Что такое HDR? Прямая трансляция в формате HDR

Что такое HDR? Качество телевизионного изображения значительно улучшилось за последние несколько лет благодаря двум основным достижениям в области технологий вещания – разрешениям 4K UHD и HDR (высокий динамический диапазон). В то время как телевизоры с разрешением 4K способны отображать больше пикселей, HDR может предложить лучшие пиксели с гораздо более широким диапазоном цветов и уровней яркости.

Традиционное видео SDR (стандартный динамический диапазон) может отображать до 16 миллионов цветов, используя стандартную цветовую гамму BT.709 для 8-битных экранов, первоначально разработанную для телевизоров с электронно-лучевой трубкой. Новые экраны могут поддерживать гораздо более широкие 10-битные цветовые пространства, включая BT.2020 для SDR и BT.2100 для HDR, способные отображать более 1 миллиарда цветов.

HDR не только предлагает значительно больший диапазон цветов в 10-битном формате, но и предоставляет больше информации об уровнях яркости, от 100 нит (единиц измерения яркости) для SDR до 10 000 нит для HDR. Большинство современных телевизоров, совместимых с HDR, могут поддерживать чуть более 1000 нит, что достаточно для обеспечения хорошего просмотра в формате HDR с большим контрастом между темными и светлыми пикселями.

HDR-контент уже предлагается основными потоковыми платформами, поскольку он обеспечивает большую реалистичность и глубину для кинематографического просмотра. Когда дело доходит до живых событий, особенно спортивных, HDR действительно оживляет действие с помощью ярких контрастов между полем, игроками, болельщиками и пейзажем на открытом воздухе. Хотя HDR часто включается в новый контент 4K UHD, нет никаких причин, по которым HDR нельзя было бы применить и к HD-контенту.

Чем отличаются типы HDR?

Большинство телевизоров с большим экраном, представленных сегодня на рынке, поддерживают по крайней мере один потребительский формат HDR, включая DR10, DR10+, Dolby Vision и HLG. Все они, за исключением HLG, требуют добавления метаданных, чтобы телевизор мог корректно отображать цвета HDR и уровни яркости. Основное различие между HDR10 и HDR10+ заключается в том, что последний включает динамические метаданные, которые могут изменять настройки HDR для каждой сцены, тогда как первый включает статическую информацию о HDR для всей программы. Проприетарный стандарт Dolby Vision также поддерживает динамические метаданные.

HLG (hybrid log-gamma) или ARIB STD-B 67, результат совместной разработки BBC и NHK, не требует каких-либо дополнительных метаданных. Вместо этого HLG полагается на свою уникальную передаточную функцию (математическое уравнение, используемое для правильного отображения видео), которая включает адаптированную кривую сигнала, поддерживающую более высокий динамический диапазон, чем SDR. Хотя HLG не обеспечивает такой же уровень динамического диапазона, как другие форматы HDR, его преимущество заключается в полной обратной совместимости с дисплеями SDR, поскольку они могут просто игнорировать информацию о более высоком динамическом диапазоне.

Другие форматы HDR основаны на передаточной функции квантователя восприятия, также называемой PQ или SMPTE ST 2084. Само по себе видео PQ нельзя просматривать на обычном телевизионном экране, поскольку для него требуются дополнительные метаданные для одного из потребительских форматов HDR10, HDR10+ или Dolby Vision. Хотя ни один из этих форматов HDR не совместим с дисплеями SDR, они обычно обеспечивают лучшие результаты HDR, чем HLG, в зависимости от типа контента.

Передача контента в прямом эфире в формате HDR

Все профессиональные теле- и видеокамеры поддерживают функцию передачи SDR для 8-битного цвета. Новые камеры также будут поддерживать одну или обе функции передачи HDR, а также PQ и HLG. Чтобы передавать контент в режиме реального времени в формате HDR, сама камера должна быть настроена на правильный формат HD, HLG или PQ. Некоторые даже могут захватывать видео в SDR и в HDR одновременно.

Если событие в прямом эфире происходит из удаленного места, HDR-камере также потребуется видеокодер, такой как Makito X4, который может кодировать в формате HEVC или H.264 с правильной функцией передачи, включенной в исходящий поток. В приемной студии декодер HDR также должен быть способен декодировать видеоконтент HDR с помощью функции PQ или передаточной функцией HLG.

После того, как видео с поддержкой HDR будет использовано в процессе прямой трансляции с использованием HDR-совместимого видеомикшера, последним шагом нужно будет добавить метаданных, необходимых для HDR10, HDR10 + или Dolby Vision. И сделать это можно с помощью HDR-кодера или видеопроцессора. В некоторых случаях один и тот же контент PQ может использоваться одновременно для двух форматов HDR. Для содержимого HLG дополнительные метаданные не требуются.

Таким образом, существует несколько типов форматов HDR для потребителей, в зависимости от типа используемого экрана или сервиса. С учетом обратной совместимости некоторые вещательные компании могут предлагать эфирный контент в формате HLG при потоковой передаче в другом формате HDR, предоставляя устройствам онлайн-просмотра возможность переключения на поток SDR. Независимо от того, каков точный рабочий процесс, когда речь идет о трансляции в формате HDR, важно убедиться, что ваша камера и видеокодер способны выполнять съемку в формате HLG, PQ или и в том, и в другом.