Wat is HDR-weergave? 4K HDR versus SDR en HDR10 versus HDR400

Wat is HDR-weergave?

High Dynamic Range (HDR) Dynamisch bereik is het verschil tussen licht en duisternis op het gebied van beeldvorming. Hoe groter het dynamisch bereik, hoe groter de hoeveelheid lichte en donkere details die tegelijkertijd op het beeld worden vastgelegd.

• Er is HDR in fotografie;
• Er is HDR in cinematografie;
• Er is HDR in video;
• Er is HDR in het display;

Maar geen van deze HDR’s verwijst naar dezelfde technologie.

De HDR die op mobiele telefoons is uitgerust, is eigenlijk een multi-frame compositing-technologie, waarbij de telefoon meerdere frames tegelijkertijd in één frame opneemt. En gebruikt vervolgens algoritmische verwerking om de lichte en donkere delen van de verschillende frames samen te voegen, om zowel lichte als donkere details tegelijkertijd te behouden.

 Dit komt inderdaad overeen met het doel van HDR High Dynamic Range, maar omdat het handmatig wordt gedaan, varieert het effectniveau tussen verschillende telefoons.

En soms zijn er problemen met overcorrectie en onnatuurlijk contrast. Strikt genomen behoren dit soort HDR-verwerkte foto's of video's dus nog steeds tot de categorie SDR.

Echte HDR wordt technisch gedefinieerd als HDR volgens zijn eigen unieke reeks foto-elektrische conversiemechanismen: de conversie tussen optische en elektrische signalen. Wanneer we een foto maken, wordt de echte scène opgeslagen als een digitaal signaal voor de foto, wat een proces is waarbij optische signalen worden omgezet in elektrische signalen.

Het is duidelijk dat de zogenaamde HDR van foto's van mobiele telefoons slechts een softwareproces is, waarbij geen sprake is van de conversie van foto-elektriciteit, dus ze kunnen niet worden beschouwd als echte HDR, wat technisch gezien 'tone mapping' wordt genoemd.

Wat is SDR-weergave?

SDR verwijst naar Standard Dynamic Range Image. Het is ook de traditionele standaard voor film- en televisiebeelden. Vóór de popularisering van de HDR-technologie werd het dynamische contrast van 1080P-beelden in het verleden gepresenteerd via SDR-technologie, maar het dynamische bereik is veel kleiner dan het dynamische bereik dat het menselijk oog kan waarnemen.

Verschil tussen HDR en SDR

Technologie verschil

Allereerst is er het technische aspect: de gammacurve verschilt tussen de twee. De gammacurve definieert een niet-lineaire verandering in de luminantie van licht in een beeldsysteem.

Categorie	Resolutie	Kwantiseringsbitdiepte	Kleur ruimte	Helderheidsbereik
HDR	3840*2160	10 / 12-bits	Rec. 2020	0.0005-10,000
SDR	/	8 / 10-bits	Rec. 709	0.05-100

De SDR en HDR gebruiken verschillende gammacurves, wat betekent dat wanneer we naar een HDR-bron kijken, we meer luminantie-informatie zien. Uiteindelijk heeft HDR een hogere kleurdiepte, een groter dynamisch bereik en een sterkere kleurexpressie.

Bitdieptevergelijking

Bitdiepte verwijst naar het aantal kleuren dat per pixel kan worden weergegeven. Hoe groter de bitdiepte, hoe meer kleuren kunnen worden weergegeven, wat resulteert in een vloeiendere en natuurlijkere gradatie. Een 8-bits monitor kan bijvoorbeeld ongeveer 16.77 miljoen kleuren weergeven, terwijl een 10-bits monitor ongeveer 1.07 miljard kleuren kan weergeven.

Kleurgamma-dieptevergelijking

Het contrast van het kleurengamma verwijst naar het bereik van alle kleuren die kunnen worden weergegeven. De grafiek rechts toont het bereik van alle RGB-waarden die het menselijk oog kan waarnemen. De driehoeken geven het kleurengamma aan: hoe groter de driehoek, hoe meer kleuren kunnen worden weergegeven.

Videoframe

HDR-video heeft voor elk frame een andere helderheid en contrast, waardoor de details en het contrast tussen licht en donker van elk frame perfect kunnen worden hersteld. SDR-video is relatief slecht, al kun je in theorie handmatig de verzadiging en het contrast van het scherm aanpassen om hetzelfde effect als HDR te bereiken, maar het is nog steeds een theorie, het is behoorlijk omslachtig in de bediening en meerdere aanpassingen resulteren gemakkelijk in een vervormd beeld.

Videolicht en donker

We kunnen de bovenstaande afbeelding vergelijken. Het SDR-beeld gepresenteerd door de berg is donkerder, waarbij de details van de lichte en heldere delen niet kunnen worden weergegeven. 

Uit het HDR-beeld kunnen we duidelijk de bosomgeving achter de berg en de wolken van de relatieve duisternis van de foto zien, maar ook volgens de verschillende helderheid die wordt weergegeven, zijn de helderheidsdetails niet hetzelfde.

Videodetail

Afbeeldingen met HDR-technologie tonen meer detail tussen het donker en het licht van het scherm. Hetzelfde beeld dat in SDR wordt afgespeeld, heeft bijvoorbeeld een curve van punten met een tussenruimte van 1 tot 100, en in HDR heeft het een curve van punten met een afstand van veel minder dan 1, tussen 1 en 1000. Als gevolg hiervan zijn afbeeldingen met HDR-technologie natuurlijk tonen een betere kleurverzadiging en gradatie.

HDR-technologienormen:

	Dolby Vision	HDR10	HDR10 +	HLG
Weergavecurve	PQ	PQ	PQ	HLG
Bitdiepte	10 / 12-bits	10 beetjes	10 beetjes	10 beetjes
Helderheidsbereik (nits)	0.001-10,000	0.003-1,000	0.003-1,000	-1,000
Kleur ruimte	Aanvr. 2020/P3	Rec. 2020	Rec. 2020	Rec. 2020
Metadata	Dynamisch	Statisch	Dynamisch	Geen
Licenties	Tarief	Gratis	Gratis bij apparaatcertificeringskosten	Gratis
Coderingsmethode	Eigen hardware	Software	Software	Software
Tone Mapping-methode	Officieel algoritme	Eigen algoritme	Eigen algoritme	Nee

HDR en SDR: Whik is beter?

Door het effect van HDR- en SDR-vergelijking kunnen we weten dat HDR beter is, HDR-technologie is immers met het voortdurend updaten en upgraden van beeldtechnologie na de opkomst van het product. Terwijl SDR de traditionele technologie is, wordt deze uiteraard niet vergeleken aan de nieuw opgekomen technologie.

De huidige release van 4K HDR-videokwaliteit is echter gemengd, de kwaliteit van goed en slecht, ruwe 4K HDR, het effect en SDR en SDR kunnen de kloof niet dichten, en zelfs sommige zijn niet zo goed als SDR, dezelfde film 4K SDR van de 4K HDR-bron.

In termen van dezelfde film is het 4K SDR-effect moeilijk te overtreffen de HDR-versie, maar dit is gebaseerd op de film zelf, zodat het afspelen van hun respectievelijke apparatuur hun eigen apparatuur zal hebben. Als het er echter op aankomt om het op je eigen apparaten te spelen, heb je je eigen realiteit. Als uw eigen apparaten de 4K HDR van een film niet goed kunnen ondersteunen of weergeven, probeer dan de 4K SDR-versie, en het resultaat zal u wellicht verbazen.

Hoe HDR-weergave realiseren?

Er zijn vijf dimensies van het beeld die moeten worden verbeterd om een ​​standaard HDR-weergave te bereiken: dynamisch bereik van helderheid, grijstinten, kleurengamma, resolutie en framesnelheid.

Framesnelheid

Bij het afspelen van sommige snelle dynamische beelden is de framesnelheid te laag, wat kan leiden tot onregelmatige dynamische beelden, slepen en andere weergaveafwijkingen. LED-display kan oplopen tot 2880-7680HZ verversingssnelheid met de front-end afspeelapparatuur 60-120 frames van de scherminvoer, om het probleem van snelle dynamische beelden effectief op te lossen.

grijsschaal

HDR-weergavestandaarden vereisen een videokleurdiepte van 10 bit. Vergeleken met de conventionele videokleurdiepte van 8 bit-vereisten, werd het grijsniveau vier keer groter. Om het HDR-weergave-effect te bereiken, moet u de videobron en afspeelapparatuur specifiek aanpassen om de HDR-modus te ondersteunen. Het LED-display kan oplopen tot 4-bits grijstinten.

Luminantie dynamisch bereik

HDR-weergave vereist een hoger dynamisch helderheidsbereik, conventionele LCD- of andere beeldschermen hebben slechts een helderheidsbereik van 40-400nit helderheid, terwijl het LED-display een helderheidsbereik van 0.5-1200nit helderheid kan bereiken. Vergeleken met andere beeldschermen is de dynamische verhouding van de helderheid van het LED-scherm groter, meer in lijn met de vereisten van HDR-weergave.

4K Resolutie

HDR-videobronformaat is 3840 * 2160 4K-resolutie, LED-display heeft onbeperkte combinatie, vrije splitsingskenmerken, kan eenvoudig worden gesplitst in 4K, 8K-resolutieniveauweergave.

Kleurengamma

Vereisten voor kleurengamma in conventionele SDR-modus voor RC.709, HDR-kleurengamma voor BT.2020 kleurweergave-index is aanzienlijk beter dan RC.709, kleurengamma voor LED-display ligt dichter bij de vereisten van BT.2020, wat ver verwijderd is van de exotische schoonheid van de maximale mate van herstel op het scherm voor de kijker.

Wat is HDR 10？

HDR 10 is een specificatie die in 2015 door de CEA (Consumer Electronics Association) openbaar is gemaakt en die een aantal belangrijke punten bevat: ondersteuning voor kleursampling voor 4:2:0, ondersteuning voor kleurdiepte voor 10 bit, ondersteuning voor kleurengamma voor BT.2020, en vooral , "de mogelijkheid om HDR-informatie (SMPTE ST 2086 Luminance Curve) over te dragen in metadata (naverwerkingsinformatie)". Bovendien kunnen de belangrijkste “beeldmetadata HDR-informatie bevatten (SMPTE ST 2086 luminantiecurve), waarbij het Maximum Content Light Level (MaxCLL) 1000 nits bedraagt.”

Wat is beter, HDR10 of HDR400?

HDR10 en HDR400, HDR500, HDR600, HDR1000, etc. Het lijken vergelijkbare concepten, allemaal met een nummer na HDR, maar de werkelijke betekenis is heel anders.

HDR10 is een van de meest gebruikte HDR-formaten en verwijst naar het protocol en de standaard voor het verzenden van HDR-inhoud tussen de grafische kaart en de monitor. Dit is een open standaard waarvoor geen auteursrechten of certificeringskosten hoeven te worden betaald.

HDR400, HDR500, HDR600, HDR1000 en HDR1400 zijn de Display HDR-classificaties van de VESA. Weergave HDR is een standaard voor het meten van het HDR-effect van een monitor, die gebaseerd is op de ondersteuning van HDR10.

Het is onderverdeeld in klassen op basis van de helderheid van de monitor, het kleurengamma, de kleurdiepte, het dimtype, het zwartniveau, enz. HDR400 vereist alleen een monitor met een piekhelderheid van niet minder dan 400nit, native 8-bit kleurdiepte, 95% RGB-kleurengamma en globaal dimmen.

* Globale dimming: er is slechts één achtergrondverlichtingszone op het scherm en deze kan alleen gelijkmatig over het hele scherm worden aangepast, waardoor het hele scherm ofwel helderder ofwel donkerder wordt;

* Regionale dimming (lokale dimming): de achtergrondverlichting van het scherm is verdeeld in meerdere zones, waarbij elke zone de helderheid onafhankelijk kan aanpassen.

HDR500 en hoger zijn de certificeringsvereisten kwalitatief verbeterd: gebiedsdimming, 10-bits kleurdiepte, 90% DCI-P3-kleurengamma, enz., waarvan het gebiedsdimmen de belangrijkste is, kan het contrast en het dynamische bereik aanzienlijk verbeteren, om Als u een echte HDR-ervaring wilt bereiken, kunnen 10-bits kleurdiepte en het brede P3-kleurengamma tegelijkertijd ook voor een beter gevoel van kleurwaarneming zorgen.

	Minimale piekluminantie (cd/m²)	Kleurbereik (kleurengamma)	Typische dimtechnologie	Maximale zwartniveauluminantie (cd/m²)	Maximale latentie voor aanpassing van de achtergrondverlichting (aantal videoframes)
DisplayHDR 400	400	sRGB	Schermniveau	0.4	8
DisplayHDR 500	500	WCG*	Zone-niveau	0.1	8
DisplayHDR 600	600	WCG*	Zone-niveau	0.1	8
DisplayHDR 1000	1000	WCG*	Zone-niveau	0.05	8
DisplayHDR 1400	1400	WCG*	Zone-niveau	0.02	8
WeergaveHDR True Black 400	400	WCG*	Pixel-niveau	0.0005	2
WeergaveHDR True Black 500	500	WCG*	Pixel-niveau	0.0005	2
WeergaveHDR True Black 600	600	WCG*	Pixel-niveau	0.0005	2

*WCG: breed kleurengamma

Veelgestelde vragen:

Ondersteunt HDMI 2.0a transmissie van HDR-gegevensformaat?

Tijdens het daadwerkelijke transmissieproces zal de bronzijde identificeren of de sink-zijde de HDR-functie ondersteunt via het DDC-kanaal. als het wordt ondersteund, zal het het metadatapakket verzenden en zal de sink-kant de weergaveparameters aanpassen aan het verkregen metadatapakket om een ​​HDR-effect te realiseren. U kunt de CTA-861-G-specificatie raadplegen.

Byte#	7	6	5	4	3	2	1	0
1	Tagcode (0x07)			Lengte van het volgende datablok = n bytes
2	Uitgebreide tagcode (0x06)
3	F37=0	F36=0	ET_5	ET_4	ET_3	ET_2	ET_1	ET_0
4	SM_7	SM_6	SM_5	SM_4	SM_3	SM_2	SM_1	SM_0
5	Gewenste inhoud Max. luminantiegegevens (8 bits)
6	Gewenste inhoud Max. framegemiddelde luminantiegegevens (8 bits)
7	Gewenste inhoud Minimale luminantiegegevens (8 bits)

Wat is het verschil tussen HDR10 en HDR400?

HDR10 en HDR400 kunnen niet samen worden vergeleken. Waarom?

HDR10: Het is een standaard voor HDR, vergelijkbaar met HDR10+, HLG, HDR Vivid, DOLBY VISION, enz.
HDR400: Het is een certificering van het HDR-weergave-effect van de monitor [VESA DisplayHDR-certificering], die het niveau van het HDR-effect van de monitor aangeeft, vergelijkbaar met HDR600, HDR1000 enzovoort.

Daarom kan HDR400 alleen het goede en slechte van de monitor meten, maar HDR10 niet. HDR10 kan alleen aantonen dat de monitor de standaard HDR10-decodering ondersteunt.