Что такое HDR в камерах телефона и дисплеях

С технологией HDR качество фото и видео выходит на новый уровень. Что представляет собой эта технология, и в чем ее преимущество?

На самом деле понятие HDR не такое новое, как может казаться. Данная аббревиатура переводится как High Dynamic Range, что на русском языке означает «широкий динамический диапазон». Во многих электронных устройствах, есть эта технология. Она используется в смартфонах, фотоаппаратах и телевизорах. Кроме того, HDR связана с глазами человека.

Но что же это такое? Зачем оно нужно в эру фильтров и редакторов? Как данная технология применена в фотоаппаратах, видеокамерах и дисплеях? Чем отличается HDR от SDR? Об этом и многом другом вы узнаете из данной статьи.

Что такое HDR

Разобравшись с понятием динамического диапазона, можно понять, что означает технология High Dynamic Range. Итак, динамический диапазон представляет собой отношение между самыми низкими и самыми высокими значениями, которые принимает какая-либо величина. С помощью него можно описать характеристики звука и света определенного устройства или системы. В данной статье речь пойдет о динамическом диапазоне, который относится к свету.

Динамический диапазон, касающийся оптической системы, подразумевает разницу между максимальным и минимальным значением света, которую может определить система. Лучше всего, когда показатель диапазона особенно высокий, так как с его увеличением открывается возможность захватить больше деталей при создании фотоснимков или видеоматериала.

В отличие от всех устройств, глаз человека обладает особенно широким динамическим диапазоном. Иногда глазами можно увидеть столько объектов, сколько невозможно сфотографировать с помощью камеры. Строение глаза человека особенное, так как требует определенное время, чтобы привыкнуть к разному уровню света. Если глаза не подготовлены к интенсивному освещению, то будут щуриться, а если станет слишком темно, то будут напрягаться.

На картинке ниже можно увидеть диапазон восприятия: первая строка — это глаз человека, вторая — большинство цифровых камер, третий — это дисплеи и четвертая — чернильные принтеры.

HDR в камере смартфона

Возможно, в настройках своей камеры смартфона вы увидите кнопку с названием HDR, но на самом деле, она ничего общего с технологией HDR не имеет.

Человеческий глаз обычно сосредотачивается или фокусируется на каком-то одном определенном предмете. Все остальные объекты видны, но они остаются, как будто, на заднем плане, не освещены и на них не обращается слишком большого внимания. В электронных устройствах динамический диапазон играет важную роль. В камерах смартфонов устанавливают светосильные датчики изображения (наилучшим на данный момент считается f/1.6 в LG V30), которые способны передать на изображении даже самые малейшие детали, находящиеся и в центре, и по бокам. Благодаря тому, что в файле RAW сохраняется информация о свете, фотографию впоследствии можно изменить, прибавив определенным участкам большей яркости или наоборот затемнить.

Не все знают о режиме HDR, который есть практически во всех смартфонах. На большинстве устройств он работает автоматически. Однако профессионалы фотосъемки знают, что его можно хорошо настроить. С помощью данного режима соединяют сразу несколько снимков, которые сделаны при разной экспозиции (то есть на каждой фотографии темные и светлые участки могут быть в разных местах). При соединении нескольких изображений, результат виден на лицо — фотография становится высококачественной, более яркой, насыщенной и контрастной.

Однако режим HDR в камерах смартфонов нельзя назвать чем-то существенным. Без специального HDR-дисплея он не играет никакой роли и является обычной пустышкой. Чего нельзя сказать о дисплеях с хорошим динамическим диапазоном, которые способны передать естественную насыщенность и цвет. Найти устройство, которое обладает такими возможностями, достаточно сложно.

HDR-мониторы

Дисплеи с поддержкой технологии HDR стали появляться в телевизорах. Также это новшество используют и в смартфонах. Например, первым устройством с таким дисплеем был Galaxy Note7, но его больше не выпускают, по причине взрывов. Самой новой моделью смартфона, имеющего экран с динамическим диапазоном, является Apple iPhone X. Альтернативой неудачному Galaxy Note7 стал Galaxy Note8, в котором также есть HDR-дисплей. К этому перечню можно добавить смартфоны от Samsung моделей Galaxy Tab S3 и Galaxy S8. Также сюда относятся устройства Sony Xperia XZ Premium, Sony Xperia XZ1 и аппараты фирмы LG моделей V30 и G6.

В отличие от стандартной матрицы, которая используется практически на всех мониторах, дисплей HDR обладает массой преимуществ. Среди них можно выделить три основных достоинства:

• высокий динамический диапазон;
• лучшая пиковая яркость;
• широкая гамма цветов и оттенков.

На изображении внизу видно, чем отличается матрица SDR от HDR.

Технология High Dynamic Range позволяет увидеть существенные детали на темных и светлых участках изображения, а также сделать яркие элементы еще более насыщенными. К примеру, если взять такую деталь, как отражение света из окна на лице человека, то на дисплее SDR оно будет выглядеть как обычное пятно белого цвета, но на HDR можно будет рассмотреть мелкие элементы. То же самое можно сказать и о фотографиях, на которых изображаются черные волосы или темная одежда. С широким динамическим диапазоном можно будет увидеть не черное пятно, а самые мелкие детали, каждую складочку и каждую волосинку.

Конечно, намного интереснее просматривать яркие изображения, чем мутные и тусклые. Это позволяет более ясно рассмотреть каждую мелочь на картинке. Почему для этого приходится использовать именно HDR? Это необходимо, ведь если добавить больше яркости в SDR, конечный результат станет менее четким и потеряет свое качество.

Еще одно немаловажное преимущество — большая гамма цветовых оттенков. В сравнении с SDR, HDR обладает большим количеством цветов. Но его все равно нельзя сравнить с человеческим глазом, который способен различать примерно 10 миллионов цветов. Однако, привыкнув к дисплею High Dynamic Range, возвращаться к стандартному динамическому диапазону вовсе не захочется.

А есть ли отличие между экраном с большей насыщенностью и увеличенной цветностью? Конечно, и это отличие существенное. Когда повышается показатель насыщенности, это делает уже имеющиеся цвета более интенсивными. А с увеличением гаммы цветов, добавляются новые оттенки, которые улучшают вид изображения.

HDR видео-контент

Контент с высоким динамическим диапазоном доступен в форматах Dolby Vision и HDR10. Если подобные файлы запускать на экране с SDR, то эффект не увидите. Изображение будет тусклым, низкоконтрастным, плоским и с минимальным количеством цветов. А все потому, что стандартный динамический диапазон не можете воспринять информацию о цветах и свете, которую несет с собой файл HDR.

Форматы Dolby Vision и HDR10 имеют в своем составе кодеки H.264 и HEVC, а также контейнеры MP4 и MOV. Благодаря наличию собственных метаданных в файле, форматы отличаются от HDR систем.

Если вы желаете смотреть высококачественный контент, тогда можно воспользоваться сервисами, которые транслируют потоковое видео. Либо можно использовать диски типа Blu-ray, которые имеют достаточное количество памяти, чтобы сохранить фильмы, не сжимая их. Самым лучшим вариантом будет Blu-ray с разрешением 4К.

Но не все имеют возможность пользоваться дисками Blu-ray. В качестве лучшего альтернативного варианта они выбирают сервисы с потоковым видео. Например, это всем известный YouTube, Amazon или Netflix. Что касается третьего варианта, то в нем находится наибольшее количество контента с высоким динамическим диапазоном. Также в нем можно найти видео, как в формате Dolby Vision, так и HDR10, но этот сайт немного не удобен пользователям, которые не зарегистрированы на нем, проще создать аккаунт на YouTube и наслаждаться видео подобного формата на нем.

Фильмы HDR с высоким качеством можно также смотреть на Google Play в разделе Фильмы, но в отличие от Netflix библиотека контента здесь гораздо меньшая, хотя и постоянно увеличивается. Компания Apple также внедряет новые технологии. Теперь iTunes 4K, iPhone X и Apple TV 4K поддерживают HDR.

Некоторые видеоигры также представлены в качестве HDR. Их можно скачать и установить на компьютер или приставки Xbox One и PlayStation 4. Однако на устройствах с операционной системой iOS и Android это сделать пока невозможно. К играм с высоким динамическим диапазоном относятся такие:

• Deus Ex: Mankind Divided.
• Final Fantasy XV.
• Forza Horizon 3.
• Gears Of War 4.
• Gran Turismo Sport.
• Horizon Zero Dawn.
• NBA 2K17
• Mass Effect Andromeda.
• Shadow Warrior 2
• The Last of Us: Remastered.
• Uncharted 4.
• World of Tanks.

Подведем итоги

Ранее улучшали качество изображения с помощью увеличения разрешения. Сегодня технология HDR работает на уровне пикселей. С ней любое видео станет более ярким, динамичным, насыщенным и контрастным. Огромным количеством цветов и оттенков можно наслаждаться все время. А самым качественным контентом считается тот, который совместил в себе 4К и HDR.