L' HDR (abbreviazione di High Dynamic Range che significa alta gamma dinamica ) denota formati e video standard e immagini digitali per rappresentare livelli di luminosità superiori al limite di 100 nits dei contenuti standard SDR . A seconda del formato utilizzato, un video HDR può rappresentare picchi di luminosità fino a un valore di 1000 nit (tramite il formato HLG) o fino a 10.000 nit (tramite i formati Dolby Vision, HDR10, HDR10+). L'HDR è stato inizialmente implementato nel campo del video e successivamente esteso alle immagini. AVIF è un formato immagine basato sul codec AV1 e compatibile con HDR.
L'HDR aumenta la gamma dinamica che può essere registrata in un'immagine digitale o in un video e produce luci più luminose, più dettagliate e più sature di colore. Le tecnologie relative all'HDR possono anche migliorare i dettagli nelle aree scure.
Sebbene non siano tecnicamente obbligatori, i video in formato HDR di solito coprono Rec. 2020 che è una gamma di colori estesa. Ciò aumenta il livello di saturazione al quale un colore può essere rappresentato. La combinazione di HDR e Rec. Il 2020 consente di aumentare reciprocamente i loro effetti e si traduce in un grande volume di colore .
La compatibilità HDR di un dispositivo garantisce solo la possibilità di riprodurre o registrare video in almeno uno dei formati HDR e non garantisce che il dispositivo sia in grado di sfruttare le potenzialità del video HDR. Tuttavia, esistono certificazioni opzionali per garantire le capacità di visualizzazione degli schermi HDR.
Alcune tecnologie consentono di aumentare la quantità di pixel in un'immagine digitale. Gli standard HD , Full HD , Ultra HD , 4K , 8K, ecc. consentono di aumentare la definizione di un'immagine. Il numero di immagini al secondo (24, 25, 30, 60, 120, ecc.) consente di aumentare la quantità di pixel al secondo. Altre tecnologie consentono di aumentare la qualità dei pixel. Questo è il caso degli standard di immagine con una gamma cromatica estesa (DCI-P3, Adobe RGB, Rec. 2020), è anche il caso dell'HDR.
Gli standard di luminosità video standard ( SDR ) si basano sulle caratteristiche dei televisori CRT (luminosità massima di 100 cd /m²). Tuttavia, la luminosità massima degli schermi moderni è in costante aumento e ha superato questi limiti. Gli standard delle immagini HDR sono stati sviluppati per superare queste limitazioni.
Anche la dinamica delle fotocamere e dei dispositivi fotografici ha ampiamente superato quella dei video SDR, soprattutto con l'ausilio della tecnologia di acquisizione delle immagini HDR . La tecnologia HDR in fotografia non deve essere confusa con gli standard delle immagini digitali HDR. La prima permette di aumentare la dinamica delle immagini catturate, la seconda permette di aumentare la dinamica registrabile in un'immagine o in un video digitale superando i limiti dell'SDR (100 nits).
Le immagini generate al computer (come gli effetti speciali digitali o le immagini dei videogiochi) vengono solitamente renderizzate internamente con un'elevata gamma dinamica. I contenuti HDR possono quindi essere già creati.
I televisori moderni sono anche in grado di coprire uno spazio colore più ampio rispetto a prima. La combinazione di HDR e una gamma cromatica estesa (come quella di Rec. 2020 ) consente di fornire un volume di colore significativo .
Lo svantaggio delle immagini e dei video SDR è che possono mostrare solo un basso livello di dettaglio nelle aree scure dell'immagine e una bassa saturazione del colore quando si avvicinano a una luminosità di 100 cd/m² (che sbianca le alte luci).
Gli studi hanno dimostrato che l'aumento della luminosità e dei dettagli nelle alte luci e dei dettagli nelle aree scure migliora l'esperienza visiva dello spettatore.
L'HDR si basa su un insieme di tecnologie e varia a seconda del formato utilizzato.
Le immagini e i video SDR utilizzano una curva gamma come funzione di trasferimento (standardizzata dalla raccomandazione BT.1886; limitata a 100 nits ). Corrisponde al comportamento degli schermi a raggi catodici di fronte a un segnale video.
Perceptual Quantizer ( PQ ) è una funzione di trasferimento sviluppata da Dolby specificatamente per HDR e rilasciata come standard come SMPTE ST 2084. PQ è in grado di rappresentare una luminosità fino a 10.000 nit .
Hybrid Log-Gamma ( HLG ) è una funzione di trasferimento sviluppata da BBC e NHK per HDR e ha la particolarità di offrire un certo livello di retrocompatibilità con la curva di trasferimento dei display SDR.
Alcuni formati HDR utilizzano i metadati per aiutare a personalizzare il contenuto HDR in base alle capacità di visualizzazione di ogni schermo.
I metadati statici forniscono informazioni sull'intero video.
I metadati dinamici forniscono informazioni su una singola scena o una singola immagine all'interno del video.
Rec. 709 è la gamma di immagini e video SDR .
DCI-P3 è una gamma estesa.
Rec. 2020 è una gamma ancora più ampia utilizzata nei video HDR.
Attualmente, la maggior parte dei video HDR è masterizzata entro i limiti di DCI-P3, ma è contenuta nel formato Rec. 2020.
I video e le immagini SDR destinati al grande pubblico vengono generalmente trasmessi con una profondità di colore di 8 bit.
A causa dell'ampia gamma dinamica dell'HDR, viene utilizzata una profondità di colore a 10 bit o addirittura a 12 bit per non introdurre la posterizzazione .
IC T C P , ICtCp o ITP è uno spazio colore sviluppato da Dolby specificamente per HDR. È equivalente a IPT.
Nel luglio 2016, l' ITU ha pubblicato la raccomandazione BT.2100 che definisce gli standard per la televisione ad alta gamma dinamica. Ric. 2100 consiglia di interrompere l'uso delle funzioni di trasferimento della curva gamma convenzionali e di sostituirle con la funzione di trasferimento Perceptual Quantizer (PQ) o Hybrid Log-Gamma (HLG). Ric. 2100 è costruito sopra il Rec. 709 (HD-TV) e Rec. 2020 (TV UHD). Ric. 2100 consente l'HDR sia in alta definizione che in altissima definizione , richiede una profondità di colore di almeno 10 bit e stabilisce uno schermo di riferimento con un picco di luce maggiore di 1000 cd/m² e un livello di nero inferiore a 0.005 cd/m².
Nome | Progettista/i | Diritti d'uso | Anno | Profondità (bit) | Metadati | Si adatta alla luminosità della stanza | Compatibilità HDMI | Appunti |
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video | ||||||||
Dolby Vision | Dolby | Proprietario | 2015 | 10 o 12 | Dinamica | No | Da HDMI 2.0a | |
Dolby Vision IQ | 2020 | 10 o 12 | sì | |||||
HDR10 | Associazione di elettronica di consumo | Gratis | 2015 | 10 | Statico | No | ||
HDR10 + | Samsung | Licenza gratuita o annuale (a seconda dell'uso) | 2018 | 10 | Dinamica | No | ||
HDR10 + Adattivo | 2021 | 10 | sì | |||||
HLG | BBC , NHK | Gratis | 2016 | 10 | Senza metadati | No | Da HDMI 2.0b | Destinato alle trasmissioni televisive |
Foto | ||||||||
AVIF | Alleanza per i media aperti (AOM) | Gratis | 2019 | 8, 10 o 12 | non applicabile | No |
È anche possibile soddisfare le approvazioni HDR Pro o HDR Plus ma queste non sono certificazioni ufficiali.
Lo standard Dolby Vision combina la funzione di trasferimento SMPTE ST 2084 (PQ), profondità di colore a 12 bit, Rec. 2020 e metadati dinamici. Lo schermo di riferimento utilizzato per Dolby Vision deve avere una luminosità di picco di picco di almeno 4000 cd/m². Per il futuro sono previsti schermi di riferimento con un picco luminoso di 10.000 cd/m².
Il 10 si riferisce alla profondità di 10 bit.
Il formato HDR10 Media Profile combina la funzione di trasferimento SMPTE ST 2084 (PQ), downsampling 4: 2: 0, profondità colore a 10 bit, Rec. 2020 e SMPTE ST 2086, MaxFALL, metadati MaxCLL. In HDR10, regoliamo l'immagine di una clip o di un intero film.
HDR10 + prende il sopravvento su HDR10 aggiungendo metadati dinamici.
In HDR10+, le cose diventano molto più dinamiche. I metadati arrivano fotogramma per fotogramma o scena per scena. Ad esempio, se stai guardando un film che cambia da una scena dell'alba a una notturna, questa transizione potrebbe trarre vantaggio da un'impostazione dello spazio colore diverso. Se questi metadati sono programmati nella scena, uno schermo LED HDR gigante può adattare perfettamente il contenuto scena per scena.
Hybrid Log-Gamma
Questa tecnologia, sviluppata dalle emittenti britanniche ( BBC ) e giapponesi ( NHK ), consente di trasmettere un segnale HDR che rimane utilizzabile per i televisori che non supportano questa tecnologia. È quindi particolarmente adatto alla trasmissione da parte di canali televisivi.
Formato file immagine AV1.
AVIF è un formato immagine compatibile con HDR basato sul codec video AV1 .
Un display qualificato HDR potrebbe essere in grado di riprodurre video HDR e non essere in grado di visualizzarli in modo diverso dal video standard. Questo perché la compatibilità HDR di un dispositivo garantisce solo la possibilità di riprodurre o registrare video in almeno uno dei formati HDR e non garantisce che il dispositivo sia in grado di sfruttare le potenzialità del video HDR.
Esistono certificazioni opzionali per garantire le capacità di visualizzazione degli schermi HDR.
Il logo Ultra HD Premium certifica la compatibilità HDR nonché una luminosità di picco superiore a 1000 cd/m² e un livello di nero inferiore a 0,05 cd/m² o una luminosità di picco superiore a 540 cd/m² e un livello di nero inferiore a 0,0005 cd/ mq.
La certificazione "Mobile HDR Premium" riguarda smartphone, tablet e laptop.
DisplayHDR è una certificazione HDR sviluppata da VESA .
L'Ultra HD Forum ha collegato la diffusione dell'Ultra-HD con quella dell'HDR. Tuttavia, l'HDR può essere implementato nei video con una definizione dell'immagine inferiore.