HDR - для Ultra HD Premium

актуально на 04.2018

Ultra HD Premium это не только высокое разрешение, но и яркие цвета. Под яркими цветами понимается действительно яркий свет - не 100 кандел/м2 из которых исходят текущие телевизионные стандарты, а, например 1000 кандел/м2. Как вы понимаете из собственного опыта телесмотрения, 100 кандел/м2 в принципе достаточно для естественной картинки. Нормальные телевизоры имеют яркость до 200-300 кандел/м2, чего в принципе даже многовато для просмотра ночью. Но просто так растягивать стандартную яркость со 100 в 500 или 1000 кандел/м2, смысла нет: если на экране лицо будет в 5 раз светлее чем в жизни, то изображение будет выглядеть сильно не естественно. Нужно чтобы яркими в кадре были источники света, блики - всё то что в реальности яркое. Для этого выдвинуто несколько стандартов, решаюших эту задачу. Основным принципиальным отличием между ними является так называемая передаточная функция, которая в текущих телевизионных стандартах часто называется гаммой. И вторым отличием является то, какая предельная яркость будет закодирована в видео (MaxFALL максимальное среднее значение яркости кадра и MaxCLL максимальное значение яркости контента, далее по тексту). Верхний предел яркости в стандартах, в связи с изменчивостью технологий, может меняться.

Итак, у нас есть закрытый DolbyVision от Dolby, который для больших киностудий и премиального контента. MaxCLL и MaxFALL можно задавать для любого отрезка вплоть до отдельного кадра.

Есть HLG (Hybrid Log-Gamma) от BBC и NHK, для вещателей. Идея в том, чтобы вещать контент одним потоком на телевизоры с различной яркостью. Причем передаточная функция хитро выбрана так, чтобы в тенях и в тоне приближаться к гамма-функции стандартного видео, а в светлой части можно было легко растягивать логарифмическую часть в зависимсти от того SDR или HDR телевизор у зрителя, и даже если ничего не делать просто послав HDR видео на SDR устройство, то большей частью оно будет показываться правильно. При просмотре, если дисплей и окружающее освещение не соответствуют условиям мастеринга (видео сделано под монитор 2000 кн/м2, а телевизор 500 кн/м2), то телевизор сам скорректирует передаточную функцию, базируясь на спецификациях дисплея и замерах фонового освещения.

И есть HDR10. Простой, открытый и для народа. От производителей ТВ и Blu-ray плееров. MaxCLL и MaxFALL задаётся одни на весь фильм. Нет такой гибкости как у Dolby, но в целом приемлимо, т.к. позволяет учитывать разницу в максимальной яркости между устройством на котором создавалось видео и устройствами на котором его будут смотреть конечные зрители. HDR10+ позволяем менять MaxCLL и MaxFALL, как в DolbyVision.
Что касается уровней яркости у Ultra HD Alliance, экран должен иметь белый ярче 1000 кд/м2 и черный темне чем 0.05 кд/м2 (контраст 20,000:1) или 540 кд/м2 и 0.0005 кд/м2 (контраст 1,080,000:1). Такая разница потому что для LCD и OLED.

Чтобы видео игралось как HDR, оно должно содержать некоторые метаданные. Для работы с HDR10 нужно чтобы видео содержало значения яркости контента: MaxCLL и MaxFALL. Наиболее разумным способом получить их, это использовать программу, которая умеет их генерировать, например BlackMagic DaVinci Resolve 12.5.2+. Premiere 2017 этого не делает.
Самый простой вариант это HLG, MaxCLL и MаxFALL для него не нужны. Для подготовки видео достаточно утилиты от youtube. В любом случае, видео должно быть сделано с передаточной функцией соответствующего формата HDR. Для HDR10 это Rec. 2020 PQ (SMPTE ST 2084), для HLG это HLG (BT.2100). Youtube не поддерживает DCI P3. Если делать HDR10, то на текущее время единственным форматом файлов для youtube, в который внедряются нужные метаданные, является mkv.

Про мониторы

Выбор монитора это серьезные инвестиции. Для монтажа и цветокоррекции HDR видео нужет монитор подключенный к компьютеру. Таким образом на компьютере нужен HDR-совместимый видеовыход, подключенный к внешнему контрольному HDR монитору. Бытовой телевизор подключенный по HDMI вовсе не означает что он может показывать HDR видео каким-то иным способом кроме как с флешки или из интернета. Работать c HDR видео в окне компьютерного монитора, будет возможно тогда, когда поддержка HDR появтся в операционных системах и на рынке будут свободно доступны компьютерные мониторы с HDR. Для компьютерных мониторов в конце 2017 приняты стандарты DisplayHDR 400, DisplayHDR 600 и DisplayHDR 1000 - по максимальной яркости экрана в кд/м2.

Кроме мониторов имеет значение интерфейс подключения:
HDMI 2.0a и 2.0b способны поддерживать HLG только. HDMI 2.1 по идее пригоден для HDR10 и DolbyVision. Для 4k/60fps и выше нужне будет кабель "48G".
DisplayPort 1.4 включает поддержку HDR10.
USB-C - USB-C может использоваться как USB, Thunderbolt 3, Micro DisplayPort, поэтому нужно проверять что в реальности.
Thunderbolt 3 - работает с разъемом USB-C, и в каждом Thunderbolt содержатся сигналы DisplayPort. монитор LG 34WK95U с поддержкой DisplayHDR 600 подключается через Thunderbolt 3.

Кроме телевизоров и компьютерных мониторов, есть операторские мониторы SmallHD 1703 P3X, Atomos Sumo 19” способные к HDR и подключающиеся через SDI.

https://partnerhelp.netflixstudios.com/hc/en-us/sections/360000105808
http://www.mysterybox.us/blog/2016/11/17/adobe-premiere-cc-2017-real-world-feature-review
https://forum.blackmagicdesign.com/viewtopic.php?f=21&t=53139&start=50

Dolby Vision