High Dynamic Range Video

High Dynamic Range video (HDR video) je video s vyšším dynamickým rozsahem než má tzv. Standard Dynamic Range (SDR). Vysoký dynamický rozsah nabízí lepší obraz napříč displeji a rozdíl je rozeznatelný i bez dokonalého zraku.^[1]

Standardy kódování HDR využívají alespoň 10bitovou barevnou hloubku a pixely HDR kódují svítivost zachycenou z reálné scény s jasem vyšším než 100 cd/m². HDR je schopno zachytit a zobrazit jasnější bílou a tmavší černou.^[1][2]

První videozáznamy HDR v reálném čase byly vytvořeny v roce 1990 kombinací dvou kamer s různou expozicí. Inovátor této technologie byl Georges Cornuéjols.^[3]

První komerční kamera, která dokázala tvořit HDR obraz, byla představena v roce 1991 společností Hymatom.^[3]

HDR video se začalo rozšiřovat s příchodem druhého milénia. Mezi nejznámější společnosti, které vyvíjí digitální snímače schopné vyššího dynamického rozsahu, patří například RED a Arri. HDR bylo u těchto společností zavedeno kolem roku 2010. Jako zajímavost lze uvést, že většina současných produkcí HDR je natáčena pomocí digitálních kamer Arri.^[4][5]

Využití HDR technologie můžeme zajisté pozorovat u současných filmů. Především u speciálních efektů, které kombinují reálné a uměle vytvořené záběry (CGI).^[6]

Počátkem roku 2015 byly na veletrhu CES různými výrobci vůbec poprvé představeny displeje s podporou HDR.^[7] Od té doby služby Amazon Prime Video (HDR10), Apple TV+ (Dolby Vision) a Netflix (HDR10 a Dolby Vision) začaly postupně nabízet vybraný obsah také v HDR verzi. YouTube uvedl podporu HDR v listopadu 2016.^[8]

V současné době existují dvě různé metody přenosu video obsahu HDR, které byly certifikovány pro formát Ultra HD Blu-ray (uveden v roce 2015). Aby bylo možné přehrávat HDR10, musí být televizory Ultra HD vybaveny rozhraním HDMI 2.0a nebo DisplayPortem 1.4.^[9][10][11]

Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE) vytvořila standardy pro dynamická metadata. Vše je obsaženo v dokumentu: SMPTE ST 2094 nebo Dynamic Metadata for Color Volume Transform (DMCVT). Dokument zahrnuje čtyři aplikace společností Dolby, Philips, Samsung a Technicolor.^[12]

Perceptual Quantizer (PQ) je přenosová funkce, která byla definována společností Dolby Laboratories a byla standardizována jako SMPTE ST 2084. PQ je nová funkce EOTF (Electro-Optical Transfer Function) pro distribuci HDR a je zároveň standardem zahrnující efektivnější způsob, jak HDR prezentovat.^[4][13][14]

Hybrid Log-Gamma (HLG) je standard HDR, který byl vyvinut během společného projektu mezi BBC a NHK. HLG je řešení HDR, které se používá v oblasti televizního vysílání. Kombinuje videa se standardním dynamickým rozsahem (SDR) a s vysokým dynamickým rozsahem (HDR) do zdroje, který mohou televizory kompatibilní s HLG dekódovat a HDR zobrazit, zatímco nekompatibilní zařízení zobrazí pouze obraz se standardním dynamickým rozsahem (SDR).^[4][15][16]

HDR10 Media Profile nebo zkráceně HDR10, je rozšířením dynamické úrovně videa s 10bitovou barevnou hloubkou v barevném prostoru Rec. 2020. Interpretaci obrazových informací provádí výstupní zařízení. V závislosti na nastavení a možnostech zobrazení se zobrazený výsledek může výrazně lišit od ostatních. SMPTE ST-2084 (PQ) odešle barevnou kalibraci hlavního displeje použitého jako statická metadata SMPTE ST-2086 do výstupního zařízení.^[17][18] Jedná se o otevřený standard podporovaný velkým počtem výrobců.^[19]

Jas: od 400 cd/m²

Tónování: pro celý film

HDR10+ nebo také HDR10 Plus bylo veřejnosti představeno v dubnu 2017 společností Samsung a poskytovatelem video služeb Amazon Prime Video. Jedná se o otevřený standard bez licenčních poplatků.^[20] HDR10+ je technologie HDR, která přidává dynamická metadata ke statickým metadatům předchozího standardu HDR10.

V roce 2017 bylo oznámeno, že filmová produkční společnost 20th Century Fox a společnost Panasonic budou HDR10+ podporovat. Společně se společností Samsung vytvořili HDR10+ alianci.^[21][22]

Jas: od 1000 cd/m²

Tónování: pro jednotlivou scénu

Dolby Vision je standard poskytující vysoký dynamický rozsah (HDR) a široký barevný gamutový obsah.^[23] V současné době existuje ve dvou verzích. Jedna verze je pro distribuci do TV (Dolby Vision Home) a druhá pro distribuci do kin (Dolby Vision Cinema). Dolby Vision používá k distribuci EOTF SMPTE 2084 (PQ). Využívá i dynamická metadata (SMPTE ST 2094), aby byl výstup kompatibilní s displeji SDR. Pokud jde o jas, Dolby Vision je specifikováno od 0 do 10 000 nitů.^[4][24] Na rozdíl od HDR10+ je u Dolby Vision výrobce zařízení povinen platit licenční poplatky.^[25]

Jas: od 1000 cd/m²

Tónování: pro jednotlivou scénu

DisplayHDR je standard od společnosti VESA, jehož cílem bylo přidat ke standardu HDR10 další parametry, jako je maximální svit černé barvy, odezvy, rozsahu barev a podsvětlení. Dále pak jas, barevný gamut, bitová hloubka. Tato certifikace je také založena na principu opensource.^[26]

Porovnání standardů DisplayHDR^[27]

Název standardu označující minimální hodnotu jasu při osvětlení na maximum	Rozsah barev	Typická technologie stmívání	Maximální jas černého podsvícení	Maximální prodleva při úpravě podsvícení
400 cd/m2	sRGB	Úroveň obrazovky	0.4 cd/m2	8
500 cd/m2	WCG*	Úroveň zóny	0.1 cd/m2	8
600 cd/m2	WCG*	Úroveň zóny	0.1 cd/m2	8
1000 cd/m2	WCG*	Úroveň zóny	0.05 cd/m2	8
1400 cd/m2	WCG*	Úroveň zóny	0.02 cd/m2	8
True Black 400 cd/m2	WCG*	Úroveň pixelu	0.0005 cd/m2	2
True Black 500 cd/m2	WCG*	Úroveň pixelu	0.0005 cd/m2	2
True Black 600 cd/m2	WCG*	Úroveň pixelu	0.0005 cd/m2	2

• High Dynamic Range
• High Dynamic Range Imaging

• Obrázky, zvuky či videa k tématu High Dynamic Range video na Wikimedia Commons