El video HDR ( High Dynamic Range Video , traducido del inglés - " video de alto rango dinámico ") es una tecnología para mostrar brillo y colores en video , que apareció en 2014 [1] .
Contrasta con el rango dinámico estándar (SDR), que se ha convertido en un término para tecnología más antigua [2] . HDR hace posible presentar luces significativamente más brillantes, sombras más oscuras, más detalles y colores más coloridos que antes [3] . HDR hace un mejor uso de las capacidades de brillo, contraste y color de las pantallas compatibles con HDR ( TV , dispositivo móvil , con menos frecuencia monitor ). La tecnología no aumenta las capacidades de la pantalla y no todas las pantallas con HDR tienen las mismas capacidades. Por lo tanto, el contenido HDR se verá diferente según la pantalla que se utilice [4] .
HDR10, HDR10+ , Dolby Vision y HLG son formatos de video HDR comunes [5] .
Antes de la llegada de HDR, la mejora de la calidad de imagen en las pantallas generalmente se lograba aumentando el número y la densidad de píxeles (resolución) y la velocidad de fotogramas de la pantalla. Por el contrario, HDR mejora la fidelidad percibida de los píxeles individuales. El rango dinámico estándar (SDR) todavía se basa y está limitado por el rendimiento de los tubos de rayos catódicos (CRT) más antiguos, a pesar de los tremendos avances en la tecnología de pantalla y visualización desde que los CRT cayeron en desuso. HDR tiene como objetivo superar estas limitaciones [2] .
Los formatos SDR son capaces de presentar un nivel de brillo máximo en torno a los 100 nits . Para HDR, este número sube al menos a 1000 nits y, en algunos casos, hasta 10,000 nits. HDR también le permite mostrar niveles de negro más bajos (es decir, más oscuros) y colores más ricos (es decir, más coloridos). Los formatos SDR más comunes se limitan a la Rec. 709/sRGB, mientras que los formatos HDR comunes usan Rec. 2100, que es una amplia gama de colores (WCG) [2] [5] .
En la práctica, HDR no siempre se utiliza en todo su potencial. El contenido HDR a menudo se limita a un brillo máximo de 1000 o 4000 nits y colores DCI-P3, incluso cuando se almacena en formatos capaces de más [6] . Los creadores de contenido pueden elegir en qué medida utilizar las capacidades HDR. Pueden limitarse a los límites de SDR incluso si el contenido se entrega en HDR [7] .
Los beneficios de HDR dependen de las capacidades de la pantalla, que varían. Ninguna pantalla moderna es capaz de reproducir el rango máximo de brillo y colores que se pueden representar en formatos HDR.
Como valor de comparación, la escala de medición de rango tiene un rango dinámico estándar ( ing. Standard Dynamic Range , o SDR), que incluye un brillo de 0,1 cd/m² (nit, ing. nit) a 100 cd/m² y la Rec.709 espacio de color / sRGB [8] .
Los estándares de video HDR modernos a veces ofrecen rangos de luminancia mucho más allá de SDR [9] [10] , lo que permite estándares intermedios con un rango superior a SDR que no cumplen con los requisitos mínimos de HDR, pero no hay un nombre comúnmente aceptado para ellos.
En el mercado de pantallas de computadora, que está estrechamente relacionado con la producción de contenido de video, la asociación internacional Video Electronics Standards Association (VESA) ha desarrollado estándares para monitores HDR, entre los cuales el mínimo para HDR es la capacidad de la pantalla para mostrar el brillo de manera constante. en el rango de 0,4 a 400 cd/m² [11] . El valor de contraste en este caso es 1000:1, que corresponde al valor de algunos dispositivos SDR y, en este caso, podemos hablar de cambiar el rango a valores más altos, y no de su expansión.
Además de especificar los valores mínimo y máximo para el rango dinámico de brillo en cd/m² ( candela por metro cuadrado o velas por metro cuadrado), la unidad de exposición utilizada en la industria fotográfica , también llamada "paso" o "stop". (abreviado EV, del inglés Exposure Value - Expopara ). Un aumento de 1 punto significa una duplicación de la cantidad de luz que ingresa al sensor de la cámara. Menos comúnmente utilizado es un sistema en el que 1 parada es igual a diez veces el aumento (medido en decibelios ). En consecuencia, al medir el cambio de brillo en paradas (pasos), el valor del rango dinámico se cuenta desde su valor mínimo elevando a la potencia de 2.
Formalmente, el rango de brillo mínimo para video HDR es un valor mayor que SDR, es decir, más amplio que 0,1 cd/m² a 100 cd/m², o ≥10 paradas de exposición. Es posible utilizar el espacio de color del rango dinámico estándar Rec.709/sRGB. Para expandir el rango de brillo de SDR y usar amplias gamas de colores (por ejemplo, Rec.2020 o Rec.2100), es deseable una gran profundidad de color: 10 o 12 bits, pero hay formatos de video HDR con una profundidad de color estándar de 8 bits. para SDR y Rec. 709, en particular SL-HDR1 (Technicolor HDR) [12] .
A la hora de elegir el formato de vídeo HDR, además de las características técnicas de las imágenes resultantes, los fabricantes de productos electrónicos y los creadores de contenido de vídeo tienen en cuenta el coste de uso de la tecnología, su prevalencia en el mercado, la compatibilidad con otros dispositivos de vídeo, así como las licencias. requisitos para la distribución de los productos de vídeo resultantes.
| Visión Dolby | HDR10 | HDR10+ | HLG10 (HLG) | |
|---|---|---|---|---|
| Empresa desarrolladora | dolby | llamada a la acción | Samsung | NHK, BBC |
| año de creación | 2014 | 2015 | 2017 | 2015 |
| Función de transferencia | PQ | PQ | PQ | HLG |
| Profundidad de color, bit | 10 o 12 | diez | diez | diez |
| El número máximo de tonos de colores, mil millones. | 68.72 | 1.07 | 1.07 | 1.07 |
| Tipo de metadatos | dinámica | estático | dinámica | perdido |
| Brillo máximo técnicamente alcanzable, cd/m² | 10,000 | 4000 | 4000 | 4000 |
| Costo para el fabricante del dispositivo | por dispositivo | libre | para una licencia para muchos dispositivos [13] | libre |
Para obtener video HDR, es necesario filmar, codificar, almacenar, procesar, decodificar y reproducir material en el estándar HDR apropiado [14] . En CES 2018, Sony presentó el primer modelo de TV capaz de reproducir el brillo máximo de los estándares modernos de video HDR de 10 000 cd/m² [15] .
El teléfono inteligente Apple iPhone Xs fue el primero en utilizar la tecnología EDR (Extended Dynamic Range), que permite, utilizando un sensor, disparar secuencialmente dos cuadros obtenidos con diferentes ISO, después de combinarlos, para recibir video con un rango dinámico extendido. Tal imagen, a diferencia de la mayoría de los formatos HDR, se puede ver en pantallas SDR, mientras que al mismo tiempo obtiene los beneficios de preservar los detalles tanto en las áreas oscuras del marco con un ISO más bajo como en las áreas brillantes debido al marco con un ISO más alto [16] . Al mismo tiempo, el uso de la tecnología EDR en pantallas HDR le permite guardar aún más información en la imagen capturada, combinando las características de alto rango dinámico de la pantalla con las ventajas de los algoritmos EDR para combinar múltiples fotogramas tomados con diferente fotosensibilidad.