ما تحتاج إلى معرفته حول تنسيقات HDR
لقد تفجّر عدد أجهزة التلفاز المزوّدة بدقة 4K ، ولسبب وجيه ، من لا يريد صورة تلفزيونية أكثر تفصيلاً؟
Ultra HD - أكثر من مجرد دقة 4K
دقة 4K هي جزء واحد مما يشار إليه الآن باسم Ultra HD. بالإضافة إلى زيادة الدقة ، لجعل الفيديو يبدو أفضل - فاللون المُحسّن هو عامل إضافي تم تطبيقه على العديد من المجموعات ، لكن العامل الآخر الذي يحسن جودة الصورة بشكل ملحوظ هو السطوع ومستويات التعرض المناسبة نتيجة لزيادة إنتاج الضوء في بالتزامن مع نظام معالجة الفيديو المشار إليه باسم HDR.
ما هو HDR
HDR لتقف على المدى الديناميكي العالي .
الطريقة التي يعمل بها HDR هي أنه في عملية إتقان المحتوى المختار المخصص لعرض الفيديو المسرحي أو المنزلي ، يتم تشفير بيانات السطوع / التباين الكاملة التي يتم التقاطها أثناء عملية التصوير / التصوير في إشارة الفيديو.
عندما يتم تشفيرها في دفق أو بث أو على قرص ، يتم إرسال الإشارة إلى تلفزيون يدعم تقنية HDR ، ويتم فك تشفير المعلومات ، ويتم عرض معلومات النطاق الديناميكي العالي ، استنادًا إلى قدرة التلفزيون / السطوع. إذا لم يكن التليفزيون HDR ممكناً (يشار إليه بـ SDR - Standard Dynamic Range TV) ، فسيعرض ببساطة الصور بدون معلومات النطاق الديناميكي العالي.
بالإضافة إلى دقة 4K ومجموعة واسعة من الألوان ، يمكن للتلفزيون الذي يدعم HDR (مع محتوى مرمّز بشكل صحيح) عرض مستويات السطوع والتباين القريبة التي قد تراها في العالم الحقيقي. وهذا يعني بياضًا ساطعًا بلا ازدهار أو غسل ، وسودًا عميقًا بدون سحق أو سحق.
على سبيل المثال ، إذا كان لديك مشهد يحتوي على عناصر ساطعة للغاية وعناصر داكنة في نفس الإطار ، مثل غروب الشمس ، سترى كلاً من ضوء الشمس الساطع والأجزاء الأكثر ظلمة لبقية الصورة بوضوح متساوي ، مع مع جميع مستويات السطوع بينهما.
نظرًا لأن هناك نطاقًا واسعًا كثيرًا من الأبيض إلى الأسود ، فإن التفاصيل التي لا تكون مرئية بشكل طبيعي في كل من المناطق المضيئة والمظلمة في صورة تلفزيون قياسية يتم مشاهدتها بسهولة أكبر على أجهزة التلفزيون المزودة بتقنية HDR ، والتي توفر تجربة مشاهدة أكثر إرضاءً.
كيف يؤثر تقرير التنمية البشرية على المستهلكين
HDR هو بالتأكيد خطوة تطورية في تحسين تجربة مشاهدة التلفزيون ، ولكن للأسف ، يواجه المستهلكون أربعة تنسيقات HDR رئيسية تؤثر على أجهزة التلفزيون والمكونات والمكونات الطرفية ذات الصلة للشراء. هذه الأشكال الأربعة هي:
- HDR10
- رؤية دولبي
- HLG (Hybrid Log Gamma)
- تكنيكولور اتش دي ار
في ما يلي ملخص قصير لكل تنسيق.
HDR10
HDR10 عبارة عن معيار خالٍ من حقوق الملكية يتم تضمينه في جميع أجهزة التلفزيون المتوافقة مع HDR ومستقبلات المسرح المنزلي ومشغلات Blu-ray فائقة الدقة وشاشات وسائط محددة.
يعتبر HDR10 أكثر عمومية حيث يتم تطبيق معلماته بشكل متساوٍ في جزء معين من المحتوى. وبعبارة أخرى ، يتم تطبيق نطاق سطوع متوسط عبر جزء المحتوى بأكمله.
أثناء عملية الإتقان ، يتم تحديد النقطة الأكثر سطوعًا مقابل أظلم نقطة في الفيلم ، لذلك عندما يتم تشغيل محتوى HDR جميع مستويات السطوع الأخرى ، بغض النظر عن القطع أو المشهد الذي يتم تعيينه فيما يتعلق بما هو سطوع min و max الفيلم بأكمله.
ومع ذلك ، في عام 2017 ، عرضت شركة Samsung أسلوبًا للمشهد حسب المشهد لتقرير HDR ، والذي يشير إليه على أنه HDR10 + (يجب عدم الخلط بينه وبين HDR + والتي ستتم مناقشتها لاحقًا في هذه المقالة). تمامًا كما هو الحال مع HDR10 ، يكون HDR10 + بدون ترخيص.
اعتبارًا من عام 2017 ، على الرغم من أن جميع الأجهزة الممكّنة بتقنية HDR تستخدم تقنية HDR10 ، فإن Samsung و Panasonic و 20th Century Fox تستخدمان HDR10 و HDR10 + حصريًا.
رؤية دولبي
Dolby Vision هي صيغة HDR تم تطويرها وتسويقها من قبل Dolby Labs ، والتي تجمع بين الأجهزة والبيانات الوصفية في تنفيذها. المطلب الإضافي هو أن على منشئو المحتوى ومقدموه وصانعي الأجهزة دفع دولبي رسوم ترخيص لاستخدامه.
تعتبر دقة Dolby Vision أكثر دقة من HDR10 في أنه يمكن ترميز معلمات HDR من مشهد إلى مشهد أو إطار تلو الآخر ، ويمكن تشغيلها استنادًا إلى إمكانيات التليفزيون (المزيد على هذا الجزء لاحقًا). بمعنى آخر ، يعتمد التشغيل على مستويات السطوع الموجودة عند نقطة مرجعية معينة (مثل الإطار أو المشهد) بدلاً من تحديد مستوى السطوع الأقصى للفيلم بأكمله.
من ناحية أخرى ، فإن طريقة عمل Dolby هيكلة Dolby Vision ، وأجهزة التلفزيون المرخصة والمجهزة التي تدعم هذا التنسيق لديها أيضًا القدرة على فك تشفير إشارات Dolby Vision و HDR10 (إذا كانت هذه الإمكانية "قيد التشغيل" ، قم بشراء صانع التلفزيون المحدد المعني) ، ولكن التلفزيون المتوافق فقط مع HDR10 ليس قادرًا على فك إشارات Dolby Vision.
وبعبارة أخرى ، فإن جهاز Dolby Vision TV لديه القدرة على فك تشفير HDR10 ، إلا أن التلفزيون HDR10 فقط لا يمكنه فك ترميز Dolby Vision. ومع ذلك ، فإن العديد من مزودي المحتوى الذين يدمجون ترميز Dolby Vision في محتواهم غالبًا ما يتضمنون تشفيرًا HDR10 أيضًا ، لاستيعاب أجهزة التلفزيون المزودة بتقنية HDR والتي قد لا تكون متوافقة مع Dolby Vision. من ناحية أخرى ، إذا كان مصدر المحتوى يتضمن فقط رؤية Dolby والتلفزيون HDR10 متوافق فقط ، فإن التلفزيون سيتجاهل ترميز Dolby Vision ويعرض الصورة على هيئة نطاق SDR (نطاق ديناميكي قياسي). بمعنى آخر ، في هذه الحالة ، لن يستفيد المشاهد من HDR.
تشمل العلامات التجارية التلفزيونية التي تدعم Dolby Vision نماذج مختارة من LG و Philips و Sony و TCL و Vizio. تتضمن مشغلات Blu-ray فائقة الدقة التي تدعم تقنية Dolby Vision طرازات مختارة من OPPO Digital و LG و Philips و Cambridge Audio. ومع ذلك ، وفقًا لتاريخ التصنيع ، قد يلزم إضافة توافق Dolby Vision بعد الشراء من خلال تحديث البرنامج الثابت.
على جانب المحتوى ، يتم دعم Dolby Vision عبر البث على محتوى محدد يتم عرضه على Netflix و Amazon و Vudu ، بالإضافة إلى عدد محدود من الأفلام على قرص Ultra HD Blu-ray.
سامسونج هي العلامة التجارية التلفزيونية الرئيسية الوحيدة التي يتم تسويقها في الولايات المتحدة والتي لا تدعم Dolby Vision. لا تدعم أجهزة التلفزيون من سامسونج ومشغلات أقراص Blu-ray فائقة الدقة إلا HDR10. إذا تغيرت هذه الحالة ، فسيتم تحديث هذه المقالة وفقًا لذلك.
HLG (Hybrid Log Gamma)
HLG (اسم الفني جانباً) هو تنسيق HDR المصمم للبث التلفزيوني عبر الأقمار الصناعية والقمر الصناعي وعلى الهواء. تم تطويره من قبل NHK في اليابان و BBC Broadcasting Systems ولكن بدون ترخيص.
الميزة الرئيسية لـ HLG من أجل مذيعي ومذيعي التلفاز هي أنه متوافق مع الإصدارات السابقة. وبعبارة أخرى ، بما أن حيز عرض النطاق الترددي يكون في حده الأقصى بالنسبة لمذيعي التلفزيون ، فإن استخدام تنسيق HDR مثل HDR10 أو Dolby Vision لن يسمح لمالكي التلفزيونات غير المزودة بتقنية HDR (بما في ذلك أجهزة التلفزيون عالية الدقة) بمشاهدة المحتوى المشفر بتقنية HDR ، أو تتطلب قناة منفصلة فقط من أجل بث محتوى HDR - وهو غير فعال من حيث التكلفة.
ومع ذلك ، يعد ترميز HLG مجرد طبقة إشارة بث أخرى تحتوي على معلومات سطوع مضافة دون الحاجة إلى بيانات وصفية محددة ، والتي يمكن وضعها أعلى الإشارة التلفزيونية الحالية. ونتيجة لذلك ، يمكن عرض الصور على أي جهاز تلفزيون. إذا لم يكن لديك تلفزيون HDR الذي يدعم HLG ، فلن يتعرف فقط على طبقة HDR المضافة ، لذلك لن تحصل على مزايا المعالجة المضافة ، ولكنك ستحصل على صورة قياسية من حقوق السحب الخاصة.
ومع ذلك ، فإن تقييد أسلوب HDR هذا هو أنه على الرغم من أنه يوفر وسيلة لتوافق كل من أجهزة التلفزيون SDR و HDR مع نفس إشارات البث ، إلا أنها لا توفر نتيجة HDR دقيقة إذا عرضت نفس المحتوى مع تشفير HDR10 أو Dolby Vision .
يتم تضمين توافق HLG على معظم أجهزة التلفزيون المزودة بتقنية HD HDR المزودة بتقنية 4K (ما عدا Samsung) ومستقبلات المسرح المنزلي بدءًا من طراز عام 2017. ومع ذلك ، لم يتم إتاحة أي محتوى بترميز HLG - سيتم تحديث هذه المقالة وفقًا لتغييرات هذه الحالة.
تكنيكولور اتش دي ار
من بين تنسيقات HDR الرئيسية الأربعة ، فإن تقنية Technicolor HDR هي الأقل شهرة ولا ترى سوى استخدام طفيف في أوروبا. من دون التورط في التفاصيل التقنية ، فإن تقنية Technicolor HDR هي على الأرجح الحل الأكثر مرونة ، حيث يمكن استخدامها في كل من التطبيقات التلفزيونية المسجلة (الدفق والقرص) والتلفزيون. ويمكن أيضاً تشفيرها باستخدام نقاط مرجعية بالإطار.
بالإضافة إلى ذلك ، بطريقة مشابهة لـ HLG ، فإن تقنية Technicolor HDR متوافقة مع كل من أجهزة التلفزيون المزودة بتقنية HDR و SDR. بالطبع ، ستحصل على أفضل نتيجة مشاهدة على تلفزيون HDR ، ولكن حتى أجهزة التلفاز SDR يمكن أن تستفيد من الجودة المتزايدة ، بناءً على قدرات الألوان والتباين والسطوع.
إن حقيقة أن إشارات Technicolor HDR يمكن عرضها في SDR تجعلها ملائمة جداً لكل من منشئي المحتوى وموفري المحتوى ومشاهدي التلفزيون. تقنية Technicolor HDR هي معيار مفتوح خال من الرسوم لأي موفر للمحتوى وصانعي التلفزيون للتنفيذ.
نغمة رسم الخرائط
واحدة من المشاكل في تنفيذ تنسيقات HDR المختلفة على أجهزة التلفاز هي حقيقة أن ليس كل التلفزيونات لها نفس خصائص خرج الضوء. على سبيل المثال ، قد يمتلك التلفزيون المتطور HDR القدرة على إخراج ما يصل إلى 1000 شمعة من الضوء (مثل بعض أجهزة تلفزيون LED / LCD عالية الجودة) ، في حين أن البعض الآخر قد يكون لديك 600 أو 700 نتيت ضوء إخراج (OLED) وتليفزيونات LED / LCD متوسطة المدى) ، في حين أن بعض أجهزة التلفزيون LED / LCD ذات الأسعار المنخفضة التي تعمل بتقنية HDR قد تنتج فقط حوالي 500 شمعة.
ونتيجة لذلك ، يتم استخدام تقنية تعرف باسم Tone Mapping لمعالجة هذا التباين. ما يحدث هو أن البيانات الوصفية الموضوعة في فيلم أو برنامج معين يتم إعادة ضبطها على قدرات أجهزة التلفزيون. وهذا يعني أنه يتم أخذ نطاق السطوع للتلفزيون في الاعتبار ويتم إجراء تعديلات على درجة سطوع الذروة وكل المعلومات ذات السطوع المتوسط ، بالتزامن مع التفاصيل والألوان الموجودة في البيانات الوصفية الأصلية بالنسبة إلى نطاق التلفزيون. ونتيجة لذلك ، لا يتم غسل سطوع الذروة المشفر في البيانات الوصفية عند عرضه على التلفزيون بقدرة خرج إضاءة أقل.
SDR-to-HDR Upscaling
نظرًا لأن توفر محتوى HDR-encoded ليس متاحًا بعد ، فإن العديد من العلامات التجارية التلفزيونية تتأكد من أن العملاء الذين ينفقون أموالاً إضافية على التلفزيون الذي يدعم تقنية النطاق الديناميكي العالي (HDR) لا يهدرون من خلال تضمين تحويل SDR-to-HDR. تسمي سامسونج نظامها كـ HDR + (يجب عدم الخلط بينه وبين HDR10 + الذي تمت مناقشته سابقًا) ، وتسمي تكنيكولور نظامها كنظام إدارة ذكي للذكاء.
ومع ذلك ، تمامًا كما هو الحال مع تحسين الارتقاء بالقرار والتحويل من ثنائي إلى ثلاثي الأبعاد ، لا يوفر التحويل إلى HDR + و SD-to-HDR نتيجة دقيقة كمحتوى HDR أصلي. في الواقع ، قد تبدو بعض المحتويات باهتة أو متفاوتة من مشهد إلى آخر ، ولكنها توفر طريقة أخرى للاستفادة من إمكانات سطوع أجهزة التلفزيون المزودة بتقنية HDR. يمكن تشغيل أو إيقاف تشغيل HDR + وتحويل SDR إلى HDR حسب الرغبة. يشار إلى رفع مستوى SDR إلى HDR أيضًا باسم "عكس لهجة".
بالإضافة إلى الارتقاء إلى مستوى SD-to-HDR ، تضم LG نظامًا يشير إلى معالجة Active HDR إلى عدد محدد من أجهزة التلفزيون المزودة بتقنية HDR التي تضيف تحليلاً سطوعًا على سطح المشهد لكل من HDR10 ومحتوى HLG ، مما يحسّن دقة هذين التنسيقين.
الخط السفلي
من المؤكد أن إضافة HDR تزيد من تجربة المشاهدة التلفزيونية ، ومع معالجة الاختلافات في التنسيق ، ويصبح المحتوى متاحًا على نطاق واسع عبر القرص ، والبث ، ومصادر البث ، سيقبل المستهلكون ذلك تمامًا كما فعلوا للتقدم السابق ( باستثناء ربما لـ 3D ).
على الرغم من أن تطبيق HDR لا يتم تطبيقه إلا مع محتوى 4K Ultra HD ، إلا أن هذه التقنية مستقلة عن الدقة. وهذا يعني أنه من الناحية الفنية ، يمكن تطبيقه على إشارات الفيديو الأخرى ذات الدقة ، سواء أكانت 480P أو 720p أو 1080i أو 1080p. هذا يعني أيضًا أن امتلاك 4K Ultra HD TV لا يعني تلقائيًا أنه متوافق مع HDR - يجب أن يتخذ صانع التلفزيون قرارًا حازمًا لإدراجه.
ومع ذلك ، كان تركيز منشئي المحتوى وموفري المحتوى على تطبيق قدرة النطاق الديناميكي العالي ضمن النظام الأساسي 4K Ultra HD. مع توافر تلفزيونات فائقة الدقة فائقة الدقة بدقة 4K ودي في دي ومشغلات أقراص Blu-ray قياسية ، ومع وجود العديد من أجهزة التلفاز عالية الوضوح 4K بالإضافة إلى عدد متزايد من مشغلات Blu-ray فائقة الدقة ، إلى جانب التنفيذ المرتقب يعد البث التلفزيوني من ATSC 3.0 ، والوقت والاستثمار المالي لتكنولوجيا HDR الأنسب لزيادة قيمة محتوى 4K Ultra HD وأجهزة المصدر والتلفزيونات إلى الحد الأقصى.
على الرغم من أنه في مرحلة التنفيذ الحالية ، يبدو أن هناك الكثير من الارتباك ، لا داعي للذعر. الشيء الرئيسي الذي يجب أخذه في الاعتبار هو أنه على الرغم من وجود اختلافات في الجودة بين كل شكل من الأشكال (تعتبر رؤية Dolby أن لديها حافة طفيفة حتى الآن) ، فإن جميع تنسيقات HDR تقدم تحسنا كبيرا في تجربة مشاهدة التلفزيون.