Все о 4K HDR: больше цвета и деталей в фильмах

Разбираемся с HDR

Поклонники домашних кинотеатров больше не могут пройти мимо телевизоров с разрешением 4K или UHD. Однако настоящее восхищение они испытают только с технологией HDR, которая, к сожалению, пока еще не является общепризнанным стандартом.

Насыщенные цвета, чрезвычайный контраст и высочайшая детализация. Тот, кто заглянет в отдел телевизоров магазина бытовой электроники, будет ослеплен непревзойденным великолепием изображения. В наши дни даже модели среднего класса обеспечивают гораздо лучшее качество изображения, чем топовые HDTV-устройства, выпущенные семь лет назад.

Глядя на новый плоский телевизор, часто создается впечатление, что за отличное качество изображения отвечает только разрешение UHD или 4K. Здесь в четыре раза больше пикселей, чем в предыдущей технологии Full HD, что, в конечном счете, должно дать более четкую картинку. На самом деле разрешение UHD оказывает меньшее влияние на качество изображения, чем полагают. То, что производители приписывают большому числу пикселей, зависит от иных параметров: высокая контрастность, естественные цвета и плавные линии контуров зачастую являются результатом работы алгоритмов таких технологий, как HDR с увеличенной глубиной цвета (10 бит).

Ultra HD
Графическое разрешение в сравнении
Картинка в формате Ultra HD (UHD) содержит в 4 раза больше пикселей, чем в актуальном разрешении Full HD (1080p)

Высокое разрешение: стандарт 4K

Термин 4K пришел из киноиндустрии и является официальным стандартом записи и воспроизведения в кинокамерах, проекторах и на экранах. При этом разрешение 4K составляет 4096×2160 точек и выступает в качестве непосредственного преемника предыдущего стандарта 2K (2048×1080 пикселей). Понятие «4K» включает в себя не только разрешение, но и определяет также степень сжатия, битрейт и глубину цвета киноматериала.

Однако, несмотря на то, что многие телевизоры рекламируются как поддерживающие разрешение 4K, лишь немногие из них действительно обеспечивают разрешение 4096×2160 точек при соотношении сторон 19:10. Если речь идет о бытовых 4K-устройствах, под ними, как правило, понимают телевизоры с UHD-разрешением, которое составляет 3840×2160 пикселей. UHD считается официальным стандартом дисплеев и телевизоров, а также является «наследником» разрешения 1080p или Full HD (1920×1080 пикселей). Так как отличие между 4K и UHD при оценке экрана телевизора является незначительным, производители и СМИ часто смешивают эти понятия.

Максимальное расстояние при просмотре для UHD
Максимальное расстояние при просмотре для UHD
Разрешение UHD реализует свои преимущества на устройствах с большими диагоналями или при очень малом расстоянии от телевизионного экрана.

Как уже было упомянуто, UHD-разрешение само по себе свидетельствует о качестве изображения лишь отчасти. При хорошем зрении различие между UHD и Full HD можно уловить лишь на незначительном расстоянии от экрана ТВ. Для телевизора с диагональю 50 дюймов это расстояние составляет около 1,5 метров – слишком мало для большинства гостиных. Комфортное же расстояние для просмотра обычно составляет 3-4 метра. На большем расстоянии для достижения 4К-эффекта потребовался бы проектор в комплекте с экраном.

Однако эффект UHD зависит от многих параметров. Ключевыми факторами являются острота зрения и качество видеоматериалов. В записях формата 4K Blu-Ray эффект UHD проявляется в большей мере, чем в сравнительно сильно сжатых потоковых видео 4K от Netflix. Также при интерполяции материалов с разрешением 1080p современные UHD-телевизоры довольно сильно корректируют их качество: таким образом, обычное Blu-Ray-видео на них часто выглядит лучше, чем на устройствах Full HD. Тому, кто хочет увидеть на своем UHD-ТВ улучшенное изображение, несмотря на большое расстояние до экрана, необязательно «включать фантазию». За настоящий «эффект восхищения» в UHD-ТВ отвечает не разрешение, а технология HDR.

Больше деталей благодаря повышенной контрастности

Проще говоря, технология расширенного динамического диапазона, или HDR (High Dynamic Range), увеличивает контрастность в несколько раз. Это приводит к тому, что изображения выглядят более реалистичными и детальными. Ночные сюжеты в Full HD часто выглядят как черные изображения, а при использовании UHD + HDR даже в очень темных сценах можно разглядеть большое количество деталей. Таким образом, HDR не только радует глаз и улучшает впечатление от фильмов и сериалов, но и весьма успешно применяется в видеоиграх.

Ultra HD Premium
Официальный логотип
По логотипу «Ultra HD Premium» можно определить устройства и носители информации с контентом, поддерживающие разрешение UHD и технологию HDR10.

Однако HDR означает не только собственно HDR: существуют различные стандарты (HDR10, Dolby Vision, Advanced HDR или HLG), имеющие свои преимущества и недостатки. Все устройства, на которых наклеен логотип Premium UHD, а также игровые консоли PS4 Neo и Xbox One S, поддерживают HDR10. В первую очередь HDR10 противопоставляется стандарту HDR Dolby Vision. Для Dolby Vision, в отличие от HDR10, требуется собственный аппаратный чип, стоимость которого, наряду с лицензионными отчислениями, представляет собой немаловажную статью затрат.

При этом Dolby Vision обладает глубиной цвета 12 бит и тем самым обеспечивает лучший эффект HDR, а также ощутимо превосходит HDR10 с глубиной цвета в 10 бит. Грубо говоря, HDR10 представляет собой стандарт для массового потребителя, в то время как Dolby Vision является дорогостоящим «лакомым кусочком» для состоятельных любителей домашних кинотеатров.

При воспроизведении записей Dolby Vision на недорогих телевизорах, поддерживающих лишь HDR10, не возникает проблем, так как Dolby Vision также предлагает базовую функциональность HDR10. Однако выглядит это так, как будто бы фильм 4K Blu-Ray показывают на телевизоре, поддерживающем только Full HD.

Будут ли существовать оба метода параллельно или выживет какой-то один, сейчас трудно предсказать. Однако компания Samsung недавно представила стандарт-преемник – HDR10+, который в будущем может создать серьезные трудности для Dolby Vision. У HDR10+ метаданные, описывающие цвета и контраст изображения, формируются не статически, а динамически для каждой отдельной сцены или кадра, как в Dolby Vision.

Этот эффект почти нивелирует преимущество в качестве Dolby Vision. Кроме того, стандарт также оптимизирует динамический диапазон обычного HDTV (без литеры U, «ультра»). Некоторые устройства с логотипом Premium UHD 2015-2016 годов выпуска получат поддержку HDR10+ путем обновления прошивки, включая необходимый для этого стандарт HDMI 2.0b. Насколько хорошим будет в итоге HDR10+, станет ясно уже в ближайшее время, когда потоковый сервис Amazon Video начнет воспроизведение видео с использованием HDR10+.

HDR и SDR
Сравнение HDR и SDR
HDR значительно увеличивает диапазон контрастности. На левом фото представлен кадр с HDR (1), он гораздо более выразителен и детализирован, чем сравниваемое с ним бледное SDR-изображение (2)

Также необходимо отметить технологию HLG (Hybrid Log Gamma) — разновидность HDR, разработанную с участием британской компании BBC. Пока что заметной проблемой HDR является то, что необходимые для ее работы метаданные требуют дискового пространства и хорошей пропускной способности. Это становится проблемой в телевизионном эфире с его ограниченными частотами. Уловка от HLG: телевизионное потоковое видео содержит в себе всю информацию для воспроизведения как HDR, так и SDR (Standard Dynamic Range). Это является преимуществом не только для телекомпаний, но и для потоковых вещателей, таких как Netflix. Так как HLG является частью стандарта HDMI-2.0b, в будущем все телевизоры, поддерживающие HDR10+, должны будут «освоить» также и HLG.

4K Blu-Ray: мультимедиа-файлы и плееры

Премиальным классом для киноманов в наше время является UHD или 4K Blu-Ray. Эти стандарты мультимедиа доступны повсеместно уже около года, и в списке файлов платформы Amazon в настоящее время насчитывается около сотни наименований. Вместо рисунка синего пластикового диска 4K-издания Blu-Ray-дисков обозначены темным прямоугольником с логотипом «4K Ultra HD».

Многие фильмы в формате 4K Blu-Ray за небольшую плату доступны также в обычном качестве Blu-Ray. К сожалению, сейчас в 4К-варианте доступны только кинофильмы; сериалы отсутствуют. Осмотрительность следует проявлять в отношении дисков с маркировкой «Mastered in 4K», так как на них предлагается контент в разрешении Full HD.

Samsung UBD-K8500
Многие крупные производители предлагают плееры для фильмов в 4K Blu-Ray с HDR10

В качестве HDR-варианта в 4K Blu-Ray-плеерах в настоящее время применяется исключительно технология HDR10. На январской выставке CES 2017 кинокомпании Warner, Lionsgate и Universal хотя и объявили о выпуске фильмов с технологией Dolby Vision, однако с конца июня картина «Могучие Рейнджеры» до сих пор является единственным представителем фильма с HDR в данном формате. «Нерешительный» старт также обусловлен тем, что в настоящее время практически отсутствуют Blu-Ray-плееры с поддержкой Dolby Vision. Лишь компания Oppo пообещала обеспечить поддержку этого стандарта для своего плеера премиум-класса UDP-203 (см. слева) путем обновления прошивки, а LG — обновить LG UP970 для возможности воспроизведения Dolby Vision. Так что тому, кто делает ставку на эту технологию, придется подождать еще немного.

Для воспроизведения 4K-дисков с HDR10 необходимы новые Blu-Ray-плееры, так как подобные медиафайлы предполагают использование нового оборудования и прежде всего — поддержку защиты от копирования AACS 2.0. Выбор пока невелик, однако каждый крупный производитель предлагает в своей линейке устройств подобную модель.  Все устройства имеют обратную совместимость с обычными дисками Blu-Ray и могут подключаться к крупнейшим порталам потокового видео (например, Netflix, Amazon, YouTube).

Sony KD-49XD8005
49-дюймовый Sony KD-49XD8005 может воспроизводить UHD и HDR10. В настоящее время он доступен по цене около 65 000 руб.

4K Blu-Ray на ПК: комплексные предпосылки

Желающие посмотреть 4K Blu-Ray-контент на компьютере, сталкиваются с серьезными проблемами. Компания CyberLink недавно представила новую версию программы PowerDVD 17, поддерживающую стандарт 4K; однако для воспроизведения на ПК все оборудование, от дисковода до дисплея, должно поддерживать стандарт защиты от копирования AACS 2.0. Вот список необходимого: Windows 10 (64 бит), процессор Intel поколения Kaby Lake для настольного ПК и материнская плата с поддержкой технологии Intel Software Guard Extension (SGX) в качестве системы защиты данных.

PowerDVD 17
PowerDVD 17 воспроизводит UHD Blu-Ray на ПК. Для этого все компоненты компьютера должны поддерживать новый стандарт защиты от копирования AACS 2.0

Также необходим графический процессор, способный воспроизводить мультимедиа с разрешением 4K и поддерживающий протокол HDCP 2.2. Интегрированная графика Intel уже умеет это, а вот компании nVidia и AMD только сейчас начинают адаптировать свои видеокарты и драйверы. Для дисплея также требуется поддержка протокола HDCP 2.2: например, по интерфейсу HDMI 2.0.

По материалам сайта ichip.ru