Rozlišení video formátů se zvýšilo ze standardního rozlišení na vysoké rozlišení a naposledy na 4K. Tyto formáty však stále používají stejný barevný prostor. Navíc mají standardní dynamický rozsah (SDR) mezi 6 a 10 kroky. S rostoucími a jasnějšími televizními obrazovkami jsou omezení starších technologií, původně vyvinutých pro CRT televizory, zjevnější. Video s vysokým dynamickým rozsahem (HDR) řeší tyto problémy. Ale co je to HDR video?
Z hlediska videa se dynamický rozsah týká kontrastu. Je to rozdíl mezi nejsvětlejšími a nejtmavšími částmi obrázku. Dynamický rozsah se měří v zastávkách. Zastávka je změna, která zdvojnásobí množství světla. Dynamický rozsah lidského oka se pohybuje kolem 20 stop. To se převede na kontrastní poměr 1 000 000 ku 1.
Video HDR vám poskytne bělejší bílou a černější černou
HDR video překonává nedostatky starších video formátů a poskytuje snímky s širším rozsahem barev a jasu. Má dynamický rozsah nejméně 13 stop, mnohem vyšší než video SDR. To znamená, že video HDR může produkovat bělejší bílou, černější černou a dokáže mezi nimi rozlišit více odstínů šedé. V praxi to znamená, že HDR zachová více detailů ve tmě stínů a v nejjasnějších oblastech obrazu.
Kvůli dalším informacím, které obsahuje, vyžaduje video HDR alespoň 10bitovou barevnou hloubku ve srovnání s 8bitovou hloubkou u videa SDR. Další informace o bitové hloubce naleznete v článku Porozumění bitové hloubce a barevnému podání videa.
Široký barevný gamut
Ačkoli technicky HDR odkazuje pouze na jas (jas) obrazu videa, hlavní formáty videa HDR také zahrnují široký barevný gamut. Barevný gamut (nebo barevný prostor) představuje všechny barvy, které může televizor nebo projektor zobrazit. Takže čím větší je barevný gamut, tím více barev může zařízení zobrazit.
Standardní barevný gamut pro televizní vysílání ve vysokém rozlišení, streamování videa a Blu-ray se nazývá Rec. 709. Nicméně Rec. 709 pokrývá pouze asi 36 procent rozsahu barevného vzorníku CIE 1931, který představuje všechny barvy, které lidské oko vidí (viditelné spektrum). HDR video odpovídá Rec. Široký barevný gamut pro rok 2020, který je mnohem větší a pokrývá téměř 76 % barevné tabulky CIE 1931.
Všechny tyto dodatečné informace o barvách a jasu znamenají, že datové rychlosti HDR videa jsou pro přehrávání Blu Ray příliš vysoké. To znamená, že pro práci s novým formátem budete muset používat disky 4kKUltra HD Blu Ray. Online streamovací služby, jako jsou Amazon Video a Netflix, také nabízejí videoobsah HDR.
Standardy videa HDR
Jak je často u nového vývoje v technologii, v současné době existuje řada různých standardů pro HDR video. Dva hlavní formáty jsou Dolby Vision a HDR10.
Dolby Vision
Dolby Vision je proprietární video formát HDR vyvinutý společností Dolby. Tento standard používá dynamická metadata k úpravě úrovní jasu od scény ke scéně a dokonce i snímek od snímku. To znamená, že Dolby Vision zachovává ještě více detailů ve stínech tmavších scén nebo ve světlech světlejších scén.
Dolby Vision navíc používá metadata k doladění videa na základě zařízení použitého k jeho zobrazení. Úrovně osvětlení a barev se upravují na základě hodnot stanovených společností Dolby a výrobcem televizoru nebo projektoru. To znamená, že obraz je optimalizován na základě specifických schopností zařízení, na kterém je zobrazen.
Dolby Vision je licencovaný formát a kompatibilní zařízení musí být certifikováno společností Dolby.
HDR10
Na rozdíl od Dolby Vision používá HDR10 statická metadata. To znamená, že úrovně světla a barev jsou absolutní hodnoty pro video a neliší se scénu od scény.
Formát HDR10 definuje řadu specifikací pro obsah a displeje, které je třeba dodržovat. Nepřizpůsobuje však přehrávání videa individuálním možnostem konkrétní obrazovky.
Jednou z výhod HDR10 oproti Dolby Vision je, že jde o otevřený standard. To znamená, že jej může používat jakákoliv společnost bez nutnosti platit licenční poplatek.
Dva další formáty, o kterých je třeba vědět, jsou HDR10+ a HybridLog-Gamma (HLG).
HDR10+
Samsung jako variantu HDR10 vyvinul HDR10+, aby zahrnoval dynamická metadata. HDR10+ upravuje úrovně světla zobrazeného pro každou scénu nebo snímek videa, ale stejně jako HDR10 nezohledňuje specifické vlastnosti obrazovky.
Hybrid Log-Gamma (HLG)
Hybrid Log-Gamma byl vyvinut společně BBC z Velké Británie a NHK z Japonska. HLG, navržený pro vysílání, je zpětně kompatibilní se standardními displeji s dynamickým rozsahem (SDR). HLG neobsahuje metadata. Místo toho využívá kombinaci gama křivky pro jas obsahu SDR a logaritmické křivky pro vyšší úrovně jasu při použití displeje HDR.
Nahrávání videa HDR
Fotografie s vysokým dynamickým rozsahem je populární již mnoho let. Tato technika se snaží maximalizovat dynamický rozsah zachycený při fotografování vysoce kontrastní scény. Funguje tak, že kombinuje dvě (nebo více) fotografií, exponovaných zvlášť pro světla a pro stíny. Výsledný snímek má vyšší efektivní dynamický rozsah než kterákoli z jednotlivých fotografií.
Program Magic Lantern pro řadu DSLR Canon využíval podobnou metodu pro zachycení HDR videa, kdy byly zaznamenávány střídavé snímky při různých ISO. Účinnost techniky je však omezená. Vyžadovalo to značný stupeň postprodukčního zpracování a jakýkoli pohyb v rámu by vedl k nadměrnému rozmazání pohybu.
Společnost RED vyvinula HDRx jako proprietární řešení HDR videa pro své kamery EPIC a SCARLET. Funguje tak, že zaznamená dvě expozice v intervalu, který by standardní fotoaparát zaznamenal pouze jeden snímek. Primární expozice je normální při použití standardního nastavení clony a závěrky. Sekundární expozice používá mnohem kratší expozici pro ochranu zvýraznění. Opět platí, že oba obrazové toky jsou kombinovány v postprodukci, aby bylo dosaženo vyššího dynamického rozsahu.
Senzor ve fotoaparátu Arri's Alexa má patentovanou architekturu Dual Gain, která současně generuje dva samostatné výstupy s různými úrovněmi zesílení z každého pixelu. Tyto dva signály jsou sloučeny do jednoho obrazu s vysokým dynamickým rozsahem. To zvyšuje výkon při slabém osvětlení a zabraňuje oříznutým světlům.
V praxi může většina moderních filmových kamer reprodukovat 14 nebo více stop dynamického rozsahu, čímž překračuje dynamický rozsah filmu, který se pohybuje kolem 13 stop. Tato úroveň dynamického rozsahu je naprosto dostačující při natáčení pro HDR video. Další informace naleznete v našem průvodci nejlepšími filmovými kamerami na současném trhu.
Práce s HDR
Protože HDR video je 10bitový formát, budete muset při nahrávání nebo úpravách použít 10bitové HDR zobrazení, abyste mohli přesně sledovat svůj výstup. Práce s 10bitovými soubory a videem v rozlišení 4K znamená, že budete potřebovat také výkonný počítač s dedikovanou grafickou kartou, která zajistí plynulé přehrávání při náhledu záběrů pro úpravy nebo úpravu barev. Další pokyny naleznete v Příručce editora pro práci s videem HDR.
UHD Alliance
Když přijde na nákup nového televizoru pro sledování HDR videa, obraz není tak jasný, jak byste doufali – často doslova! Mnoho televizorů na trhu má označení „HDR Ready“. To však znamená, že televizor může přijímat a zobrazovat video signál HDR. Nezaručuje, že obrazovka dokáže zobrazit celý rozsah informací o jasu a barvách obsahu videa HDR.
UHD Alliance zahrnuje řadu výrobců, poskytovatelů obsahu a filmových produkčních společností, mezi které patří Panasonic, Samsung, Sony, Netflix, Dolby a Twentieth Century Fox. UHD Alliance vyvinula specifikaci UHD Premium, která stanoví minimální standardy, kterým musí televizor vyhovovat, zahrnující rozlišení, barevnou bitovou hloubku, barevný gamut a dynamický rozsah. Pokud si chcete koupit nový televizor, měli byste se poohlédnout po takovém s logem UHD Premium, abyste si zajistili, že budete moci sledovat svůj videoobsah v nejvyšší kvalitě.