, αυτό σημαίνει πως το πιο φωτεινό πίξελ που μπορεί να αποδώσει το panel, είναι χίλιες φορές πιο “φωτεινό” από το πιο σκοτεινό πίξελ. Θεωρητικά, ένα panel για να μπορεί να είναι “HDR Capable” θα πρέπει να αποδίδει περίπου 13000:1 δυναμική αντίθεση, ωστόσο στην αγορά θα βρείτε και panels που προωθούνται ως “HDR Ready” όταν πετυχαίνουν περίπου τιμές δυναμικής αντίθεσης γύρω στο 10000:1. Τώρα μπορούμε ίσως να αντιληφθούμε περισσότερο την διαφορά στην τεχνολογία των OLED panels, τα οποία (κατά τον μαθηματικό ορισμό) μπορούν να πετυχαίνουν “άπειρη” αντίθεση, αφού τα pixels τους είναι αυτόφωτα, και άρα η τιμή του  φωτός τους τείνει στο μηδέν. Στην πράξη, ακόμα και εκεί δεν μπορούμε να πετύχουμε πραγματικά άπειρη αντίθεση, ό,τι και αν ισχυρίζεται ο οποιοσδήποτε, όσο φαν της τεχνολογίας OLED κι ας είναι. Με την τιμή της φωτεινότητας των μαύρων πίξελ όμως να προσεγγίζει τα 0.0005 nits, σε σχέση με το μέσο όρο των LCD Panels που βρίσκεται γύρω στα 0.05, μπορούμε να καταλάβουμε γιατί η διαφορά στην απεικόνιση του μαύρου είναι τόσο χαοτική μεταξύ των δύο τεχνολογιών. Ακόμα κι αν τα λευκά τους δεν μπορούν να είναι τόσο φωτεινά σε σχέση με τα LCD Panels.



Τρίτο βασικό στοιχείο αποτελεί το color gamut, δηλαδή την ποικιλία των χρωμάτων που μπορεί να αποδώσει ένα panel. Στην τεχνολογία SDR, το color gamut περιέχεται σε ένα standard που ονομάζεται Rec.709, ενώ όταν μιλάμε για προβολή περιεχομένου HDR, αναφερόμαστε στο wide color gamut, που περιέχεται στο standard Rec.2020. Και τα δύο standards έχουν αναπτυχθεί από τον οργανισμό ITU που είναι υπεύθυνος για να θέτει βασικές αρχές που αφορούν οποιαδήποτε μετάδοση σε παγκόσμιο επίπεδο. Αν και δεν αξίζει να αναλύσουμε σε βάθος τα δύο χρωματικά πεδία, καθώς θα φάμε άπειρες ώρες σε πολύπλοκα μαθηματικά που ξεφεύγουν από τον σκοπό του άρθρου, αξίζει να ρίξετε μια ματιά στην παρακάτω εικόνα που πρακτικά εξηγεί ό,τι χρειάζεται να γνωρίζετε.



Αυτό που αξίζει να αναφέρουμε είναι πως ακόμα και όταν μιλάμε για το“ταπεινό” και “ξεπερασμένο” Rec.709, ελάχιστες είναι οι οθόνες που μπορούν να το αποδώσουν στο 100% του, οπότε μπορείτε να φανταστείτε πόσο πιο θολό είναι το τοπίο στο πολύ πιο απαιτητικό Rec2020. Για την ιστορία, μια από τις κορυφαίες επιλογές για τηλεοράσεις το 2020, η LG CX, καλύπτει περίπου 70% των χρωμάτων που συμπεριλαμβάνονται στο Rec.2020. Ωστόσο, από αυτό αξίζει να μας μείνει πως όσο περισσότερη χρωματική κάλυψη, τόσο καλύτερα και πιστότερα χρώματα στο όραμα του δημιουργού, μα και σε αυτά που αντιλαμβάνονται τα μάτια μας.



Και μιλώντας για χρώματα, ας περάσουμε και στο τέταρτο στοιχείο που χαρακτηρίζει την προβολή περιεχομένου σε HDR, το βάθος χρώματος, color depth ή, bit depth. Με αυτό το στοιχείο αναφερόμαστε στην ποσότητα των δεδομένων που περιέχονται στο σήμα του video για να περιγράψουν τον κορεσμό του ενός εκ των τριών βασικών χρωμάτων, κόκκινου, μπλε και πράσινου. H πλειονότητα των SDR videos ήταν 8-bit. Αυτό σημαίνει πως τα τρία subpixel που απαρτίζουν ένα pixel (Red,Green,Blue) μπορούν να πάρουν τιμες από 0 εως 2^8 (256) που αφορούν το κορεσμό και τη φωτεινότητα τους. Στην πράξη, αν υπολογίζουμε τις τιμές ενός πίξελ ως (R,G,B) για τα τρία διαφορετικά χρώματα, το απόλυτο μαύρο θα ήταν αυτό με τις τιμές (R=0,G=0,B=0) και το απολύτως λευκό θα ήταν αυτό με τις τιμές (R=255,G=255,B=255). Αντίστοιχα, το (R=255,G=0,B=0) είναι το πλήρες κόκκινο, το (R=0,G=255,B=0) δείχνει το πλήρες πράσινο και το (R=0,G=0,B=255) δειχνει το πλήρες μπλε σε μια εικόνα. Στην περίπτωση του HDR video, τα video χαρακτηρίζονται ως 10-bit. Αυτό σημαίνει πως η νέα θεωρητική μέγιστη τιμή για το κορεσμό και τη φωτεινότητα ενός πίξελ είναι το 2^10(1024). Περίπου τέσσερις φορές περισσότερα δεδομένα χρησιμοποιούνται δηλαδή για τη μετάδοση ενός σήματος HDR, σε σχέση με το “παραδοσιακό” SDR. Ακόμα και αν ξεχάσουμε τη διαφορά των τιμών στο απόλυτο λευκό, που παίζει τεράστιο ρόλο σε σκηνές που αντικρίζουμε τον ήλιο για παράδειγμα, αξίζει να σκεφτούμε το πόσο μεγαλύτερη είναι η γκάμα από την οποία τα HDR panels επιλέγουν τα χρώματά τους, σε αντίθεση με τα κλασικά SDR panels σε συνδυασμό πάντα και με το ευρύτερο πεδίο χρωμάτων που χρησιμοποιεί το πρότυπο Rec.2020.



Αναλύοντας και τα τέσσερα στοιχεία, μπορούμε ακόμα και σε θεωρητικό επίπεδο να αντιληφθούμε τις διαφορές που φέρνει ένα σήμα HDR σε σχέση με το SDR. Αυξημένη παλέτα χρωμάτων, τετραπλάσια πληροφορία για φωτεινότητα, σε συνδυασμό, δυναμική αντίθεση ικανή να προσφέρει όσο το δυνατόν πιο βαθιά μαύρα και όσο το δυνατόν πιο φωτεινά άσπρα, κάνουν τα panel που έχουν HDR να ξεχωρίζουν, στην προβολή αυτού του περιεχομένου τουλάχιστον. Όμως, το μεγάλο μπέρδεμα έρχεται όταν αποφασίσουμε να ασχοληθούμε στα σοβαρά με τα HDR Standards που κυκλοφορούν εκεί έξω. Πριν όμως από αυτό έρχονται, για κακή σας τύχη, λίγα μαθηματικά ακόμα. Βλέπετε το ανθρώπινο μάτι έχει συγκεκριμένα όρια τα οποία δεν είναι απαραίτητο πως συμβαδίζουν με τον τρόπο που λειτουργούν οι κάμερες και τα πάνελ στα οποία βλέπουμε το περιεχόμενό μας είτε αυτό αφορά προβολή περιεχομένου SDR, είτε HDR. Χωρίς να μπούμε πολύ βαθιά σε ανούσιες λεπτομέρειες που έχουν να κάνουν με βιολογία και θα απέκλιναν αρκετά από το στόχο του άρθρου, ας αναφέρουμε απλά πως τα μάτια μας είναι πολύ πιο ευαίσθητα σε αλλαγές που βρίσκονται πιο κοντά στο απόλυτο σκοτάδι, παρά στο απόλυτο φως. Συνεπώς, αν έχουμε 1024 τιμές φωτεινότητας, ίσα μοιρασμένες μεταξύ του απόλυτου σκοταδιού (0) και του απόλυτου φωτός (1024), θα χάναμε αρκετή πληροφορία στα σκοτεινά σημεία, ενώ θα είχαμε περιττή πληροφορία που δεν θα μπορούσαμε να αντιληφθούμε στο φάσμα του περίπου λευκού, με του εντελώς λευκού που βρίσκεται στην υψηλότερη τιμή. Εδώ έρχονται διαφορετικές εξισώσεις που εφαρμόζονται κατά τη σύλληψη μα και την προβολή του περιεχομένου, που σκοπό έχουν να μετατρέψουν την ευθεία της φωτεινότητας που περιγράψαμε προηγουμένως, σε μορφή καμπύλης, δίνοντας έτσι περισσότερη λεπτομέρεια στις αποχρώσεις του γκρι και του μαύρου και λιγότερη λεπτομέρεια στα λευκά, στις τονικές αλλαγές των οποίων είμαστε, βιολογικά πολύ πιο αναίσθητοι. Η προβολή περιεχομένου σε SDR χρησιμοποιεί απλούστερες εξισώσεις οι οποίες περιλαμβάνονται κανονικά στο πρότυπο Rec709. Και επειδή κάθε πρότυπο HDR χρησιμοποιεί διαφορετικά (και αρκετά σύνθετα) μαθηματικά, για να πετύχει τα δικά του αποτελέσματα, θα μπαίνουμε σε λεπτομέρειες για το καθένα, αναλύοντας τα οφέλη του στη συγκεκριμένη τεχνολογία.

Το πιο διαδεδομένο μεταξύ των προτύπων του HDR είναι το HDR10. Πρόκειται περισσότερο για μια συλλογή διαφορετικών τεχνολογιών παρά ένα συγκεκριμένο standard. Μεγάλο ατού για την διάδοσή του είναι πως πρόκειται για ανοικτό πρότυπο, για το οποίο δεν χρειάζεται να πληρωθούν royalties. Συνεπώς, αν μια τηλεόραση αναφέρει ότι υποστηρίζει HDR, τότε πιθανότατα αναφέρεται στο HDR10. Αυτό σε γενικές γραμμές περιλαμβάνει ροή βίντεο με βάθος χρώματος 10-bit, το ευρύ πεδίο χρωμάτων του Rec2020 και προϋποθέτει πως το panel στο οποίο θα προβληθεί έχει φωτεινότητα περίπου 1000 nits. Το σήμα του HDR10 χρησιμοποιεί metadata, εντελώς απλοϊκά πρόκειται για ένα σύνολο εξισώσεων που εφαρμόζονται στην εικόνα που στέλνεται στο panel, για να αποδώσει τους επιπλέον χρωματισμούς και τη φωτεινότητα σε σχέση με τις εικόνες σε SDR, τα οποία όμως μένουν σταθερά για όλη τη διάρκεια της προβολής ενός έργου. Αυτό έχει ως μειονέκτημα πως, αν για παράδειγμα ο σκηνοθέτης έχει αποφασίσει πως η περισσότερη χρωματική λεπτομέρεια θα δίνεται στα πιο φωτεινά καρέ μια ταινίας, τα σκοτεινά θα είναι λιγότερο λεπτομερή, αφού οι ίδιες εξισώσεις θα χρησιμοποιούνται χωρίς διαφοροποιήσεις σε όλο το έργο.



Το ανωτέρω πρόβλημα έρχεται να λύσει το Dolby Vision. Πρόκειται για πρότυπο HDR που έχει αναπτυχθεί από την Dolby Laboratories, είναι κλειστό πρότυπο, το οποίο φυσικά σημαίνει πως οποιοσδήποτε κατασκευαστής θα πρέπει όχι απλά να κατασκευάσει πάνελ που να υποστηρίζει τις αυστηρότερες προδιαγραφές της Dolby, αλλά και να πληρώσει για να φέρει την αντίστοιχη πιστοποίηση. Ένα σήμα σε Dolby Vision περιλαμβάνει ροή video με βάθος χρώματος στα 12-bit, δηλαδή με ακόμα υψηλότερες τιμές και διακύμανση δηλαδή στις τιμές της φωτεινότητας και του κορεσμού των χρωμάτων. Επιπλέον όπως και στην περίπτωση του HDR10 έχουμε το πεδίο χρωμάτων Rec.2020, όμως το mastering περιεχομένου σε Dolby Vision γίνεται με δεδομένη μέγιστη φωτεινότητα panel τα 4000 nits. Και επειδή δεν υπάρχουν τηλεοράσεις ικανές να παράγουν τέτοια πραγματική φωτεινότητα, χρησιμοποιεί δυναμικά metadata, τα οποία μπορούν να αλλάζουν ακόμα και σε κάθε σκηνή μιας ταινίας, προκειμένου να πετύχουν, έστω και τεχνητά, την αίσθηση της εξωπραγματικής φωτεινότητας αυτών των 4000 nits. Έτσι ο σκηνοθέτης μπορεί να θέσει διαφορετικές προτεραιότητες στην ταινία του, δίνοντας επιπλέον λεπτομέρειες τόσο στα σκοτεινά, όσο και στα φωτεινά πλάνα μιας ταινίας, κατά περίπτωση.



Σαφέστατη υπεροχή για το Dolby Vision λοιπόν, κάτι που έρχεται να διορθώσει το -επίσης ανοικτό- πρότυπο, HDR10+. Ουσιαστικά, μιλάμε για το HDR10 που αναλύσαμε προηγουμένως, με την προσθήκη όμως δυναμικών metadata τα οποία μπορούν και αυτά, όπως και στην περίπτωση του Dolby Vision να προσαρμόζονται ανάλογα με τη σκήνη, ενώ και εδώ τίθεται ως στόχος μέγιστης φωτεινότητας τα 4000 nits. Αναπτύχθηκε από τη Samsung και την Amazon Video και το γεγονός πως φέρνει παρόμοια αποτελέσματα με το Dolby Vision, ενώ είναι ανοιχτό πρότυπο, σημαίνει πως όσο περνάει ο καιρός θα είναι όλο και πιο διαδεδομένο μεταξύ των κατασκευαστών πάνελ, ενώ ταυτόχρονα θα υιοθετείται από όλο και περισσότερους δημιουργούς περιεχομένου.

Τελειώνοντας με τα πρότυπα, έχουμε το πρότυπο HLG10, ή HLG εν συντομία. Αναπτύχθηκε από το βρετανικό κανάλι BBC και το ιαπωνικό κανάλι NHK. Τα αρχικά του προέρχονται από τις λέξεις Hybrid Log Gamma, το οποίο είναι ένα σετ εξισώσεων σχεδιασμένο να παρει τις καμπύλες φωτεινότητας του SDR και να τις αποδώσει σε περιεχόμενο HDR. Θεωρητικά το HLG έχει τα λιγότερο εντυπωσιακά αποτελέσματα, όμως έρχεται να δώσει λύση σε ένα πρόβλημα που έχουν όλα τα προηγούμενα πρότυπα, την επίγεια μετάδοση σήματος HDR.



Υπάρχουν και άλλα πρότυπα HDR όμως είναι τόσο λιγότερο διαδεδομένα, που δεν αξίζει να ασχοληθούμε, τουλάχιστον για την ώρα. Αν εμφανιστεί κάτι στο μέλλον που θα κερδίσει έδαφος, να είστε σίγουροι πως θα ασχοληθούμε και με αυτό.

Σε προσωπικό επίπεδο, θεωρώ πως το HDR έχει πολύ περισσότερο νόημα από την ανούσια και αέναη αύξηση της ανάλυσης. Ο τρόπος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δώσει λεπτομέρεια σε σκοτεινά ή φωτεινά πλάνα προσφέρει νέα “όπλα” στις φαρέτρες των σκηνοθετών να μας μεταφέρουν, όσο το δυνατόν πιστότερα το καλλιτεχνικό τους όραμα. Από την άλλη το να βλέπουμε όλο και περισσότερα pixel, προσφέρει ναι μεν καθαρότερη εικόνα, όμως ο αριθμός που μπορεί το ανθρώπινο μάτι να διακρίνει, είναι και θα παραμείνει, πεπερασμένος. Για την ιστορία, σύμφωνα με την THX, σε μια τηλεόραση 50 ιντσών το ανθρώπινο μάτι δεν μπορεί να διακρίνει τη διαφορά μεταξύ περιεχομένου 1080p και 4K αν κάθεστε σε απόσταση περίπου 2 μέτρων από το panel. Αν δείτε όμως το ίδιο περιεχόμενο σε SDR και HDR, είμαι σίγουρος πως οι διαφορές θα είναι κάτι παραπάνω από εμφανής.

Κλείνοντας, αν και αυτό το κείμενο δεν γράφτηκε επ’ ουδενί ως οδηγός αγοράς, καλό θα ήταν όταν προβείτε στην αγορά της επόμενής σας τηλεόρασης, όποια κι αν είναι αυτή, να ρίξετε μια ματιά στα πρότυπα HDR που υποστηρίζει. Μην σταθείτε δε μόνο στο panel, αλλά να ελέγξετε και πως η πηγή περιεχομένου που θα απασχολεί την πλειονότητα του χρόνου σας, υποστηρίζει τα ίδια standards. Είμαι σίγουρος πως η τελική σας επιλογή θα σας δικαιώσει.

 
Διαβάστε πρώτοι όλα τα νέα του Enternity.gr στο Google News, στο Facebook και στο Twitter
0 ΣΧΟΛΙΑ ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ
  • Για να μπορέσετε να προσθέσετε σχόλιο θα πρέπει πρώτα να έχετε κάνει login
  • Δεν υπάρχουν ακόμα σχόλια για αυτό το άρθρο.

Μείνε ενημερωμένος

ΓΙΑ ΝΑ ΜΗΝ ΧΑΝΕΙΣ ΚΑΝΕΝΑ ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ ΝΕΟ ΜΑΣ, ΚΑΝΕ ΤΩΡΑ ΕΓΓΡΑΦΗ ΣΤΟ NEWSLETTER ΤΟΥ ENTERNITY.GR!