HDR چیست ؟ | معرفی بهترین تلویزیون های HDR
hdr چیست ؟ | معرفی بهترین تلویزیون های hdr : در این مطلب که در تابستان ۹۶ نوشته و بروزرسانی شده قصد داریم تا توضیحاتی در hdr و متعلقات آن به شما عزیزان ارائه بدیم و شمارا با منظور دقیق hdr و اصطلاحات آنها آشنا کنیم. پس با ما در ادامه مطلب همراه باشید .
تولیدکنندگان تلویزیون همیشه به دنبال آن تکنولوژی خاص بعدی میگردند که باعث میشود تلویزیون دیدن برایمان بیشتر از قبل بسان نگاه کردن از پنجرهای شفاف به نظر برسد. hdr جدیدترین مد در صنعت نمایشگرها است و قرار است که مدتزمانی را مهمان ما باشد. امروز قرار است تمام نکات لازم درباره این تکنولوژی را بررسی کنیم و بفهمیم چرا باید دفعه دیگر که دنبال خرید تلویزیون هستیم، از پشتیبانی آن توسط دستگاه مطمئن شویم.
hdr
hdr مخفف high dynamic range یا تصویربرداری دامنه دینامیک بالا است و بااینکه نام مشابهی با تکنولوژی عکاسی دوربین گوشی هوشمندتان دارد، در حقیقت این دو هیچ ارتباطی به هم ندارند. تلویزیونهای hdr طوری طراحیشدهاند که تصاویر واقعیتری با دستکاری رنگها بهگونهای که بیشتر شبیه به زندگی واقعی به نظر برسد، نشان دهند. تلویزیونهای hdr با افزایش تفاوت بین نقاط تاریک و روشن و اضافه کردن رنگ بیشتر به تصاویر بهصورت کلی، میتوانند چیزی را که دوربین در هنگام فیلمبرداری میدیده به شما نشان دهند، گویی خود در آنجا ایستاده باشید.
برای مثال، در ویدئویی که در هنگام ضبط قابلیت hdr در آن فعال بوده باشد، درختها سبزتر و آسمان آبیتر به نظر میرسد و جزئیات ابرها هم بیشتر معلوم است چراکه رنگهای بیشتری برای اینکه با آنها کار شود وجود دارد. همچنین کنتراست رنگ بالاتر است. hdr بهطورکلی محدوده رنگ نمایشگر تلویزیون را گستردهتر میکند و تعداد درجههای موجود بین یک رنگ تا رنگ بعدی را هم افزایش میدهد.
یک تلویزیون معمولی 1080p یا 4k را در نظر بگیرید، در این نوع تلویزیونها اگر بخواهیم از رنگ مشکی به سفید برویم 10 سایه مختلف خاکستری را مشاهده میکنیم، اما در تلویزیونهای hdr این میزان 1000 درجه مختلف از رنگ خاکستری است. بنا به گفتههای nandhu nandhakumar، معاون ارشد مدیر الجی، یک ستاره چشمکزن در سیاهی شب، مثال خوبی از نشان دادن اوج توانایی تکنولوژی hdr است. ستاره سفید و واضح خواهد بود، اطراف آن مشکی بور نبوده و عمق خواهد داشت. خود ستاره هم روشنتر خواهد بود چراکه نمایشگرهای hdr بر محدوده پایانی و نهایی رنگ یا هایلایتها تمرکز میکنند و پیکسل مربوط به این نواحی را روشنتر نشان میدهند. میزان نور یا روشنایی هر رنگ با واحد nit یا کاندالا بر مترمربع اندازهگیری میشود. بسته به تلویزیون hdr، نیت (روشنایی) هر پیکسل میتواند مقداری بین 0.0001 تا 10000 یا حتی بیشتر باشد (مثال آن را در عکس بالا مشاهده میکنید). با توجه به این مفهوم، استانداردهای hdtv و blu-ray فعلی جدای از طیف رنگ بسیار محدود، کمترین میزان 0.117 و بیشترین میزان 100 نیت را برای هر پیکسل در نظر میگیرند.
به عبارت ساده، hdr رنگهای روشن را واضحتر از همیشه نشان میدهد و قسمتهای تاریک را تیره نگه میدارد. پس اگر خورشید را در صفحه تلویزیون خود ببینید، بهقدری روشن خواهد بود که احساس میکنید در حال نگاه کردن به آسمان هستید. یا اگر ببینید که کبریتی را در اتاق تاریک روشن کردهاند، بهگونهای دیده میشود که انگار واقعاً تنها منبع روشنایی است. درمجموع، تکنولوژی hdr بهجای اینکه تعداد پیکسلها را افزایش دهد یا نرخ ریفرش کردن صفحه را بیشتر کند، بر بهبود وضعیت هرکدام از پیکسلها تمرکز میکند. در ادامه با بهترین تلویزیون های hdr آشنا شوید.
کمی بیشتر در مورد تاثیر فناوری hdr و انواع آن در محتوای پخش و نمایشگر های مجهزبه آن بدانیم
امروز قصد داریم تا به نکاتی در مورد تاثیر واقعی hdr روی محتوای پخش و مقایسه انواع آن و حتی با استاندارد sdr انواع نمایشگر ها از جمله مانیتور ها و تلویزیون های قدیمی و میانرده که به hdr مجهز نیستن بپردازیم که آیا واقعا hdr ارزشش را دارد ؟ hdr 10 چیست ؟ دالبی ویژن چطور ؟ چرا sdr رو انقدر از hdr متمایز میدانیم ؟ آیا نمایشگر های ما قادرند ازین فناوری استفاده کنند و کیفیت این محتوا رو ببینیم ؟ جواب همه این سوال ها اینجاست. با ما در ادامه مطلب همراه باشید.
hdr
یک زمانی تکنولوژی ۳بعدی بر سر زبان ها افتاد اما طولی نکشید تا به تاریخ پیوند داده شده و بطور کامل منسوخ گردد چراکه بیشتر جنبه تبلیغاتی داشت تا ارائه یک تجربه عالی و بینقص، حال چند سالی است که نمایشگر ها، دوربین ها و محتوای شبکه ها و فیلم ها و حتی بازیهای ویدویی به طور گسترده به پشتیبانی و اعمال این فناوری در کارهای خودشان پرداخته اند؛ در واقع hdr یا high dynamic range در کنار رزولوشن و ابعاد 4k استاتدارد های جدید و بسیار حائز اهمیت در تمامی محتوا و دیوایس های تصویری میباشند که امروزه ما وفور شاهد آنها هستیم.
در ادامه مطلب همراه ما باشید تا نگاهی دقیق اما نه حوصله سر بر بلکه بسیار نکته ای به کیفیت hdr در فیلم ها و تفاوت آن با نسخه های معمولی فیلم و همچنین اشنایی با فناوری hdr در تلویزیون ها داشته باشیم.
توصیف فناوری hdr
اساسا hdr تفاوت میان روشنترین و تیرهترین نقاط (کنتراست) یک تصویر بوده که به عنوان دامنهی پویایی روشنایی یا روشنایی نسبی شناخته میشود. برخی بر این باور هستند که hdr به معنای اوج روشنایی نیست. تلویزیونهای oled به دلیل بهرهمندی از رنگهای سیاه عمیق، نیازی به تولید زیاد میزان روشنایی بر حسب نیت به منظور تاثیرگذاری بیشتر ندارند. به همین دلیل تلویزیونهای oled در مقایسه با تلویزیونهای lcd با نور پسزمینهی led و رنگهای سیاه متمایل به خاکستری آنها، باشکوه و اشباع شده به نظر میرسند. هردو فناوری میزان روشنایی مشابهی را تولید میکنند اما oledها تقریبا رنگ سیاه و تیرگی خالصی دارند. برای مشاهدهی تاثیر فناوری hdr در تلویزیونهای led lcd، اوج روشنایی باید به میزان قابل توجهی افزایش داده شود.
احتمالا پیش از این، با قابلیت hdr در عکاسی آشنا هستید. به طوری که، امروزه یک گزینهی hdr در بیشتر دوربین گوشیهای هوشمند وجود دارد. عکسهای hdr به وسیلهی ثبت دقیق یک عکس به تعداد مشخص با دامنهای از ضریب f مختلف و سپس ترکیب آنها به وجود میآیند. ضریب f نشان دهندهی گشودگی دریچهی دیافراگم بوده و هرچه این ضریب بزرگتر باشد، دریچهی دیافراگم کوچکتر و بستهتر خواهد بود. ویدیوهای hdr هم تقریبا به همین شکل ایجاد میشوند. تنها تفاوت موجود، پیچیده بودن و سختی ایجاد چنین ویدیوهایی است؛ زیرا ثبت دامنهی وسیعی از روشنایی به صورت پیوسته و بلادرنگ، نیازمند میزان نسبتا زیادی از توانایی پردازش یا دوربین دوگانه است. اما ساخت انیمیشنهای hdr یا اعمال افکتهای دیجیتال hdr به سادگی حرکت یک لغزنده در نرمافزارهای گرافیکی و جلوههای ویژه مانند 3d max وadobe premiere است.
برای درک بهتر تفاوت به کارگیری فناوری hdr و عدم به کارگیری آن، در این مقاله چندین تصویر مقایسهای hdr و غیر hdr در کنار هم قرار داده شده که به وسیلهی فناوری dolby تهیه شده است. با توجه به نوع نمایشگری که استفاده میکنید ممکن است تجربه شما در تفکیک واقعی و تفاوت میان محتوای sdr و hdr متفاوت باشد برای مثال نوع بکلایت پنل مهمه (edge یا direct و یا بهترین آن fald) نوع پنل led از نوع va یا ips یا oled و یا حتی پلاسما و … تماما از بنیان در زمینه روشنایی، کنتراست، حفظ حجم رنگ. وسعت و عمق رنگ ها متفاوت خواهند بود. اغلب تصاویر hdr که وسعت داینامیکی رنگ های آن ها دستخوش ویرایش ها و کالیبره های غیر استاندارد شده، واقعیتها را به صورت اغراقآمیزی نمایش میدهند.
طیف رنگ بیشتر
روشنایی نسبی بیشتر، تنها چیزی نیست که نیازمند به کارگیری فناوری hdr است. همچنین، برای جلوگیری از ایجاد اثر مصنوعی تصاویر مانند عدم پیوستگی رنگها که همون شکستگی نیز بیان میشود یا ارائهی رنگهای اشتباه مربوط به گرافیک رایانهای (color banding) در محتوای hdr، به منظور داشتن تغییر حالت ملایم، باید طیف بسیار گستردهتری از رنگها موجود بوده و جزئیات بیشتری در محیطهای بسیار روشن و تیره فراهم شود. در حال حاضر این حالت به عنوان محدودهی رنگ وسیع (wide color gamut) شناخته شده و نمایشگر wcg باید مطابق شکل فوق از آن پشتیبانی کند بدین منظور اطلاعاتی در مورد وسعت رنگ ها در اختیار شما میگذاریم.
این تصویر دقیق شده تصویر بالاتر میباشد که با استناد به آن کلیت وسعت های نمایشگر ها و محتوا را خواهیم شناخت. در واقع طیف رنگ های مثل hdtv یا bt 709 حداقل و ابتدایی ترین حالت رو به شکل استاتدارد جهانی تمانی نمایشگر ها بصورت sdr تشکیل میدهد. مثل دوم dci p3 در واقع حدود ۳۰درصد رنگ های بیشتری رو در اختیار دیدمان ما در محتوای پخش میدهد و همینطور استاتدارد rec یا bt 2020 که آخرین طیف از رنگ ها را در بر دارد و میتوان این ۳ استاتدارد رو معیار قرار داد و وسعت و پوشش دامنه رنگ های نمایشگر را از ۱۰۰درصد ۳ استاتدارد فوق گرفت که در واقع نمایشگری با پوشش ۱۰۰درصد از bt 709 و بیش از ۸۵ درصد از dci p3 و همچنین بیش از ۶۶درصد از دامنه رنگ های bt 2020 تلویزیون wcg یا wide color gamut محسوب میشود.
عمق رنگ نیز دگر فاکتور تایین کننده اساسی در طیف رنگ های قابل نمایش نمایشگر میباشد عمق ۸ بیت حداکثر توانایی نمایش ۲۵۶ حالت از هر یک از رنگ های rgb را دارا میباشد یعنی ۲۵۶ حالت از رنگ قرمز، ۲۵۶ حالت از رنگ سبز و ۲۵۶ حالت از رنگ آبی که در نهایت نمایشگر ۸ بیتی ما قادر هست تا ۱۶.۷۷۷.۲۱۶ رنگ را نمایش دهد (در این ۲۵۶ حالت نمایش یک رنگ منظور از مثلا عدد ۲۰ آن از قرمز، یک قرمز بسیار غلیظ تقریبا مشکی متمایل به قرمز و عدد ۲۴۰ یک قرمز کاملا روشن متمایل به قرمز که در نهایت با تلفیق تمامی حالات ۳رنگ اصلی دامنه rgb و bt 709 نمایشگر های معمولی ۱۶میلیون رنگی sdr شکل میگیرد) این در حالیه که نمایشگز های ۱۰ بیتی یا hdr یا همان hdr 10 که اشاره به ۱۰بیتی بودن آن دارد قادر است تا با افزایش ظریب ۴تایی نسبت به پنل های ۸ بیتی برای هر رنگ از rgb بجای ۲۵۶ حالت چیزی حدود ۱۰۲۴ حالت از هر رنگ و در مجموع چیزی حدود ۱ میلیارد و ۷۴ نیلیون رنگ را نمایش دهد و از همه محلک تر نمایشگر ها و محتوای ۱۲ بیتی که بسیار کمیاب هستن و دالبی نیز خوانده میشن مثل دالبی ویژن برای هر رنگ از rgb حدود ۴۰۹۶ حالت از هر یک از رنگ هارا قادر هستند تا تفکیک کرده و نشان دهند که در مجموع بیش از ۶۸ میلیارد رنگ را نمایش خواهند داد .
دقیق بودن رنگ هم مهم است؛ اما اهمیت آن به اندازهی محدودهی رنگ وسیع نیست. با وجود این که محدودهی رنگ وسیع و دقت رنگ به طور اکید برای hdr مورد نیاز نیست، اما هردو مورد یاد شده، بخشی از تلاش بیپایان برای تولید محتوای رسانهای که میتواند زندگی واقعی را به طور دقیق به تصویر بکشد هستند. همچنین با وجود این دو مورد میتوان اقدام به تولید جلوههای ویژهی چشمگیری که برتر از نمونهی موجود در دنیای واقعی است، کرد.
برخی از تلویزیونهای led lcd برتر به علاوهی تلویزیونهای oled چند سال اخیر، دارای فناوری نمایشگری برای رندر کردن محتوای hdr به منظور داشتن نتیجهی مناسب و معقول هستند. اما بیشتر تلویزیونهای امسال دارای مدلهایی هستند که قابلیت hdr را به طور گستردهای تبلیغ میکنند. این تلویزیونها شامل سری qled های شرکت سامسونگ، مدلهای x800 و x900 سری e و f و z9d/f شرکت سونی، جدیدترین تلویزیونهای suhd و oled شرکت الجی و سریp شرکت vizio است.
همچنین ممکن است با تلویزیونهایی مواجه شوید که همراه با عبارتهایی مانند hdr enabled و hdr compatible یا مواردی از این دست تبلیغ میشوند. مفهوم عبارتهای یاد شده این است که تلویزیون مورد نظر فقط قادر به شناسایی و پردازش محتوای hdr است. این قابلیت حداقل مبنایی برای hdr است که جایگزین صنعت فعلی شده است. عبارتهای یاد شده، به معنی برخورداری از اشباع رنگ، دقت رنگ، روشنایی یا کنتراست بالا برای درک بهتر محتوای hdr نبوده و فقط برای بازاریابی استفاده میشود.
با وجود این که فناوری hdr هنوز کاملا آماده نیست اما یک استاندارد و گواهی برای تلویزیونهای hdr به وسیلهی اتحادیه (uhd (ultra high definition توسعه داده شده است. اتحادیه uhd تقریبا شامل همهی پخش کنندههای عمده در صنعت تلویزیون است. پیش از این یک استاندارد برای پخش کنندههای ultra blu-ray وجود داشته است اما فقط از یکی از استانداردهای یاد شده در این مقاله پشتیبانی میکند. هنگامی که hdr واقعی را مشاهده کنید، چیزی را که پدیدار شده است به هیچ عنوان فراموش نخواهید کرد.
حداقل مبنا برای hdr که در این مقاله به آن اشاره کردیم، smpte st-2084 و smpte st-2086 است که محدودهی رنگی و پروتکلهای پایهای را برای ارسال اطلاعات hdr به تلویزیون، پوشش میدهد. کلمهی smpte کوتاه شدهی عبارت society for motion picture and television engineers و به معنی انجمن مهندسان تصاویر متحرک و تلویزیون است. همچنین استاندارد دیگری تحت عنوان cta-681 که استانداردی برای پوشش دهی انتقال به وسیلهی hdmi 2.0a است هم به عنوان حداقل مبنا برای بهرهمندی از hdr لازم است. cta هم سرنام عبارت consumer technology association و به معنی انجمن فناوری مصرف کننده است. گاهی اوقات این استاندارد به صورت cea-681 هم مطرح میشود. ترکیب موارد یاد شده باعث به وجود آمدن فرمتی تحت عنوان hdr 10 شده است.
توجه داشته باشید که وجود حرف“a” در hdmi 2.0 حتما لازم است. بسیاری از تلویزیونهای موجود که دارای درگاه hdmi 2.0 هستند، میتوانند با دریافت بروزرسانی و ارتقا فریمور (firmware) از hdmi 2.0a بهرهمند شوند. اما همانطور که اشاره شد، تلویزیون مربوطه در این حالت فقط قادر به رندر و پخش hdr 10 خواهد بود. بنابراین تصاویر نهایی دارای کیفیت بسیار چشمگیری نخواهد بود.
اگر عبارت hdr 1000 را به جای hdr-10 در تبلیغات مشاهده کردید، اصلا تعجب نکنید. هر دو عبارت مفهوم یکسانی دارند؛ به طوری که hdr 10 تقریبا یک استاندارد محسوب شده و hdr 1000 عبارتی است که شرکتهای سونی و سامسونگ آن را ساخته است. در واقع شرکتهای یاد شده با استفاده از عبارت hdr 1000 قصد تبلیغ ارائهی طیف روشنایی نسبی به میزان ۱۰۰۰ نیت (nit) در تلویزیونهای hdr را دارند. میزان تقریب یاد شده بستگی به تلویزیون دارد. دنیای تلویزیون، صنعتی است که با اعداد و ارقام زیادی بازی کرده و به طور مداوم آنها را جایگزین یکدیگر میکند.
مشکل استاندارد hdr 10 این است که افراد بسیار اندکی مخصوصا کاربرانی که دستی بر تولید محتوا داشته و دارای وسواس فکری و عملی هستند، از آن رضایت دارند. dolby vision هم نوع دیگری از hdr است که بدون شک تبلیغ آن را مشاهده کردهاید. dolby vision هم از حداقل مبنای یاد شده استفاده میکند اما در چندین مورد فراتر از hdr 10 است.
مقایسهی فرمت dolby vision با hdr-10
اولین تفاوت عمده بین dolby vision و hdr 10، بهرهمندی dolby vision از عمق رنگ ۱۲ بیتی به ازای هر رنگ (قرمز، سبز، آبی) و استفاده از عمق رنگ ۱۰ بیت به ازای هر رنگ در hdr 10 است. عدد ۱۰ موجود در نام فرمت hdr 10، اشاره به همین موضوع داشته و مطابق با آن میتوان hdr 12 را هم جایگزین dolby vision کرد. درحالی که عمق رنگ ۲ بیت اضافی به ازای هر رنگ نسبت به hdr 10 زیاد مهم نیست اما همانطور که در تصویر مربوط به کودکان نشان داده شد، وجود این ۲ بیت نمایش جزئیات دقیق و حذف کامل اثرات مصنوعی مانند آسیب رنگ محیط مرئی را از بین میبرد که میتواند در برخی شرایط در عمق رنگ ۱۰ بیتی ظاهر شود. این اثرات نامحسوس هستند اما حداقل در محتوای مبتنیبر dolby قابل تشخیص است.
دومین و قانع کنندهترین تفاوت حداقل برای تولید کنندگان محتوا، در مورد متادیتا است. فراداده (metadata)، دادهای اضافی است که چگونگی نمایش محتوای hdr را تعیین کرده و در اختیار تلویزیون میگذارد. dolby vision از متادیتای پویا (dynamic) یا پیوسته برای تنظیم و تعدیل سطوح رنگ و روشنایی (brightness) در هر صحنه یا حتی به صورت فرِیم به فرِیم استفاده میکند. در حالی که hdr 10 که شرکت شارپ آن را open hdr مینامد، از متادیتای ایستا (static) که فقط یکبار در آغاز پخش ویدئو ارسال میشود، بهرهمند است.
مورد یاد شده، در زندگی واقعی به این معنی است که dolby vision قادر به بهینهسازی منحصر به فرد صحنههای تاریکی شب، صحنههای روشنی روز و هر چیزی بین آنها است؛ درحالی که hdr 10 فقط با همهی مشخصات محتوای در حال پخش سازش میکند. در ادامه میتوانید رندرینگ تامین شده به وسیلهی دالبی را که تاثیر فرمت dolby vision را نشان میدهد، ملاحظه کنید.
تفاوت دیگر میان فرمت dolby vision و hdr 10، نیاز نداشتن dolby vision به hdmi 2.0a است. به طوری که فرادادهی پویای dolby vision، به صورت پیوسته و به عنوان یک جریان کمکی از داخل گردش دادهای hdmi 2.0 موجود، ارسال میشود. با این حال، این هم نیازمند رمزگشایی (decoding) بوده و مطابق با نتایج ما نمیتواند به وسیلهی ارتقا فریمور (firmware) به تلویزیون افزوده شود. آخرین تفاوت مربوط به فرمتهای یاد شده در مورد میزان درخشندگی یا روشنایی آنها برحسب واحد نیت است؛
نکته خیلی مهم در تفاوت میان sdr/gamma2.4 و hlg/hdr10 و dolby vision/pq
با توجه به تصویر فوق در gamma 2.4 شاهد طیف روشنایی بین ۰.۰۱ نیت تا ۱۰۰ نیت هستیم یعنی کمتر و بیشتز آن قابل درک توسط این سیستم تفکیک نخواهد بود و محتوا تمام جزئیات را در اختیار ما نخواهد گذاشت، در hlg ما شاهد هستیم روشنایی به ۱۰۰۰ نیت میرسد و hdr10 بخوبی از پس آن برخواهد آمد اما جالبترین آن pq خواهد بود که قدرت تفکیک و نمایش را از ۰.۰۰۱ نیت روشنایی تا ۱۰.۰۰۰ نیت خواهد داشت حتی در مواردی دالبی ویژن تا ۲۰.۰۰۰ نیت قادر به درک و تفکیک و نمایش خواهد بود.
خبر خوب برای مصرف کنندگان توانایی همزیستی فرمت dolby vision با hdr 10 است. تلویزیونهای dolby vision قادر به بهرهبرداری فرادادهی پویا بوده اما فناوری hdr 10 میتواند بدون بهرهمندی از آن و به سادگی به وسیلهی تلویزیون دارای dolby vision پردازش شود. با وجود این که فرمت dolby vision برای هنرمندان، تولیدکنندگان محتوا، خانههای رمزگشایی، سازندگان فیلم و دیگران رایگان است اما سازندگان تلویزیونها باید برای پیادهسازی آن هزینه کنند. همین عامل، اصلیترین مانع موجود بر سر راه استفاده از فرمت dolby vision در تلویزیونها محسوب میشود. در صورتی که تقاضای کافی از سوی انواع تولید کنندگان محتوا و کاربران مرتبط با گرافیک وجود داشته باشد، میتوان در مورد ماندگاری فرمت dolby vision امیدوار بود.
توجه داشته باشید که انجمن smpte که شرکت دالبی هم عضو آن است، در نظر دارد چیزی شبیه به dolby vision را به واسطهی استاندارد st-2094 ارائه دهد. به علاوه، شرکت cta در حال کار روی cea-861-g (پروفایل تلویزیون دیجیتال برای استفاده در رابطهای دیجیتال پرسرعت غیرفشرده) به منظور افرودن پشتیبانی از فرادادهی پویا به hdmi است.
اگرچه ما فقط دربارهی فرمتهای شناخته شدهی dolby vision و hdr 10 صحبت کردیم، اما باید اظهار کنیم که علاوهبر فرمتهای یاد شده، حداقل دو فرمت دیگر hdr که به وسیلهی شرکتهای bbc، nhk ،philips و technicolor توسعه داده شده هم، وجود دارد.
دیدگاهتان را بنویسید