Domů » Články » Vše, co potřebujete vědět o technologii HDR

Vše, co potřebujete vědět o technologii HDR

HDR dnes podporuje už prakticky každá nová televize, notebook nebo i telefon. Co přesně se skrývá za těmito třemi písmeny a přináší tato technologie zásadní vylepšení, nebo jde spíše jen o další líbivé logo na balení a ve výsledku marketingový trik? To se vám pokusíme vysvětlit na následujících řádcích.

Odkud se HDR vzalo?

High dynamic range (HDR) pochází z prostředí digitální fotografie. Představme si situaci, kdy fotíte v tmavé místnosti, zatím co je venku slunečný den. Pokud se zaměříte na místnost, vykreslíte detaily, ale za cenu toho, že venkovní prostředí bude přesvícená bílá barva bez detailů. HDR v této situaci vyfotí více s snímků s rozdílnou expozicí a tím zachytí detaily, jak ve tmavém, tak ve světlém prostředí, které následně složí do jednoho.

HDRon off
Rozdíl v obraze s vypnutým a zapnutým HDR

U televizorů je HDR trochu jiné a definuje dosažitelný rozsah jasu mezi nejtmavší a nejsvětlejší částí obrazu. Za dob SDR (standardní dynamický rozsah) neměly televizory dostatek barevných odstínů ani se nedokázaly patřičně rozzářit, nebo naopak ztlumit. Uměly tedy zobrazit jen omezenou část spektra. Tmavé scény tak často byly jen černé skvrny a rozzářená obloha jen slitá bílá barva. Žádné viditelné hrany nebo detaily, jen souvislé plochy.

HDRvsSDR
HDR obraz vs. SDR

Aby bylo možné zlepšit kvalitu obrazu, bylo nutné rozšířit barevný prostor (počet barevných odstínů), zlepšit maximální hodnoty jasu, na které se umí obrazovka rozzářit, ale také “ztmavit” černou, neboť zejména u LCD prosvítalo podsvícení a z černých pixelů tak dělalo spíše šedivé. To vše dalo vzniknout standardům, které si postupně projdeme níže. Někteří výrobci je dodržují, jiní si s nimi naopak hlavu nelámou a svůj produkt označí líbivým logem HDR, byť je jeho přínos u takového zařízení diskutabilní.

HDR10

Jeden z prvních standardů pochází z roku 2015 a stojí za ním asociace CTA. Mezi jeho hlavní požadavky patří podpora obrazového standardu BT.2020 a panel s 10bit barvami. Maximální hodnotu jasu dokument neuvádí, ale nejčastěji je skloňováno 1000 cd/m2. Jen pro srovnání lepší obrazovky do té doby dokázaly maximálně 350-400 cd/m2, většinou však pouhých 100 cd/m2.

HDR10

HDR10 pracuje se statickými metadaty a na začátku přehrávání nastaví pevně danou hodnotu jasu pro všechny následující snímky. Výhoda tkví v menší náročnosti na produkci i následnou reprodukci obrazu, nicméně v extrémně tmavých nebo naopak světlých scénách se opět setkáme s místy, kde bude obraz slitý a bez detailu, protože jeho hodnoty jsou mimo rámec nastaveného jasu.

HDR10 je tedy nejméně náročný pro tvůrce obsahu i výrobce obrazovky a není zatížen licenčními poplatky. Aktuálně se tak těší největší podpoře mezi HDR standardy.

HDR10+

Výše zmíněná omezení fixně nastaveného jasu odstraňuje standard HDR10+, který dorazil o pár let později a stojí za ním Samsung společně s Amazon Video. Zde se používají dynamická metadata a hodnota jasu je upravována pro každý snímek zvlášť.

HDR10plus

HDR10+ vyžaduje 10bit panel a maximální hodnota jasu vyskočila na 4000 cd/m2. Počítá se také s podporou rozlišení až 8K, tedy 7680×4320 pixelů. Více si o 8K můžete přečíst v našem článku. Ani HDR10+ nevyžaduje placení poplatků, nicméně vyšší nároky pro filmaře i výrobce mohou být důvodem menší podpory.

Dolby Vision

Společnost Dolby se jako obvykle nespokojila s běžnými standardy a připravila si svůj vlastní, který aktuálně patří na samou špičku v náročnosti, ale i výsledné kvalitě. Specifikace počítají s obrazovkami, které budou mít podporu až 12bit barev a jas neuvěřitelných 10 000 cd/m2. Nicméně aktuálně je požadováno alespoň 4000 cd/m2. Stejně jako u HDR10+ jsou využívána dynamická metadata.

DolbyVision

Jako jediný je tento standard zatížen licenčním poplatkem, který se prý pohybuje okolo 3 dolarů za každý prodaný kus. Vzhledem k náročnosti standardu na parametry obrazovky i nutnost platit za licenci, najdeme podporu pro Dolby Vision především u dražších vlajkových modelů.

HLG

Výše zmíněné standardy HDR nejsou úplně optimální pro použití v televizním vysílání, neboť pro HDR a SDR obrazovky vyžadují samostatný stream. Právě proto vznikl ve spolupráci televizních stanic BBC a NHK standard HLG (Hybrid Log Gamma), který je zpětně kompatibilní a televizní stanice tak může v rámci jednoho signálu obsloužit více generací obrazovek.

HLG BBC

K nastavení jasu se nepoužívají metadata, ale křivka gamma, která se v horní polovině signálu “odkloní” a přejde v logaritmickou, čímž umožní definovat širší dynamický rozsah, ten je u klasického SDR “ustřižen”. HLG je dostupné bez licenčních poplatků a kromě televizních stanic je používáno i v online službách jako BBC iPlayer nebo YouTube.

Vesa DisplayHDR

Se svým standardem dorazila i organizace VESA a zaměřila se především na stolní monitory k počítačům. Narozdíl od ostatních standardů zvolila také výrazně jednodušší způsob označení, pokud monitor splňuje podmínky VESA DisplayHDR 400, pak musí mít maximální jas 400 cd/m2, u standardu DisplayHDR 600 je to 600 cd/m2 a tak dále.

VesaHDR

Přesné parametry pro každý VESA HDR standard jsou vypsány v tabulce a zastavím se u prvního s označením VESA DisplayHDR 400, který osobně nepovažuji za HDR standard, neboť vyžaduje 8bit panel, global dimming a jas 400 cd/m2. Je to podobné, jako když vám automobilka plácne nálepku “Sport” na rodinné auto a bude vám tvrdit, že na okruhu budete mít “podobný” zážitek jako s autem, které pro to bylo primárně navrženo.

Vesa displayHDR tabulka

Další standardy HDR 500/600/1000 nebo 1400 jsou již výrazně přísnější na parametry a díky tomu opravdu dokáží zobrazit HDR obsah, nicméně nutno podotknout, že teprve HDR1000 se svými parametry blíží “filmovému” HDR10.

Závěrem

Je tedy dobré uvažovat při výběru nového televizoru, monitoru nebo telefonu nad podporou HDR standardů a jakých? Z osobní zkušenosti a zařízení, které mi za poslední roky prošly rukama při recenzích je přínos HDR viditelný a celkově zlepšuje zážitek ze sledování filmu, nebo hraní hry.

Není to totiž jen o tom, že se HDR obrazovka umí proměnit v soukromé slunce, ale spíše o tom, že jsou kladeny větší nároky na kvalitu panelu, rozsah barev a také na černé tóny. Celkově tedy získáte pokročilejší a kvalitnější kus techniky, který vám velmi rychle zvedne nároky a ukáže, o co byste se při koupi SDR obrazovky ochudili.

Pokud máte vyšší rozpočet, pak si jednoznačně pořiďte produkt s podporou nejvyšších HDR standardů, jako je například Dolby Vision. Pokud cílíte na levnější hladiny, pak chtějte alespoň HDR10, nebo VESA DisplayHDR500. V případě televizorů a streamovacích služeb vstupuje do hry ještě další háček, neboť například Netflix/Disney/Apple TV používají převážně HDR10 a Dolby Vision, přičemž standard od Dolby zase nepodporují například televizory od Samsungu. Jako vždy tedy platí, že je třeba si udělat menší průzkum.

Dejte si také pozor na „HDR standardy“ z dílen marketingových oddělení různých výrobců. Řada z nich se snaží kličkovat v terminologii a pokud jejich produkt nemá parametry na to, aby dodržel ty výše jmenované, tak si jednoduše udělá vlastní. Pro takto unikátní HDR vám tvůrci obsah nepřipraví, takže nebude ani správně fungovat.

Jakub Doležal

Redaktor SMARTmania.cz a již 10 let tester všeho, čím tečou obrazová data. Stavař, který si chce 3D vytisknout dům. Fanoušek spalovacích motorů, zejména atmosférických V8. Věčný kritik nedoladěných produktů, testovaných na lidech.

13 komentářů

  1. Asi by nebylo špatné vysvětlit, co to je ten 8bit a 10bit, jelikož to jsou dost zásadní hodnoty pro HDR, podstatně důležitější, než ten jas o kterém se tu tak mluví :-) Stejně tak co je standard BT2020 (resp. Rec.2020 se kterým se setkáváme dnes), resp. co to vůbec je gamut.

  2. Velmi by mě zajímalo ze zkušeností autora, jak je opravdu velký rozdíl mezi TV co má skutečně 10bit barevný panel a tou co má takové to 8bit + FRC, což má naprostá většina (nejen levných) TV s nálepkou HDR. Naprostá většina výrobců nikde záměrně neuvádí zda mají 8bit nebo 10bit panel (kromě SAMSUNG a LG tam to lze zjisti v kvalitních prodejců, například u SONY, PHILIPS vám to asi nikdo neřekne a údaje na WWW se liší podle stránek). Má tedy skutečně význam kupovat například QLED rady T (10bit) místo R (8bit) nebo NANO90 (10bit) místo NANO80 (8bit). Samozřejmě když budu mít (tak nějak) dostatečně kvalitní signál.

    • Má význam kupovat…? Ne. Protože abyste to využil, musíte mít 10bitový vstup. Existují různé televizní formáty, které vám třeba hodí „filtr“ na stíny a světla a udělají takové falešné lokální HDR. Otázkou ale je, jestli něco takového chcete, protože stejně to vždycky padne na kompromis mezi True Black experience a více informací ve stínech. Když koukáte třeba na Aliena, tak tam rozhodně prosvětlené stíny nechcete. U Aliena ale klasické HDR je naprosto k ničemu, protože není natočen v 10bitu. Obecně vůbec nevidím důvod zaobírat se HDR u televizí v roce 2020. Proč, to by bylo právě dobré vysvětlit si, jak funguje gamut, jaký je rozdíl mezi 10 bitem a 8 bitem, co to je třeba bending v gradientech (přechodech) apod. Zřejmě to ale nespadá pod „vše co potřebujete vědět“ :D

      Prvně se musí začít tvořit zdroje v 10 bitu, protože ty snáší clipping na 8 bit úplně vpohodě a až pak řešit, jestli je dobré si připlatit dražší televizi s 10 bitovým gamutem. Když to řeknu jinak a použiji slova z mých předchozích příspěvků, představte si, že si koupíte barevnou televizi ale veškeré pořady, které si v tom můžete pouštět jsou stále černobílé :D

    • Já jsem taky zůstal docela nemile překvapen. Nadpis sliboval všechno, ale článek je spíš takovým lehkým úvodem do světa HDR. Prostě výstavní clickbait.

    • No HDR má sakra význam i teď. Koupil jsem si jako monitor LG OLED E9 a hry v HDR, případně filmy i seriály na tom vypadají luxusně. Oproti SDR je tam někdy i markantní rozdíl. Ale pokuď chce někdo na TV jenom sledovat vysílání, tak tomu je HDR k ničemu.

    • Backpa: to je to co řikam, když an to nemáš vstup, tak výstup ti je tak trochu k ničemu. Proto televize HDR mi přijde jako naprostý nesmysl. Ani moc her, které HDR podporují není. Takže pokud na tom člověk fakt nevytváří daný content, tak mu je taková televize dost k ničemu. Jako co je dobrý, tak že člověk nemusí většinou koukat na to, jestli to má plnej gamut, protože HDR ready TV je prostě širokospektrální, takže všechno bude vypadat jako v Adobe RGB v podstatě. To je dobré, ale kvůli tomu není třeba kupovat HDR ale stačí vzít tu co má širokej Gamut :D

    • Johny: Každý novší film, seriál je už většinou v HDR/DV. A kdo si sad kupuje BR, tak ten si ten obraz může vychutnat. Jasně, stále tu jsou špatné HDR, ale už je to lepší. Třeba WD:Legion vypadá v HDR naprosto úchvatně. Jsem zvědavý na Cyberpunk 2077, tak je to další hra, která má ideální prostředí pro HDR. A široký gamut ti je k ničemu, když máš max jas 300 nitů. Čím vyšší svítivost, tím více odstínů dokáže daný monitor / TV vykreslit. Osobně už bych třeba do LCD nešel, jedině OLED. I když to nepatří k těm nejsvítivějším technologiím, ale ten kontrast… .

    • BackPa: Oprav mě, ale žádná stanice dnes nevysílá v HDR. Takže krom HDR televize potřebuje člověk ještě např. Netflix. A když už Netflix má, tak z celé nabídky si to pustí u 4 filmů. A výsledek oproti širokému gamutu je minimální. Jinak gamut se světlostí v podstatě ani nesouvisí. 300 nitů ti teoreticky u 8 bitu stačí, protože stejně má každý barevný přechod max. 256 stupňů. U HDR pak jde pouze o zobrazení přechodu světlá-tmavá. To ale není jediný smysl HDR, jak se např. v tomto článku nenápadně podsouvá. Smysl jsou daleko hladší veškeré přechody. Třeba mezi červenou a žlutou. A tam už počet nitů absolutně nehraje roli. Tak jako tak 300 nitové televize se dnes už podle mě ani neprodávají. I nejlevnější televize za 4000 mají dnes víc (asi se vyjímky najdou, ale proč by si to někdo kupoval?). Jak píšeš OLED asi bude pro lidi zajímavější pro TV než LCD a myslím si, že široký gamut by měl být pro lidi v této době podstatně zajímavější a dostačující oproti HDR. Viz odpověď na PetrN

      Mimochodem smartmania by nám mohla poslat nějaký honorář za doplnění jejich mizerného článku.

    • Smysl HDR je v kontrastu, vyšším jasu, a lepších přechodech barev, díky většímu množství barev. Více odstínů se lépe vyjeví i díky té svítivosti. Na reálné DV potřebuješ prakticky vzato svítivost 10 000 nitů, protože je to 12bit. Takže reálně neexistuje ani 10bit panel, protože ani QLED nemají tu potřebnou svítivost. Teď nevím, kolik to přesně je, myslím že 4000 nitů. Proto ti třeba splývá obloha. A proto čím vyšší je svítivost, tím těch barev je víc podaných. Kdyby OLED měla 2000 nitů, tak je to bezkompromisní zobrazovadlo. A jak je nějaký 300 nit monitor, tak ti prostě nedokáže ani zdaleka vykreslit těch 10bit barev tak, jak by měl. Některé barvy prostě splynou s ostatními.

    • Smysl HDR je v kontrastu, vyšším jasu <= ach jo. Toto není pravda. Samotný vyšší jas nemá nic společného s HDR. HDR je o tom, kolik detailů může zobrazit, což je dáno počtem barev ve stupnici přechodu. 8 bit má 2^8 stupňů a tedy potřebuje teoreticky pouze 256 nitů, kdy na 1 nit připadá jeden stupeň přechodové stupnice. HDR (pokud se bavíme o 10 bitu) je 2^10, tedy 1024 stupňu v přechodu. Proto na plné zobrazení přechodu černá-bílá potřebuješ 1024 nitů. Se světlostí to ale v podstatě absolutně nesouvisí, protože ty potřebuješ (logicky) 512 nitů v tmavém spektru stejně jako ve světlém. Nebavíme se tady v podstatě o světlosti, ale o stupních černá-bílá (value), která ovšem samozřejmě je na obrazovkách zobrazována světlem.

      S kontrastem to pak nesouvisí už tuplem vůbec, protože kontrast pouze upravuje křivku (lineárnost) přechodu. Plné HDR (tedy 12 bit) je – jak si jistě odvodíš – 2^12, tedy 4096 stupňů na každém barevném kanálu. Proto bys tady až teoreticky potřeboval těch 4000+ nitů, aby na každý jeden nit připadl jeden bot stupnice.

      To ale neznamená, že když nebudeš mít 4096 nitů, ale budeš jich mít pouze 1000, že nebudeš mít žádný úžitek z HDR. Protože stále budou existovat ostatní barevné přechody, např. mezi 50% R a 50% G, kde se vůbec žádný crop díky absenci nitů pochopitelně nepocítíš.

      V důsledku je to ale jak jsem řekl jedno, protože to skoro nikdo nikde nevyužije – nemluvě o tom, že 90% lidí není schopno ty rozdíly ani vidět. Je to dobře využitelné v postprocesu vstupu, protože si můžeš vybrat které informace se přelejou do 8bitu a samotný nahraný vstup máš více "RAW" když to tak řeknu. Ale pro běžného uživatele je na výstupu HDR skoro k ničemu, zvláště dnes. Jsou lepší hodnoty, které televize může mít – jako např. onen zmíněný široký gamut, protože mezi sRGB a REC2020 je sakra velkej rozdíl. Podstatně více pozorovatelný, než přechod z 8 bit na 10 bit.

    • Nemá vliv na kontrast? Ale má. A hodně. Je to jedna z nejdůležitějších věci pro kontrast. Si pusť nějakou tmavou scénu se světlými body v SDR a pak v HDR. Ten kontrast mezi těmi body je podstatně lepší, i obrazový vjem je lepší. Svítivost je hodně důležitá pro určité scény. A kvalitního HDR materiálu je dost. Ale taky musíš mít kvalitní OLED TV. Měl jsem QLED a ta to HDR docela mrvila tím, že ten obraz zesvětlovala. Jak říkám, pusť si Watch Dogs Legion v SDR a pak přepni na HDR. To je pastva pro oči. Další věc z praxe… Třeba eko režim – omezíš svítivost a už jsou ty barvy jiné, než při těch vyšších svítivostech. Jasně, barvy sedí, ale odstín je jiný. Takže jo, svítivost je pro HDR hodně důležitá

  3. HDR mám vypnuté obraz je pak přepálený a tváře jsou moc červené

Napište komentář

Redakce si vyhrazuje právo mazat komentáře, které nesouvisejí s tématem diskuze, nebo jsou útočného či urážlivého charakteru (pomluvy, vulgarity, rasismus či ponižování). V případě porušení těchto pravidel chování může redakce zakázat přístup do diskuze.

Odeslané komentáře jsou strojově kontrolovány (spam, nevhodné výrazy…).