Что такое hdr10 в смартфоне
Что такое HDR?
HDR. Вы наверняка слышали этот термин не раз и не два. HDR-дисплеи используются и в смартфонах, и в телевизорах. Что же это такое? Что обозначают слова «более темный черный и более светлый белый»? Пришло время разобраться.
HDR — это аббревиатура, которая обозначает High Dynamic Range, «широкий динамический диапазон». Динамический диапазон дисплея обозначает разницу между самым светлым и самым темным цветом, который он может отображать. Чем шире этот диапазон, тем больше деталей будет видно на экране.
Наши глаза имеют весьма широкий динамический диапазон, который, помимо всего прочего, может расширятся или сужаться, когда расширяются или сужаются зрачки. Примерно так же работают и камеры — чем лучше их сенсоры (и дороже сама камера), тем больше информации о сцене они могут захватывать и передавать для обработки чипсету. При этом при просмотре фото или видео мы можем фокусировать свой взгляд на разных участках сцены, и HDR обеспечивает качественную цветопередачу по всей площади кадра.
Приложение камеры в вашем смартфоне наверняка имеет HDR-режим. Он использует технологию, которая называется Tone Mapping. Обычно итоговая картинка получается в результате комбинирования нескольких кадров, заснятых с разными значениями экспозиции. Благодаря этому финальное фото становится более детальным и контрастным.
Профессиональные фотографы делают несколько снимков вручную, чтобы затем совместить их в любимом фоторедакторе самостоятельно. При должной сноровке результаты значительно превосходят автоматическую обработку, которая происходит на смартфонах.
При этом такой HDR — всего лишь подделка. HDR-фотографии, которые отображаются на обычных мониторах или экранах любого устройства, выглядят слишком насыщенными. Это происходит из-за того, что ЖК-панель просто не в состоянии отображать достаточно цветов.
Что же такое настоящий HDR-экран? HDR-панели появились в телевизорах достаточно давно, а теперь начали появляться и в смартфонах (например, в Galaxy S8, Xperia XZ Premium и LG G6).
Преимущества HDR-дисплея перед обычным (будем называть его SDR) таковы: более широкий динамический диапазон, большая максимальная яркость и более широкая цветовая гамма. Первое и третье преимущества тесно связаны: дисплей может отображать больше деталей в самых светлых и самых темных участках кадра.
В качестве примера можно представить экран, на котором отображается человек, смотрящий в окно. На SDR-дисплее в окне почти ничего не будет видно — оно будет практически белым. HDR-дисплей же позволит кое-что разглядеть благодаря этим самым преимуществам из предыдущего абзаца. То же самое происходит и с тенями. Ночная сцена на SDR-дисплее будет выглядеть значительно хуже, а разглядеть в ней что-то детальное будет значительно сложнее. В общем и целом многие объекты на HDR-экране выглядят гораздо более «живо» — почти как в реальной жизни. Естественно, многое зависит от камеры, на которую сняты фото или видео.
Стоит заметить, что увеличение насыщенности цветов на обычном экране к такому результату не приведет — этот параметр не влияет на количество отображаемых оттенков.
Теперь давайте поговорим о главных форматах HDR. Сейчас таких формата два — HDR-10 и Dolby Vision. Они используют те же кодеки H.264 или HEVC, но несут в себе дополнительную информацию. Благодаря ей HDR-контент отображается на HDR-дисплеях корректно, но на SDR-дисплеях выглядит очень блекло.
HDR-10 — открытый стандарт, созданный Consumer Technology Association, тогда как Dolby Vision — проприетарный стандарт, созданный Dolby. Чаще всего используется именно HDR-10, но еще чаще можно встретить телевизоры, которые поддерживают и тот, и другой стандарт.
Как и в случае с 3D, лучший способ получения HDR-контента — съемка с помощью специальной камеры (например, с помощью одной из моделей RED, ARRI или Blackmagic). Затем видео проходит мастеринг для HDR-10 или Dolby Vision.
Главное отличие между этими двумя форматами заключается в контроле настроек видео. При использовании HDR-10 пользователь может изменять яркость и другие параметры картинки, тогда как Dolby Vision это исключает — предполагается, что видео в этом формате уже откалибровано максимально хорошо. Требования Dolby к HDR-совместимым дисплеям выше, чем требования HDR-10 — они должны отображать еще больше оттенков и быть более яркими.
Из-за этого качество картинки Dolby Vision обычно выше, но контента в этом формате значительно меньше.
Где же достать фильмы и другое видео в HDR-формате? На сегодняшний день для этого существует два пути — Blu-ray диски и стриминговые сервисы. Лучшее качество картинки, конечно же, достигается на Blu-ray, но и сервисы вроде Netflix в 4К-разрешении вас порадуют (если скорость соединения с интернетом позволяет смотреть такое видео без проблем с буфферингом).
Есть поддержка HDR и на YouTube. Естественно, ролики в HDR-формате там нужно искать самостоятельно, да и никаких фильмов или сериалов там тоже нет. Не так давно HDR-фильмы начали появляться на Google Play. Кроме того, HDR-видео теперь есть в каталоге Apple.
К сожалению, пока что с определенностью говорить о том, что какой-то конкретный фильм вы сможете легко достать в HDR-формате, нельзя. Многие компании устанавливают региональные ограничения для разных версий своих видео. Некоторые сервисы и вовсе не работают в HDR во многих странах.
Нельзя забывать и о еще одном применении HDR — в играх. Все современные консоли (и даже ПК — с некоторыми ограничениями) поддерживают HDR-картинку во многих высокобюджетных играх.
Что ж, подведем итоги. HDR делает видео и фото более детальными, но увидеть разницу по-настоящему (а не на фальшивых картинках-сравнениях, которые есть, к примеру, в этой статье) вы сможете только на HDR-экране. Контент для HDR-телевизора достать сложнее, но оно того стоит. Если вы собираетесь покупать телевизор, то нет никакого смысла в выборе модели, которая HDR не поддерживает — в ближайшие годы форматы HDR-10 и Dolby Vision будут только набирать обороты. В отличие от 3D, технология HDR не требует использования множества дорогих камер при съемке и специальных очков при просмотре, так что HDR вряд ли канет в лету так же, как объемное видео.
HDR10 в экране смартфона — что это такое?
Особенности, преимущества и применение стандарта HDR10 в экранах современных телефонов.
Производители экранов используют технологию HDR — главный конкурент Dolby Vision. Это «высокий динамический диапазон», который позволяет дисплею показывать широкий диапазон цветов. Черные цвета будут темнее, а светлые — ярче. Благодаря этому достигается эффект реалистичности, а картинка становится более живой и насыщенной.
Также есть стандарт HDR10. Он очень популярный среди производителей контента для ТВ (сериалов, видеоигр, фильмов). Например, с HDR10 работают Netflix, YouTube, Amazon, Warner Bros и iTunes. Также в список входят производители консолей — Microsoft и Sony. Это открытый стандарт — любой желающий может использовать HDR10. Для этого не нужно платить лицензионный сбор.
Благодаря стандарту HDR10 можно менять яркость и другие настройки изображения. Он характеризует цветность 10 бит на канал RGB. Пиковая яркость стандарта — 1 000 кд/м2. В отличие от Dolby Vision, HDR10 намного реже (лишь один раз) использует метаданные к каждому кадру, чтобы подтвердить, что качество отображаемого контента не меняется во время просмотра. Также технология передает до одного миллиарда оттенков в цветовом охвате DCI-P3.
Кроме телевизоров HDR10 используется в мобильных устройствах. Как правило, это касается флагманских смартфонов. Чтобы работать с этим стандартом, у гаджета должен быть экран с разрешением от 60 пикселей на один градус, поддержка 10-битного видео и динамический диапазон от 0,005 до 540 км/м2. Пиковая яркость должна быть 1 000 нит.
Благодаря HDR10 получается более яркая и детализированная картинка, улучшается цветопередача, а во время работы с гаджетом на солнце пропадают неприятные засветы от солнечных лучей. Повышается градация оттенков — до 1024 уровней. Стандарт улучшает просмотр контента с экрана телефонов под небольшим углом — картинка не станет темнее или ярче, а сохранит естественные цвета.
Чем примечателен стандарт HDR10+ и как Samsung влияет на его развитие
Термин HDR (High Dynamic Range – расширенный динамический диапазон) применительно к телевизорам вошёл в обиход с появлением 4К-моделей. В 2015 году Ассоциация потребительских технологий анонсировала стандарт HDR10, а компания Samsung одной из первых выпустила телевизоры с его поддержкой. Двумя годами позже Samsung и Amazon видео представили стандарт HDR10+, который, как понятно из названия, расширял требования к качеству изображения и гарантировал потребителю ещё более насыщенную и яркую картинку. В том же году Samsung, Panasonic и кинообъединение «Студия Двадцатый век» (20 th Century Studios) основали альянс HDR10+ Alliance для продвижения одноимённого стандарта.
Итак, что же означает термин HDR применительно к видеоизображению? Эта технология улучшает детализацию изображения в самых тёмных и светлых сценах. Она делает картинку на экране более естественной и реалистичной даже в широком диапазоне контрастности. Например, если действие происходит в тёмной пещере, экран HDR-телевизора отобразит не только цвет, но и текстуру её стен. А в сцене с яхтой, проплывающей по океану, можно будет отчетливо различить отдельные солнечные лучи даже на ярком, залитом светом фоне.
Несмотря на все преимущества технологии, в ранних её проявлениях, в частности, в стандарте HDR10, были и некоторые недостатки. Из-за использования статических метаданных зрители могли наблюдать недостаточную насыщенность и несбалансированную яркость при просмотре контента с расширенным динамическим диапазоном. Стремление компании Samsung Electronics к идеальному качеству изображения стало причиной появления множества инноваций в области телевизионных технологий, в частности, активного развития HDR10+ — улучшенной версии существующего на рынке стандарта.
Экраны большинства телевизоров не способны в полной мере воспроизводить весь диапазон цветов отображаемого контента. Как правило, чтобы приблизиться к качеству HDR, в телевизорах с ограниченным динамическим диапазоном использовался процесс усиления цвета изображения, известный как «тональное отображение». Однако в отличие от предыдущих версий технологии HDR10, в которых использовалось статическое отображение тонов и усиление цвета было одинаковым для каждой сцены, HDR10+ использует динамическое отображение тонов, что позволяет оптимизировать каждую сцену по отдельности.
Новая технология позволяет отобразить все детали как в тёмных сценах, так и в ярких, придавая изображению дополнительную глубину и делая контент более реалистичным и захватывающим. Это возможно благодаря встроенным в контент динамическим метаданным, которые создают оптимизированную кривую отображения тонов на основе математической концепции, известной как кривая Безье.
В основе HDR10+ лежит технология тонального отображения, разработанная лабораторией цифровых медиарешений Samsung ещё в 2016 году. Этот алгоритм, применявшийся на экранах с ограниченным динамическим диапазоном, впервые в отрасли позволил автоматически оптимизировать цвета в каждой сцене. А спустя несколько месяцев динамическое тональное отображение (следующая ступень развития HDR10) стала главной темой для обсуждения в Обществе кинематографических технологий (Society of Motion Picture & Television Engineers, SMPTE). Существующий алгоритм стал основой для новой технологии и появился новый отраслевой стандарт. Стандарт, который удовлетворяет потребностям как производителей устройств и микропроцессоров, так и киностудий, и предоставляет им свободу для внедрения новых технологий.
Команде необходимо было создать жизнеспособный отраслевой стандарт, который подошёл бы и для студий, и для производителей чипов и телевизоров. После месяцев исследований и многочисленных симуляций, разработчики Samsung нашла решение для того, чтобы справиться с задачей. Идея заключалась в том, чтобы сымитировать то, как студии редактируют сцены: кривая должна быть фрагментированной. Кривая Безье оказалась для этого идеальным вариантом. Однако прежде чем использовать её в качестве основы для создания динамических метаданных посредством математической оптимизации, команде было необходимо сначала изменить её. Именно в этот момент у них появилась инновационная идея повысить её гибкость путём преобразования двумерной кривой в одномерный набор данных.
Благодаря повышенной гибкости появилась возможность создания оптимизированных кривых тонального отображения для каждой сцены. Сочетая эту технологию с алгоритмом, автоматически преобразующим каждую кривую в метаданные, команда создала мощный инструмент, который позволит телевизорам Samsung обеспечивать зрителям ощущение полного погружения при просмотре контента.
Чтобы объяснить весь потенциал технологии для изменения того, как пользователи воспринимают контент, представьте себе кулинарный шедевр от знаменитого шеф-повара, превращённый в рецепт для обычной домашней кухни. Рецепт настолько точный, что любой может использовать его для создания практически идеального блюда. А теперь представьте инструмент, который записывает этот рецепт автоматически, вместо самого повара, и подходит для разных блюд. Наконец, представьте, что этот рецепт доступен всем, кто покупает нужные ингредиенты.
Samsung создала не только стандарт для написания «рецепта», но и инструмент для его записи, но для того, чтобы «идеальное блюдо» стало реальностью, шеф-повара (студии), магазины (контент-провайдеры) и те, кто готовит дома (производители устройств и микропроцессоров), должны работать вместе.
С момента официального запуска в 2017 году экосистема HDR10+ была значительно расширена усилиями Samsung и партнёров компании, чтобы, во-первых, сделать технологию бесплатной для производителей полупроводников и телевизоров, а, во-вторых, создать платформу и метаданные для HDR10+, которыми смогут свободно и бесплатно пользоваться компании-производители контента, UHD Blu-ray-проигрывателей и цифровых телеприставок STB (Set-Top-Box).
Таким образом, на рынке развивается устойчивая экосистема HDR10+, способная кардинально улучшить опыт взаимодействия с домашним развлекательным центром. Чтобы обеспечить максимально реалистичное отображение контента на телевизорах, Samsung усиленно развивает сотрудничество в сфере HDR10+ с компаниями из различных сегментов рынка (кинематографа, производителями программного обеспечения и техники), это способствует ускорению широкого внедрения этой технологии.
Samsung начала сотрудничать с производителями техники, полупроводников и проекторов, чтобы пользователи могли наслаждаться высочайшим, максимально реалистичным качеством изображения в формате HDR10+. Среди партнеров компании такие эксперты отрасли как V-Silicon (ранее — Sigma Designs) и TP Vision. Samsung работает с ведущими киностудиями и поставщиками контента, в том числе с ivi, крупнейшим российским онлайн-кинотеатром, Amazon Prime Video и Warner Bros.
Присоединение к проекту большего числа производителей телевизоров с поддержкой формата HDR10+, микрокомпьютеров (System-on-a-Chip, SoC), домашних кинотеатров и проекторов, а также появление все большего количества контента в формате HDR10+ и официальная сертификация HDR10+ являются началом новой эры качества изображения.
Сейчас в ассортименте Samsung присутствует большое количество телевизоров с поддержкой стандарта HDR10+. Разумеется, поддерживают данный стандарт и флагманские модели Samsung QLED 8K. Симбиоз высочайшего разрешения и расширенного динамического диапазона позволяет вывести процесс просмотра фильмов и иного контента по-настоящему на новый уровень.
Что такое режим HDR в камере смартфона
Среди прочих настроек камеры в смартфоне можно встретить режим под названием HDR, но не каждый понимает, что это такое и когда есть смысл его использовать.
А между тем эта возможность фактически превратилась в мастхэв, имеющийся почти в любой современной модели.
Одно это является основанием для того, чтобы познакомиться с HDR более пристально.
Что собой представляет HDR
Аббревиатура расшифровывается как High Dynamic Range – высокий динамический диапазон. Идея состоит в том, чтобы для получения финального снимка сделать серию промежуточных, при различных настройках камеры.
Система выберет для каждого участка фото наиболее удачную версию из имеющихся вариантов, после чего произведет тонкую подгонку. Это чем-то напоминает сборку пазла.
HDR позволяет улучшить качество фотосъемки, сделанной в неудобных условиях, например, при недостаточном уровне освещенности.
Любой отдельно взятый снимок, вне зависимости от настроек камеры, не может получиться удачным по всей поверхности кадра: какие-то участки выйдут лучше, а какие-то – хуже.
А вот комбинирование из нескольких снимков позволяет получить гораздо лучший результат.
Как это работает
В режиме HDR объектив камеры смартфона поочередно фокусируется на объектах переднего, среднего и заднего планов. Это позволяет получить в фокусе для последующей цифровой обработки каждый элемент снимка.
Чтобы эта процедура выполнялась с приемлемой скоростью, желательно наличие в устройстве фазового или гибридного автофокуса.
Контрастный тип автофокусировки, использующийся в бюджетных девайсах, обладает низкой скоростью работы, из-за чего на серию снимков будет потрачено слишком много времени. Лазерный же автофокус ограничен расстоянием в несколько метров.
«Наигравшись» с автофокусировкой, камера переключается на время экспозиции. Это дает возможность исключить впоследствии затемнение или засвечивание отдельных участков.
Для каждого из них подбирается оптимальное время выдержки. В зависимости от программного алгоритма и конструкции модуля камеры, могут варьироваться и другие параметры: светочувствительность, апертура и т.п.
Набрав достаточное количество информации, чипсет обрабатывает ее и выдает итоговое фото.
Ограничения
С каждым годом производительность мобильных устройств растет, но растет и «прожорливость» приложений, так что эконом-класс еще не скоро сможет снимать в HDR без оглядки на системные ресурсы.
Когда нужен режим HDR
Ситуации, когда использование данной технологии оправдано, вытекают из вышеописанных ограничений:
Три буквы, покрытые неизвестностью. Что такое HDR?
Уже несколько лет многие компании, выпускающие смартфоны козыряют этими тремя буквами. Простому смертному, далекому от мира IT, аббревиатура «HDR» не дает ровным счетом ничего. Часто пользователь уходит в крайности: снимает в режиме HDR абсолютно все либо не использует данную функцию. Забегая вперед, скажем, что не во всех случаях мобильной фотографии для нее есть применение. Предлагаем разобраться в этом вопросе раз и навсегда и наконец понять, что рядовой пользователь может получить, имея технологию HDR в своем смартфоне.
На поисковой запрос «Что такое HDR?» Google расшифровывает эту аббревиатуру, как «High Dinamic Range» или в переводе «Высокий динамический диапазон». Разберемся в терминологии.
Одна из самых сложных деталей в хорошем кадре это освещение, особенно если вы снимаете под открытом небом или в темном пространстве. Любой дилетант в курсе, что фотографироваться нужно против солнца. Если вы можете отнести себя к таковым, после прочтения рекомендуем ознакомиться со статьей. Надеемся, что сегодня в копилке знаний работы со светом на фото станет еще больше.
Цветокоррекция с помощью HDR
Разница между SDR и HDR
Читая все выше перечисленное, возникает вопрос : «Посредством чего достигается этот диапазон, то есть как это технически реализовано в телефоне?». Суть кроется в том, что камера делает несколько изображений с разным охватом цветовой гаммы, а затем, с помощью искусственного интеллекта, «сшивает» их в один снимок. Можно сказать здесь и реализуются основные технические сложности. Зная об этом, не стоит удивляться почему снимки в режиме HDR занимают места значительно больше тех, что имеют охват SDR.
Имея достаточно теоретических знаний, перейдем к практике. Как и где следует снимать HDR контент? В каком случае снимки в представленном режиме будут получаться более эффектными, а в каком только лишь испортят картинку? Вернемся к началу. Зная о проблемах при съемке против солнечных лучей, HDR путем захвата различных участков яркости поможет сбалансировать тени и светлые участки на снимке.
Следует отметить, что как при съемке в режиме «Портрет», который вышел для недорогих Android устройств, малейшие движения объекта фотографии ухудшают его качество, в первую очередь, ввиду задействования искусственного интеллекта, так и при съемке в HDR, когда объект находится в динамке, склеиваются разные изображения и картинка получается размытой.
«Что делать, если мой смартфон не поддерживает функцию High Dynamic Range?». Наш ответ — «Не расстраиваться!». Сейчас мобильная фотография медленно, но уверенно стремится к пределу возможностей, а еще 5 лет назад, для получения снимка такого уровня приходилось делать все в ручном режиме. Для этого необходимо было сделать несколько снимков. Здесь необходимо учесть ряд факторов:
Затем все это посредством программного обеспечения на вашем ПК склеивалось, а пользователю было необходимо вручную выбирать самые темные и светлые участки.
В настоящее время есть возможность обратить внимание на приложения из Google Play. Например, HDR Camera.
Приложение HDR Camera для Android
Программа обрабатывает исходное изображение и опирается на устранение артефактов, выравнивание баланса белого и выравниванием изображения между каждым кадром. Существенным достоинством приложения является возможность обработки фотографии имея всего один снимок.
Наш разговор про новые технологии снимков даже фотографу-любителю может показаться смехом. Нюансов в производстве и потреблении HDR контента огромное множество. Цветовые пространства, HDR 10, Dolby Vision — мы оставили это для профессионалов. Сегодня же мы пробежались по верхам и рассказали об основных постулатах мобильной фотографии в новом режиме.
Если после прочтения у вас возникли вопросы, вы всегда можете задать их в нашем чате или обсудить в комментариях.