دامنه پویا از عکاسی و راه های گسترش آن. DWDR - چیست؟ محدوده دینامیکی بالا

16 نوامبر 2009

دوربین های ویدئویی با دامنه دینامیکی گسترده

دوربین‌های محدوده دینامیکی گسترده (WDR) برای ارائه تصاویر با کیفیت بالا در شرایط نور پس‌زمینه و در حضور مناطق بسیار روشن و بسیار تاریک و جزئیات در کادر طراحی شده‌اند. این کار از اشباع شدن نواحی روشن و تاریک شدن بیش از حد مناطق تیره جلوگیری می کند. چنین دوربین هایی معمولاً برای نظارت بر یک شی واقع در مقابل پنجره ها، در در یا دروازه ای که از پشت روشن می شود و همچنین زمانی که کنتراست بالایی از اشیا وجود دارد توصیه می شود.

محدوده دینامیکی یک دوربین فیلمبرداری معمولاً به عنوان نسبت روشن ترین قسمت یک تصویر به تاریک ترین قسمت همان تصویر، یعنی در یک فریم تعریف می شود. این نسبت در غیر این صورت حداکثر کنتراست تصویر نامیده می شود.

مشکل محدوده دینامیکی

متأسفانه، محدوده دینامیکی واقعی دوربین های فیلمبرداری به شدت محدود است. به طور قابل توجهی از محدوده دینامیکی اکثر اشیاء واقعی، مناظر، و حتی صحنه های فیلم و عکاسی باریک تر است در پس زمینه دیوارها و اشیاء روشن یا نور پس زمینه قرار گرفته است "تصویر" ممکن است حاوی نقاط روشن با درجه بندی های بسیار بزرگ باشد، که به سختی می توان آنها را با دوربین های استاندارد منتقل کرد. گذرگاه های تاریک قوس ها یا دروازه ها با پس زمینه نور خورشید کنتراست به 10000:1 می رسد، داخل یک اتاق تاریک در برابر پنجره ها کنتراست تا 100000:1 دارد.

عرض محدوده دینامیکی حاصل توسط چندین عامل محدود می شود: محدوده خود سنسور (فوتودیکتور)، پردازنده پردازش (DSP) و نمایشگر (دستگاه کنترل ویدیو). CCD های معمولی (ماتریس های CCD) دارای حداکثر کنتراست بیش از 1000:1 (60 دسی بل) در شدت نیستند. تاریک ترین سیگنال توسط نویز حرارتی یا "جریان تاریک" سنسور محدود می شود. روشن ترین سیگنال به مقدار شارژی که می تواند در یک پیکسل جداگانه ذخیره شود محدود می شود. به طور معمول CCD ها به گونه ای ساخته می شوند که این شارژ تقریباً 1000 بار تیره به دلیل دمای CCD باشد.

محدوده دینامیکی را می توان برای کاربردهای ویژه دوربین مانند تحقیقات علمی یا نجومی، با خنک کردن CCD و استفاده از سیستم های خواندن و پردازش ویژه، به میزان قابل توجهی افزایش داد. با این حال، چنین روش هایی، که بسیار گران هستند، نمی توانند به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرند.

همانطور که در بالا گفته شد، بسیاری از کارها به اندازه محدوده دینامیکی 65-75 دسی بل (1:1800-1:5600) نیاز دارند، بنابراین هنگام نمایش یک صحنه حتی با محدوده 60 دسی بل، جزئیات در مناطق تاریک در نویز از بین می روند. جزئیات در مناطق روشن به دلیل اشباع از بین می رود، یا محدوده در هر دو طرف قطع می شود. سیستم‌های بازخوانی، تقویت‌کننده‌های آنالوگ و مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال (ADC) برای ویدیوی بلادرنگ، سیگنال CCD را به محدوده دینامیکی 8 بیت (48 دسی‌بل) محدود می‌کنند. این محدوده را می توان با استفاده از ADC های مناسب و پردازش سیگنال آنالوگ به 10-14 بیت افزایش داد. با این حال، این راه حل اغلب غیرعملی به نظر می رسد.

نوع دیگری از مدار از تبدیل غیرخطی به شکل تابع لگاریتمی یا تقریب آن برای فشرده‌سازی سیگنال خروجی CCD 60 دسی‌بل به محدوده 8 بیتی استفاده می‌کند. به طور معمول، چنین روش هایی جزئیات تصویر را سرکوب می کنند.

آخرین عامل محدود کننده (که در بالا ذکر شد) نمایش تصویر است. محدوده دینامیکی برای یک مانیتور CRT معمولی که در یک اتاق روشن کار می کند حدود 100 (40 دسی بل) است. مانیتور LCD حتی محدودتر است. سیگنال تولید شده توسط مسیر ویدئو، حتی به کنتراست 1:200 محدود می شود، در محدوده دینامیکی زمانی که نمایش داده می شود کاهش می یابد. برای بهینه سازی نمایشگر، کاربر اغلب باید کنتراست و روشنایی مانیتور را تنظیم کند. و اگر بخواهد تصویری با حداکثر کنتراست دریافت کند، باید مقداری از محدوده دینامیکی را قربانی کند.

راه حل های استاندارد

دو راه حل فناوری اصلی وجود دارد که برای ارائه دوربین هایی با دامنه دینامیکی بالا استفاده می شود:

  • نمایش چند فریم - دوربین فیلمبرداری چندین تصویر کامل یا مناطق جداگانه از آن را می گیرد. علاوه بر این، هر "تصویر" ناحیه متفاوتی از محدوده دینامیکی را نشان می دهد. سپس دوربین این تصاویر مختلف را ترکیب می کند تا یک تصویر واحد با دامنه دینامیکی بالا (WDR) تولید کند.
  • استفاده از حسگرهای غیر خطی، معمولا لگاریتمی - در این مورد، درجه حساسیت در سطوح مختلف نور متفاوت است، که اجازه می دهد تا محدوده دینامیکی گسترده ای از روشنایی تصویر را در یک فریم ایجاد کنید.

ترکیب های مختلفی از این دو فناوری استفاده می شود، اما رایج ترین آنها اولین است.

برای به دست آوردن یک تصویر بهینه از چندین، 2 روش استفاده می شود:

  • نمایش موازی توسط دو یا چند حسگر یک تصویر که توسط یک سیستم نوری مشترک تشکیل شده است. در این حالت، هر سنسور بخش متفاوتی از محدوده دینامیکی صحنه را به دلیل زمان‌های مختلف نوردهی (انباشتگی)، تضعیف نوری متفاوت در مسیر اپتیکی مجزا، یا از طریق استفاده از حسگرهایی با حساسیت‌های مختلف، می‌گیرد.
  • نمایش متوالی تصویر توسط یک سنسور با زمان های نوردهی (انباشتگی) متفاوت. در موارد شدید، حداقل دو نمایشگر ساخته می‌شود: یکی با حداکثر و دیگری با زمان انباشتگی کوتاه‌تر.

نمایش ترتیبی، به عنوان ساده ترین راه حل، معمولا در صنعت استفاده می شود. انباشت طولانی مدت دید تاریک ترین قسمت های جسم را تضمین می کند، اما درخشان ترین قطعات ممکن است پردازش نشوند و حتی منجر به اشباع نوریاب شوند. تصویری که با انباشت کم به دست می‌آید، قطعات روشن تصویر را بدون پردازش نواحی تاریک که در سطح نویز قرار دارند، به اندازه کافی نمایش می‌دهد. پردازشگر سیگنال تصویر دوربین، هر دو تصویر را با هم ترکیب می‌کند و قسمت‌های روشن را از تصویر «کوتاه» و قسمت‌های تاریک را از تصویر «بلند» می‌گیرد. الگوریتم ترکیبی که به شما امکان می دهد یک تصویر صاف و بدون درز ایجاد کنید بسیار پیچیده است و ما در اینجا به آن دست نخواهیم داد.

اولین کسی که مفهوم ترکیب دو تصویر دیجیتال به دست آمده در زمان‌های مختلف دریافت را در یک تصویر واحد با دامنه دینامیکی گسترده ارائه کرد، گروهی از توسعه‌دهندگان به رهبری پروفسور I.I بود. Zivi از Tech-nion، اسرائیل. در سال 1988، این مفهوم ثبت اختراع شد ("Wide Dynamic Range Camera" توسط Y.Y. Zeevi، R. Ginosar و O. Hilsenrath) و در سال 1993 از آن برای ایجاد یک دوربین فیلمبرداری پزشکی تجاری استفاده شد.


راه حل های فنی مدرن

در دوربین های مدرن، برای گسترش دامنه دینامیکی بر اساس به دست آوردن دو تصویر، ماتریس های اسکن دوگانه سونی (Double Scan CCD)، ICX 212 (NTSC)، ICX213 (PAL) و پردازشگرهای تصویر خاص، به عنوان مثال SS-2WD یا SS-3WD، هستند. عمدتا استفاده می شود. قابل توجه است که چنین ماتریس هایی را نمی توان در مجموعه SONY یافت و همه تولید کنندگان استفاده از آنها را نشان نمی دهند. در شکل 1 به طور شماتیک اصل انباشت دوگانه را نشان می دهد. زمان در قالب NTSC نشان داده شده است.

نمودارها نشان می دهند که اگر یک دوربین معمولی میدان 1/60 ثانیه (PAL-1/50 s) را جمع آوری کند، سپس یک دوربین WDR میدانی از دو تصویر را که از انباشتگی در 1/120 ثانیه به دست می آید (PAL-1/100 ثانیه) جمع آوری می کند. ) برای جزئیات کم نور و در بازه زمانی 1/120 تا 1/4000 ثانیه برای جزئیات با نور زیاد. عکس 1 فریم هایی با نوردهی های مختلف و نتیجه جمع (پردازش) حالت WDR را نشان می دهد.

این فناوری به شما امکان می دهد محدوده دینامیکی را به 60-65 دسی بل برسانید. متأسفانه، مقادیر عددی WDR، به عنوان یک قاعده، فقط توسط تولید کنندگان در رده قیمتی بالا ارائه می شود، در حالی که بقیه به اطلاعات در مورد در دسترس بودن عملکرد محدود می شود. تعدیل موجود معمولاً در واحدهای نسبی درجه بندی می شود. عکس 2 نمونه ای از آزمایش مقایسه ای دوربین استاندارد و WDR را برای نور ورودی از یک ویترین شیشه ای و درها نشان می دهد. مدل‌های دوربینی وجود دارند که مستندات آنها بیان می‌کند که در حالت WDR کار می‌کنند، اما هیچ اشاره‌ای به پایه عنصر ویژه مورد نیاز وجود ندارد. در این حالت، ممکن است به طور طبیعی این سوال پیش بیاید که آیا حالت WDR اعلام شده همان چیزی است که ما انتظار داریم؟ این سوال منصفانه است، زیرا حتی تلفن های همراه از یک حالت کنترل خودکار روشنایی برای تصویر دوربین داخلی به نام WDR استفاده می کنند. از سوی دیگر، مدل هایی با حالت گسترش دامنه پویا به نام Easy Wide-D یا EDR وجود دارند که با CCD های استاندارد کار می کنند. اگر در این مورد مقدار انبساط نشان داده شود، از 20-26 دسی بل تجاوز نمی کند. یکی از راه‌های گسترش دامنه دینامیکی، فناوری Super Dinamic III پاناسونیک است. همچنین بر اساس نوردهی دوگانه فریم در 1/60 ثانیه (1/50C-PAL) و 1/8000 ثانیه (به دنبال آنالیز هیستوگرام، تقسیم تصویر به چهار گزینه با تصحیح گامای مختلف و جمع بندی هوشمند آنها در DSP است. ). در شکل شکل 2 ساختار تعمیم یافته این فناوری را نشان می دهد. چنین سیستمی محدوده دینامیکی را تا 128 برابر (42 دسی بل) گسترش می دهد.

امیدبخش ترین فناوری برای گسترش دامنه دینامیکی دوربین های تلویزیونی امروزه، فناوری Digital Pixel System™ (DPS) است که در دانشگاه استنفورد در دهه 1990 توسعه یافت. و توسط PIXIM Inc. نوآوری اصلی برای DPS استفاده از ADC برای تبدیل مقدار شارژ عکس به مقدار دیجیتال آن به طور مستقیم در هر پیکسل سنسور است. ماتریس‌های سنسور CMOS (CMOS) از کاهش کیفیت سیگنال جلوگیری می‌کنند که نسبت کلی سیگنال به نویز را افزایش می‌دهد. فناوری DPS امکان پردازش سیگنال را در زمان واقعی فراهم می کند.

فناوری PIXIM از تکنیکی به نام چند نمونه برداری برای تولید بالاترین کیفیت تصویر و ارائه دامنه دینامیکی گسترده مبدل (نور/سیگنال) استفاده می کند. فناوری PIXIM DPS از نمونه برداری چند سطحی استفاده می کند که به شما امکان می دهد سیگنالی را از سنسور با یکی از پنج مقدار نوردهی دریافت کنید. در طول نوردهی، مقدار روشنایی هر پیکسل قاب اندازه گیری می شود (برای یک سیگنال ویدئویی استاندارد - 50 بار در ثانیه). سیستم پردازش تصویر زمان نوردهی بهینه را تعیین می کند و مقدار حاصل را تا زمانی که پیکسل بیش از حد اشباع شود و تجمع بار دیگر متوقف شود، ذخیره می کند. برنج. 3 اصل انباشت تطبیقی ​​را توضیح می دهد. مقدار پیکسل نور در زمان نوردهی T3 حفظ می شود (قبل از اینکه پیکسل 100٪ اشباع شود). پیکسل تاریک شارژ را آهسته‌تر جمع می‌کند، که به زمان بیشتری نیاز داشت تا در زمان T6 حفظ شود. مقادیر ذخیره شده (شدت، زمان، سطح نویز) اندازه گیری شده در هر پیکسل به طور همزمان پردازش شده و به یک تصویر با کیفیت بالا تبدیل می شوند. از آنجایی که هر پیکسل دارای ADC داخلی خود است و پارامترهای نور به طور مستقل اندازه گیری و پردازش می شوند، هر پیکسل به طور موثر به عنوان یک دوربین جداگانه عمل می کند.


سیستم های تصویربرداری PIXIM مبتنی بر فناوری DPS از یک حسگر تصویر دیجیتال و یک پردازشگر تصویر تشکیل شده است. سنسورهای دیجیتال مدرن از کوانتیزاسیون 14 و حتی 17 بیتی استفاده می کنند. حساسیت نسبتا پایین، به عنوان نقطه ضعف اصلی فناوری CMOS، نیز مشخصه DPS است. حساسیت معمولی دوربین های این فناوری ~1 لوکس است. مقدار معمولی نسبت سیگنال به نویز برای فرمت 1/3 اینچ 48-50 دسی بل است. حداکثر محدوده دینامیکی اعلام شده تا 120 دسی بل با مقدار معمولی 90-95 دسی بل است. قابلیت تنظیم تجمع زمان برای هر پیکسل از ماتریس حسگر امکان استفاده از چنین روش پردازش سیگنال منحصر به فردی را به عنوان روشی برای تراز کردن هیستوگرام های محلی فراهم می کند که به شما امکان می دهد تا محتوای اطلاعات تصویر را به طور چشمگیری افزایش دهید ، جزئیات را برجسته کنید و موقعیت مکانی اشیاء و جزئیات را که نه تنها در پیش زمینه، بلکه در پس زمینه تصویر قرار دارند، ارزیابی کنید.

تمرین

بنابراین، می‌توان نتیجه گرفت که امروزه، در صورت لزوم انجام نظارت تصویری در شرایط دشوار نور با کنتراست بالا، می‌توان دوربین تلویزیونی را انتخاب کرد که به اندازه کافی کل طیف روشنایی اشیاء را منتقل کند. برای این منظور استفاده از دوربین های فیلمبرداری با فناوری PIXIM بیشتر ترجیح داده می شود. نتایج بسیار خوبی توسط سیستم های مبتنی بر اسکن دوگانه ارائه می شود. به عنوان یک مصالحه، می‌توان دوربین‌های تلویزیونی ارزان‌قیمت مبتنی بر ماتریس‌های استاندارد و سیستم‌های الکترونیکی EWD و BLC چند منطقه‌ای را در نظر گرفت. به طور طبیعی، مطلوب است که از تجهیزاتی با ویژگی های مشخص استفاده شود، و نه فقط با ذکر وجود یک حالت خاص. متأسفانه، در عمل، نتایج مدل های خاص همیشه با انتظارات و اظهارات تبلیغاتی مطابقت ندارد. اما این موضوع بحث دیگری است.

صنعت تولید با سرعت بالایی در حال توسعه است. هر ساله در نمایشگاه‌های تجاری، تولیدکنندگان آخرین فناوری را برای بهبود تلویزیون‌ها ارائه می‌کنند و مردم را متقاعد می‌کنند که زمان ارتقا فرا رسیده است.

سیر تکاملی

چند سال گذشته ما را از مدل هایی با صفحه نمایش لوله اشعه کاتدی به تلویزیون های نازک رسانده است. بالا و پایین رفتن پانل های پلاسما مشاهده شده است. سپس عصر وضوح بالا، پشتیبانی کامل از HD و Ultra HD فرا رسید. آزمایش‌هایی با فرمت سه‌بعدی محبوب و همچنین با شکل صفحه نمایش وجود داشت: یا تخت یا منحنی ساخته می‌شد. و اکنون دور جدیدی از این تکامل تلویزیونی فرا رسیده است - تلویزیون های دارای HDR. سال 2016 بود که به دوره جدیدی در صنعت تلویزیون تبدیل شد.

در تلویزیون؟

این مخفف مخفف "گستره دینامیکی گسترده" است. این فناوری این امکان را فراهم می کند که تصویر ایجاد شده را با حداکثر دقت به آنچه که شخص در زندگی واقعی می بیند نزدیکتر کند. چشم ما به خودی خود تعداد نسبتاً کمی از جزئیات را در نور و سایه در یک نقطه از زمان درک می کند. اما پس از انطباق مردمک ها با شرایط نور فعلی، حساسیت آنها تقریبا دو برابر می شود.

دوربین ها و تلویزیون های با HDR: چه تفاوت هایی دارند؟

در هر دو نوع فناوری، وظیفه این عملکرد یکسان است - انتقال دنیای اطراف با حداکثر قابلیت اطمینان.

با توجه به محدودیت های سنسور دوربین، چندین عکس در نوردهی های مختلف گرفته می شود. یک فریم بسیار تاریک، دیگری کمی روشن‌تر و دو فریم دیگر بسیار روشن هستند. سپس همه آنها با استفاده از برنامه های خاص به صورت دستی متصل می شوند. استثنا دوربین هایی با عملکرد دوخت قاب داخلی هستند. هدف این دستکاری بیرون کشیدن تمام جزئیات از سایه ها و مناطق روشن است.

سازندگان روی روشنایی تلویزیون‌های با پشتیبانی HDR تمرکز کرده‌اند. بنابراین، در حالت ایده آل، دستگاه باید قادر به تولید مقدار 4000 کندل در هر متر مربع در یک نقطه دلخواه باشد. اما در عین حال، جزئیات در سایه نباید غرق شوند.

HDR برای چیست؟

مهمترین پارامترهای کیفیت تصویر نمایش داده شده دقت رنگ و کنتراست است. اگر تلویزیون 4K را در کنار تلویزیون HDR قرار دهید که بازتولید رنگ بهتری دارد و محدوده کنتراست بیشتری دارد، اکثر مردم گزینه دوم را انتخاب خواهند کرد. از این گذشته، باعث می شود تصویر کمتر صاف و واقعی تر به نظر برسد.

تلویزیون‌های دارای HDR درجه‌بندی افزایش یافته‌اند که به شما امکان می‌دهد تعداد بیشتری از سایه‌های رنگ‌های مختلف را دریافت کنید: قرمز، آبی، سبز و ترکیب‌های آنها. بنابراین، هدف مدل‌های با HDR، نمایش تصویر متضادتر و پر رنگ‌تر از تلویزیون‌های دیگر است.

مشکلات احتمالی

برای بهره مندی کامل از تمام مزایای این فناوری، متأسفانه، نه تنها به تلویزیون هایی با HDR نیاز دارید، بلکه به محتوایی مطابق با فناوری نیز نیاز دارید. در اصل، تلویزیون هایی با تصاویر دامنه دینامیکی گسترده در حال حاضر به خوبی ساخته شده اند. روشنایی مدل ها دو برابر شده و نوردهی به صورت موضعی و مستقیم در آمده است، یعنی می توان قطعات مختلف را با روشنایی متفاوت در یک فریم نورپردازی کرد. یکی با HDR دقیقاً ارزان نیست. هزینه آن حدود 160 هزار روبل است. این مدل تلویزیون سونی است. صفحه نمایش 55 و 65 اینچی با HDR وجود دارد. متأسفانه، مدل های بودجه دارای روشنایی اوج ناکافی هستند و نور پس زمینه در آنها مناطق دلخواه ماتریس را تنظیم نمی کند. آنها همچنین دارای تعداد بسیار کمی از سایه های رنگ منتقل شده هستند.

مشکل استفاده از مدل‌های قدیمی این است که ممکن است اثر بر خلاف آنچه کارگردان در هنگام فیلمبرداری از ساخته‌اش قصد داشته باشد باشد. از این گذشته، یک طرح رنگی همراه با رنگ‌سازها ایجاد شد و فریم‌ها با استفاده از پالت رنگی گسترده‌ای که توسط استاندارد خاصی در سینماتوگرافی ارائه شده بود، رنگ‌آمیزی شدند. مدل های قبلی تلویزیون با این استاندارد کار نمی کنند، زیرا قادر به نمایش برخی از سایه ها نیستند. به همین دلیل است که نسخه های تلویزیونی فیلم ها رنگ پریده تر از آنچه باید به نظر می رسند.

تلویزیون‌های جدید مجهز به HDR با استفاده از الگوریتم‌های خود که از دید کارگردان بی‌اطلاع هستند، می‌توانند طرح رنگ را هر طور که می‌خواهند تغییر دهند. به همین دلیل، سازندگان فناوری جدیدی را ارائه کردند که در آن ابرداده های ویژه همراه با سیگنال ویدیویی، حاوی اطلاعاتی با الگوریتم هایی برای تغییر تصویر برای تلویزیون های دارای عملکرد HDR، منتقل می شود. اکنون دستگاه می داند که کجا باید روشن شود و کجا باید تاریک شود، و همچنین در چه لحظاتی باید مقداری سایه اضافه کند. و اگر مدل تلویزیون از چنین قابلیت هایی پشتیبانی کند، تصویر دقیقاً همانطور که کارگردان می خواست به نظر می رسد.

مطالب به زودی

در حال حاضر تلویزیون های دارای HDR دارای محتوای ناچیزی هستند. بدین ترتیب تنها چند عنوان توسط سرویس های ویدئویی آنلاین ارائه می شود و آخرین قسمت از فیلم جنگ ستارگان با فرمتی مشابه HDR فیلمبرداری و ویرایش شد. به همین دلیل، ممکن است احساس کنید که خرید تلویزیون هایی که محدوده دینامیکی بالا را پشتیبانی می کنند، فایده ای ندارد.

با این حال، اینطور نیست. شرکت هایی هستند که امکاناتی را برای تبدیل محتوای ویدیویی به شبه HDR فراهم می کنند. البته، این کار با فشار دادن یک دکمه انجام نمی شود، که بلافاصله بدون هیچ کمک خارجی، تصویر را به طور خودکار بهبود می بخشد. اما مجموعه ای از ابزارها وجود دارد که کار مرتبط با بازیابی طرح رنگ مورد نظر کارگردان و رنگ گرایان را بسیار تسهیل می کند. این بدان معنی است که با گذشت زمان، حجم محتوای با کیفیت بالا افزایش می یابد.

گزینه های HDR

همانند فناوری‌های HD و Blu-Ray که قبلاً منتشر شده بود، نظرات مختلفی در مورد نحوه اجرای کارها وجود دارد. بنابراین، HDR به فرمت ها تقسیم شد. رایج ترین فرمت HDR10 است. تمام تلویزیون های دارای HDR از آن پشتیبانی می کنند. در این فرمت کل متادیتا به فایل ویدئویی پیوست می شود.

گزینه بعدی Dolby Vision است. در اینجا هر صحنه به طور جداگانه پردازش می شود. به همین دلیل تصویر بهتر به نظر می رسد. در روسیه، این گزینه فقط توسط تلویزیون های ال جی پشتیبانی می شود. هنوز هیچ بازیکنی برای پشتیبانی از آن وجود ندارد، زیرا مدل های مدرن ضعیف هستند و پردازنده های آنها نمی توانند چنین باری را تحمل کنند. صاحبان مدل‌های دارای HDR10 با انتشار به‌روزرسانی‌ها، پردازش ویدیویی نزدیک به DV دریافت خواهند کرد.

الزامات

در سال 2016، تلویزیون های HDR به طور انبوه در بازار ظاهر شدند. تقریباً هر دستگاه دارای 4K می تواند این فرمت را درک کند. اما متأسفانه درک یک چیز است، اما نمایش صحیح آن چیز دیگری است.

گزینه ایده آل تلویزیونی با ماتریس OLED و پشتیبانی از 4K است که می تواند هر پیکسل را تا حد ممکن روشن کند یا آن را کم نور کند. مدل هایی با نور موکت ساخته شده از ال ای دی که به صورت جداگانه یا گروهی روشنایی نواحی ماتریس خود را تنظیم می کنند نیز مناسب هستند.

به روز رسانی

اگر تلویزیون شما از فناوری HDMI 2.0 پشتیبانی می کند، احتمال بسیار زیادی وجود دارد که در آینده نزدیک یک به روز رسانی نرم افزاری به استاندارد جدید دریافت کنید که برای انتقال ابرداده مورد نیاز است. این دو استاندارد از نظر فیزیکی کاملاً سازگار هستند. تنها تفاوت در روش های پردازش نرم افزاری جریان ویدئو است.

چگونه می توانم این به روز رسانی را دریافت کنم اگر به صورت خودکار وارد نمی شود؟ شما باید به تنظیمات تلویزیون بروید و "Support" را انتخاب کنید. در اینجا باید یک گزینه به‌روزرسانی وجود داشته باشد، وقتی انتخاب شد باید عمل را تأیید کنید و دانلود از طریق شبکه را انتخاب کنید. در مرحله بعد، سیستم خود سیستم عامل جدید را پیدا می کند و پیشنهاد نصب آن را می دهد.

نتیجه

همانطور که در ابتدای مقاله ذکر شد، افراد بیشتری یک تصویر تمام رنگی را به جای یک تصویر با وضوح بالا انتخاب می کنند. این کاملا منطقی است. از این گذشته، بدون شک تعداد زیادی پیکسل خوب هستند، اما وقتی پیکسل ها خوب باشند، حتی بهتر است. لیست تلویزیون هایی که از HDR پشتیبانی می کنند هنوز کم است. ال جی، سونی و سامسونگ چنین مدل هایی دارند.

به نظر می رسد توسعه فناوری بسیار امیدوارکننده تر از رقابت برای وضوح است. مدل‌های جدیدی در برنامه‌های تلویزیونی اخیر معرفی شده‌اند که نه تنها از بالاترین وضوح پشتیبانی می‌کنند، بلکه روشنایی بالایی نیز تولید می‌کنند و همچنین سطوح مشکی خاصی را نشان می‌دهند و تعداد زیادی سایه را پوشش می‌دهند. لازم به ذکر است که فرمت HDR در بسیاری از مدل هایی که در سال 2017 عرضه خواهند شد به صورت پیش فرض اعلام شده است. مشکل ممکن است فقط استانداردها باشد. تولیدکنندگان محتوا و تلویزیون باید آن را حل کنند و امسال ظاهراً به این موضوع اختصاص داده خواهد شد.

بنابراین، متوجه شدیم که HDR در تلویزیون چیست، این فناوری برای چه چیزی مورد نیاز است و مزایا و معایب آن چیست. البته، امروزه نمی توانیم قویاً توصیه کنیم که عاشقان تلویزیون به مدل های جدید روی آورند، زیرا این فناوری هنوز در مرحله توسعه است. اما با دانستن سرعت فعلی توسعه، می‌توان با اطمینان گفت که در یک سال HDR به سطح کیفی متفاوتی می‌رسد و افراد بیشتری شروع به خرید تلویزیون‌هایی می‌کنند که از محدوده وسیع پشتیبانی می‌کنند. تا این زمان، تولیدکنندگان محتوا قادر خواهند بود تعداد زیادی فیلم و سریال تلویزیونی را با فرمت HDR تولید کنند و تماشای تلویزیون حتی بیشتر را برای دوستداران تصاویر زیبا به ارمغان خواهد آورد.

همانطور که می دانید محدوده دینامیکی گسترده یکی از عناصر اصلی یک تصویر سینمایی است.

این به این دلیل است که اکثر ما، آگاهانه یا ناآگاهانه، تعریف «سینما» را مترادف «تصویربرداری روی فیلم» می‌دانیم. عکس های فیلم به طور سنتی دامنه دینامیکی وسیع تری نسبت به تصاویر دیجیتال دارند. به استثنای مواد عکاسی در گردش، اما این یک داستان کاملا متفاوت است.

تا زمانی که دوربین‌هایی مانند , ثابت کردند که محدوده دینامیکی گسترده با عکاسی دیجیتال نیز امکان‌پذیر است، ما آن را با مواد کم‌کیفیت و مصنوعات زیادی از جمله در نواحی روشن قاب مرتبط کردیم.

در پنج سال خیلی چیزها تغییر کرده است. اکنون، با کمتر از هزار دلار، می‌توانیم مدل‌هایی را بخریم (مثلاً)، که محدوده دینامیکی را نشان می‌دهد که خیلی کمتر از فیلم نیست. این به کارگردان‌های کم‌هزینه آزادی بیشتری داد، زیرا آنها همیشه برای تصاویر باکیفیت تلاش می‌کردند، اما صرفاً پولی برای فیلم نداشتند.

اما در همان زمان، این پدیده شروع به عوارض جانبی کرد.

در محیطی که تاکید زیادی بر محدوده دینامیکی وجود دارد، بسیاری می ترسند آن را فدای اصلاح رنگ کنند، حتی اگر در مورد سبک خاصی صحبت کنیم.

این به احتمال زیاد نتیجه نزدیک شدن تولیدکنندگان دوربین به کمپین های بازاریابی خود با حفاری در ذهن افراد است که محدوده دینامیکی گسترده برابر است.

اما اینطور نیست.

البته حفظ هر چه بیشتر رنگ‌ها در هنگام عکس‌برداری مهم است، اما لازم نیست همه آنها را در مرحله پس از تولید باقی بگذارید. برعکس، چنین تمایلی می‌تواند نتیجه‌ای را به همراه داشته باشد که دقیقاً در مقابل میل سینمایی باشد.

یک فیلم فقط آن چیزی نیست که شما می بینید. این نیز از شما پنهان است.

اغلب، یک تصویر با کنتراست بالا با محدوده دینامیکی کاهش یافته بهتر توسط بیننده به خاطر سپرده می شود و توجه را به خود جلب می کند. اگر تمام جزئیات را در مناطق تاریک و روشن ببینید، دیگر جایی برای تخیل باقی نمی ماند. اغلب چنین عکس هایی مصنوعی و غیر طبیعی به نظر می رسند. یا بدتر، خسته کننده.

به دو عکسی که با فرمت RAW گرفتم نگاه کنید. اولی را طوری ویرایش کردم که کل محدوده دینامیکی را حفظ کند. من سعی کردم دومی را جالب تر کنم، حتی اگر جزئیات زیادی از تصویر برایم تمام شود.

البته همه اینها سلیقه ای است، اما من همیشه دومی را انتخاب می کنم. وقتی همه چیز را به یکباره نمی بینید و از محدوده دینامیکی - یا کمبود آن - برای غوطه ور کردن بیننده در کادر استفاده می کنید بسیار جالب تر است.

بر اساس قیاس، بیایید عمق میدان را به خاطر بسپاریم.

در برخی موارد، عمق میدان زیاد عالی عمل می‌کند (بیننده می‌تواند کل تصویر را به همان میزان واضح درک کند)، اما اغلب فوکوس انتخابی همچنان ترجیح داده می‌شود، زیرا به هدایت چشم به بخشی از کادر که واقعاً مهم است کمک می‌کند. این به درک انسان بسیار نزدیکتر است.

بسیاری از کارگردانان و فیلمبرداران این را درک می کنند، اما همه با استفاده از منطق یکسان با محدوده دینامیکی کار نمی کنند.

شاید فراوانی بیش از حد دامنه دینامیکی گسترده در سینمای مدرن باعث شده است که بسیاری تلاش کنند تا به هر قیمتی آن را حفظ کنند. آنها به معنای واقعی کلمه در انتقال تکنیکی تمام جزئیات در سایه ها و هایلایت ها وسواس دارند و مهم ترین سوال را فراموش می کنند: "بیننده چگونه این تصویر را درک می کند؟"

اغلب، هنگام تماشای فیلم های مدرن، این احساس را به شما دست می دهد که چیزی که به آن نگاه می کنید، مواد اولیه مجموعه است. این به این دلیل است که نویسندگان از کنتراست با دقت استفاده می کنند تا به محدوده دینامیکی آسیب نرسانند و نتیجه یک تصویر صاف است.

این بدان معنا نیست که چنین سبکی حق وجود ندارد. هنگام انتخاب یک جزء زیبایی شناختی، هیچ تصمیم درست یا اشتباهی وجود ندارد. با این حال، همه آنها باید قبل از هر چیز در خدمت داستان باشند.

از خود بپرسید: آیا یک تصویر مسطح مانند این حال و هوای مورد نظر شما را منتقل می کند؟ اگر بله عالیه اگر نه، سعی نکنید حداکثر محدوده دینامیکی را نشان دهید، زیرا دوربین شما قادر به انجام آن است. بله، این یک کیفیت مهم از سنسور دوربین های مدرن است و بیش از یک بار در انتخاب خرید من تأثیر گذاشته است. اما قبل از هر چیز این لازم است تا در پست پروداکشن حق انتخاب داشته باشم.

فرض کنید می خواهم درجه بندی رنگی گسترده ای انجام دهم. این بدان معنی است که یک تصویر با محدوده دینامیکی بالا به من امکان می دهد دقیقاً رنگ ها و جزئیاتی را که می خواهم در نتیجه ببینم حفظ کنم. حتی اگر فیلم نهایی دارای سایه‌ها و نقاط برجسته باشد که می‌توانم حتی با یک دوربین هشت استاپ عکس بگیرم، باز هم 13 یا 14 را برای آزمایش ترجیح می‌دهم.

همه چیز در مورد انتخاب است.

به عنوان جمع بندی این را می گویم. سینمای خوب از تصمیمات جالب زاده می شود. اجازه ندهید سازندگان دوربین به شما بگویند که یک تصویر سینمایی چیست. به خودتان گوش دهید و خودتان تصمیم بگیرید که چه چیزی برایتان جذاب است. اگر یک تصویر صاف را دوست دارید، عالی است. اما یک فریم با محدوده دینامیکی پایین می تواند به همان اندازه جالب باشد، به خصوص اگر داستان آن را ایجاب کند.

تصاویر از دامنه دینامیکی گسترده(محدوده دینامیکی بالا - HDR) به عکاسان اجازه می دهد تا جزییات تونال بیشتری نسبت به توانایی دوربین در یک عکس به نمایش بگذارند. ویژگی جدید ادغام HDR فتوشاپ به عکاس این امکان را می‌دهد تا مجموعه‌ای از نوردهی‌های پرانتزی را در یک تصویر واحد که حاوی جزئیات تونال از کل مجموعه است، ترکیب کند.

با این حال، در اینجا مشکلاتی وجود دارد: گسترش دامنه تونال به ناچار به قیمت کاهش کنتراست تون های فردی اتفاق می افتد. به لطف قابلیت استفاده از HDR در فتوشاپ، می‌توانید در شرایط نوری سخت، با حفظ کنتراست معقول، بیشترین بهره را از محدوده دینامیکی خود ببرید.

انگیزه: معضل محدوده دینامیکی

از آنجایی که حسگرهای دیجیتال رزولوشن بالاتر و در نتیجه اندازه پیکسل‌های کوچک‌تر را به دست می‌آورند، محدوده دینامیکی از این موضوع سودی نمی‌برد. این امر به ویژه در هنگام استفاده از دوربین های دیجیتال جمع و جور با وضوح حدود 8 مگاپیکسل قابل توجه است، زیرا آنها بیشتر مستعد شعله ور شدن یا نویز در سایه هستند. علاوه بر این، در برخی موارد محدوده روشنایی بیشتر از دوربین های دیجیتال مدرن است.

اما "خبر خوب" نیز وجود دارد - تقریباً هر دوربینی قادر است محدوده دینامیکی بزرگی را پوشش دهد، نه در یک عکس. با تغییر سرعت شاتر، اکثر دوربین‌های دیجیتال می‌توانند میزان نوری که به سنسور برخورد می‌کند را تا 50000 یا بیشتر تغییر دهند. به عبارت دیگر، ما باید فریم هایی با محدوده دینامیکی متفاوت بگیریم و آنها را روی هم قرار دهیم.

زمان استفاده از HDR

استفاده از HDR را فقط زمانی پیشنهاد می‌کنم که توزیع روشنایی در قاب با استفاده از فیلتر گرادیان (GND) قابل جبران نباشد، زیرا ... این فیلترها با حفظ کنتراست محلی، محدوده دینامیکی را گسترش می دهند. فریم هایی با هندسه روشنایی ساده، مانند انتقال خطی از نور به سایه که اغلب در عکاسی منظره یافت می شود (جایی که زمین نسبتا تاریک به یک آسمان روشن تبدیل می شود)، برای اعمال فیلترهای گرادیان ایده آل هستند.

عکسی که در آن روشنایی را نمی توان به راحتی با استفاده از فیلتر GND جبران کرد، همانطور که از یک طاق نمای دیده می شود.

تصویر تقریباً سه ناحیه تونال را با انتقال تیز در مرزها نشان می دهد - بر این اساس، یک فیلتر گرادیان ویژه مورد نیاز است. با نگاه کردن به این نقاشی با چشمانمان، ممکن است بتوانیم جزئیات را هم در داخل و هم در خارج از قوس تشخیص دهیم، زیرا چشمانمان با تغییرات روشنایی سازگار می شوند. هدف از استفاده از HDR در این مورد این است که از طریق تکنیکی به نام نگاشت تن، آنچه را که ممکن است با چشمان خود ببینیم، بهتر تصور کنیم.

پردازش فایل HDR داخلی

فتوشاپ یک فایل HDR با استفاده از اطلاعات EXIF ​​از هر عکس در یک سری برای تعیین سرعت شاتر، دیافراگم و حساسیت ISO ایجاد می کند. سپس از این اطلاعات برای تخمین میزان نور دریافتی از هر قسمت از تصویر استفاده می شود. از آنجایی که این نور می تواند شدت متفاوتی داشته باشد، فتوشاپ یک فایل HDR با استفاده از 32 بیت برای توصیف هر کانال رنگی ایجاد می کند. مزیت این است که فایل های HDR از این بیت های اضافه شده برای ایجاد مقیاس نسبتاً گسترده ای از روشنایی استفاده می کنند که می تواند برای تصویر شما تنظیم شود. تفاوت مهم این است که این بیت های اضافی متفاوت از تصاویر 16 بیتی استفاده می شوند که به سادگی صداها را دقیق تر تعریف می کنند. در ادامه به تصاویر معمولی 8 و 16 بیتی به عنوان محدوده دینامیکی کم (LDR) در مقایسه با تصاویر 32 بیتی اشاره خواهیم کرد.

چرا فقط بیت‌های بیشتری را برای تعریف یک محدوده دینامیکی مناسب اضافه نمی‌کنید؟ در فرمت‌های معمولی فایل‌های LDR، بیت‌های بسیار بیشتری برای تفاوت در رنگ‌های روشن نسبت به رنگ‌های تیره استفاده می‌شود. در نتیجه، با افزایش تعداد بیت ها، تعداد بیشتری از آنها به جای گسترش دامنه دینامیکی، صرف توضیحات رنگی دقیق تر می شود.

بیت‌های اضافی که HDR در اختیار ما قرار می‌دهد عالی هستند و به ما اجازه می‌دهند تا اساساً محدوده روشنایی تقریباً نامحدودی را نمایش دهیم. مشکل این است که نمایشگر رایانه شما (یا چاپ عکس حاصل) فقط می تواند مقدار محدودی از روشنایی را منتقل کند. بر این اساس، این فصل بر نحوه ایجاد فایل‌های HDR و متعاقباً تبدیل آنها به یک تصویر معمولی 8 یا 16 بیتی تمرکز دارد که می‌توان آن‌ها را روی مانیتور مشاهده کرد یا به چاپگر فرستاد. این فرآیند را معمولاً نگاشت آهنگ می نامند.

آماده سازی خاک

از آنجایی که ایجاد یک تصویر HDR به یک سری نوردهی با موقعیت یکسان نیاز دارد، پایداری سه پایه مهم است. فتوشاپ قابلیتی دارد که اگر دوربین بین عکس‌ها جابه‌جا شده باشد، سعی می‌کند تصاویر را صاف کند، اما اگر به آن تکیه نکنید، بهترین نتایج حاصل می‌شود.

حتماً حداقل سه نوردهی داشته باشید، اگرچه پنج نوردهی برای دقت مطلوب توصیه می شود. افزایش تعداد نوردهی ها به الگوریتم HDR اجازه می دهد تا نحوه تبدیل نور دوربین شما به مقادیر دیجیتال (منحنی حساسیت سنسور دیجیتال) را بهتر ارزیابی کند - ایجاد توزیع یکنواخت تر. مثال با نمای قوس با چندین نوردهی میانی علاوه بر دو موردی که قبلا نشان داده شد، بهتر حل می شود.

مهم است که تاریک ترین نوردهی ها در مناطقی که می خواهید جزئیات را حفظ کنید، هیچ نقطه برجسته ای نداشته باشد. روشن‌ترین نوردهی باید تاریک‌ترین نواحی تصویر را با روشنایی کافی نشان دهد که نسبتاً بی‌صدا و به وضوح قابل مشاهده باشند. هر نوردهی باید با یک یا دو توقف از نوردهی بعدی جدا شود و در حالت ایده‌آل این موارد باید با تغییر سرعت شاتر به جای دیافراگم یا حساسیت ISO به دست آیند. به یاد داشته باشید که هر توقف دیافراگم مقدار نور ارسالی را دو برابر (+1 توقف) یا کاهش (-1 توقف) می کند.

یک اشکال دیگر برای تصاویر HDR وجود دارد: آنها به یک سوژه نسبتا ثابت نیاز دارند زیرا نیاز به نوردهی های متعدد مستقل دارند. بنابراین مثال قبلی اقیانوس در غروب خورشید برای استفاده از تکنیک HDR چندان مناسب نیست زیرا امواج به طور قابل توجهی بین نوردهی حرکت می کنند.

ایجاد یک فایل HDR 32 بیتی در فتوشاپ

ما از Adobe Photoshop برای تبدیل یک توالی نوردهی به یک تصویر استفاده می کنیم، که از نقشه تون برای انتقال آنچه ممکن است با چشمان خود ببینیم استفاده می کند. قبل از امکان نگاشت تن، باید تمام نوردهی ها را در یک فایل HDR 32 بیتی ترکیب کنیم.

ابزار HDR را باز کنید (File>Automate>Merge to HDR) و همه نوردهی ها را بارگیری کنید. برای مثال نشان داده شده در بالا، از چهار تصویر استفاده شده است. اگر تصاویر از یک سه پایه ثابت گرفته نشده باشند، این مرحله ممکن است به تلاش برای تراز خودکار تصاویر منبع نیاز داشته باشد که زمان پردازش را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. با کلیک بر روی "OK" به زودی پیام "محاسبات پاسخ دوربین" را خواهید دید.

هنگامی که پردازش کامپیوتر به پایان رسید، پنجره ای با هیستوگرام ترکیبی را نشان می دهد. فتوشاپ نقطه سفید را محاسبه می کند، اما محاسبات آن اغلب منجر به حذف قسمت های روشن تصویر می شود. می توانید نقطه سفید را به لبه سمت راست قله های هیستوگرام منتقل کنید تا تمام جزئیات روشن را به دست آورید. مقدار به دست آمده فقط برای اهداف نمایشی است و باید بعداً با دقت بیشتری تعیین شود. با کلیک بر روی "OK" یک تصویر 32 بیتی HDR به شما داده می شود که در این مرحله می توانید آن را ذخیره کنید. لطفاً توجه داشته باشید که در این مرحله ممکن است تصویر کاملاً تیره به نظر برسد. تنها پس از تبدیل به یک تصویر 16 یا 8 بیتی (با استفاده از نگاشت تن) شبیه به نتیجه دلخواه خواهد شد.

در این مرحله، به عنوان یک فایل HDR 32 بیتی، تنها چند تکنیک پردازش را می توان روی تصویر اعمال کرد، بنابراین ذخیره آن برای هر چیزی غیر از اهداف بایگانی عملاً بی فایده است. یکی از عملکردهای موجود، جبران نوردهی (تصویر> تنظیمات> نوردهی) است. می‌توانید نوردهی را افزایش دهید تا تمام جزئیات پنهان در سایه‌ها را ببینید، یا آن را کاهش دهید تا تمام جزئیات برجسته پنهان را ببینید.

استفاده از HDR Tone Mapping در فتوشاپ

در Adobe Photoshop، یک تصویر 32 بیتی HDR را با استفاده از نگاشت آهنگ به یک فایل 16 یا 8 بیتی LDR تبدیل کنید. این امر مستلزم آن است که بسته به موضوع و توزیع روشنایی در عکس، تصمیمات اساسی در مورد نوع نگاشت تونال بگیریم.

تبدیل تصویر را به 16 بیت معمولی (Image>Mode>16 Bits/Channel) اجرا کنید و ابزار تبدیل HDR را مشاهده خواهید کرد. می توانید یکی از چهار روش نگاشت آهنگ را انتخاب کنید، همانطور که در زیر توضیح داده شده است.

نوردهی و گاما

این روش به شما امکان تنظیم دستی نوردهی و گاما را می دهد که به ترتیب معادل تغییر روشنایی و کنتراست است.

فشرده سازی روشنایی

این روش گزینه‌های تنظیمی ندارد، اما در عوض از یک منحنی تن خاص استفاده می‌کند که کنتراست نقاط برجسته را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد تا کنتراست را در بقیه تصویر روشن و حفظ کند.

یکسان سازی هیستوگرام

این روش سعی می کند هیستوگرام HDR را در محدوده کنتراست یک تصویر معمولی 16 یا 8 بیتی توزیع کند. از یک منحنی تون ویژه استفاده می کند که قله های هیستوگرام را کشیده تا یکنواخت تر شود. این معمولاً برای هیستوگرام هایی که دارای چند قله نسبتاً باریک و بدون پیکسل در بین آنها هستند، بهترین کار را دارد.

سازگاری محلی

منعطف ترین روش و شاید متداول ترین روش مورد استفاده عکاسان. برخلاف سه روش قبلی، این روش روشنایی بخش‌هایی از تصویر را بر اساس پیکسل به پیکسل تغییر می‌دهد (مشابه افزایش کنتراست محلی). بنابراین، چشم فریب می خورد و فکر می کند که کنتراست تصویر بالاتر است، که اغلب برای تصاویر HDR که کنتراست را از دست داده اند بسیار مهم است. این روش به شما امکان می دهد منحنی تونال را برای مطابقت بهتر با تصویر تغییر دهید.

قبل از استفاده از هر یک از این روش ها، ممکن است ابتدا نقاط سفید و سیاه را با استفاده از لغزنده های روی هیستوگرام تصویر تعیین کنید. روی فلش دوتایی کنار Toning Curve و Histogram کلیک کنید تا هیستوگرام تصویر و لغزنده ها را دریافت کنید.

در نهایت، ما می خواهیم در مورد تنظیمات روش "تطبیق محلی" صحبت کنیم، زیرا احتمالاً بیشترین استفاده را دارد و بیشترین میزان آزادی را فراهم می کند.

سلسله مراتب تونال و کنتراست تصویر

برخلاف سه روش تبدیل دیگر، سازگاری محلی لزوماً سلسله مراتب کلی آهنگ را حفظ نمی کند. شدت پیکسل ها را نه به عنوان یک منحنی تونال جامد، بلکه با در نظر گرفتن مقادیر پیکسل های اطراف ترجمه می کند. این بدان معناست که برخلاف استفاده از منحنی تن، تون‌های موجود در هیستوگرام نه تنها می‌توانند کشیده و فشرده شوند، بلکه می‌توانند در موقعیت‌هایی همدیگر را قطع کنند. از نظر بصری، این بدان معنی است که بخشی از تصویر که در ابتدا تیره‌تر از دیگری بود، می‌تواند روشنایی مشابهی به دست آورد یا حتی روشن‌تر شود - حتی اگر خیلی زیاد نباشد.

یک مثال واضح از مواردی که سلسله مراتب تونال حفظ می‌شود، استفاده از فیلتر گرادیان برای گسترش دامنه دینامیکی است (اگرچه این نمونه‌ای از سازگاری محلی نیست). در این مثال، اگرچه کف دریا و صخره‌های براق در پیش‌زمینه در واقع تیره‌تر از سطح اقیانوس در دوردست هستند، تصویر حاصل، اقیانوس را در دوردست تاریک‌تر نشان می‌دهد. مفهوم کلیدی این است که هنگام حرکت به قسمت دورتر یک تصویر، چشمان ما با تغییرات در روشنایی سازگار می شوند (مانند زمانی که به آسمان روشن نگاه می کنیم)، در حالی که در فاصله نزدیکتر نیازی به تطبیق نیست. تقلید از این ویژگی بینایی می تواند به عنوان هدف یک روش سازگاری محلی در نظر گرفته شود - به ویژه برای توزیع های روشنایی که پیچیده تر از یک انتقال عمودی ساده هستند، مانند در ساحل اقیانوس در غروب آفتاب.

نمونه ای از توزیع روشنایی پیچیده تر در زیر برای سه تصویر از یک مجسمه نشان داده شده است. کنتراست قسمت بزرگی از تصویر را کنتراست جهانی می نامیم، در حالی که تغییرات کنتراست در قسمت های کوچک کنتراست محلی نامیده می شود. روش انطباق محلی سعی می کند کنتراست محلی را حفظ کند و در عین حال کنتراست جهانی را کاهش دهد (مشابه آنچه در نمونه غروب اقیانوس اتفاق می افتد).

مثال بالا به صورت بصری نشان می دهد که چگونه کنتراست محلی و جهانی بر تصویر تأثیر می گذارد. توجه کنید که چگونه نوارهای نور و سایه در مقیاس بزرگ (جهانی) زمانی که کنتراست کلی بالا است اغراق آمیز می شوند. برعکس، در صورت کنتراست پایین جهانی، چهره مجسمه در نمای کامل تقریباً همان روشنایی نمایه را دارد.

تصویر اصلی عالی به نظر می رسد زیرا تمام نواحی تونال به وضوح قابل مشاهده هستند و کنتراست کافی برای به نظر رسیدن سه بعدی دارند. حالا فرض کنید با یک تصویر متوسط ​​شروع کردیم که برای تبدیل به HDR ایده آل است. نگاشت تن انطباق محلی مطمئناً تصویری مشابه تصویر سمت راست ایجاد می کند (اگرچه شاید نه به اندازه اغراق آمیز)، زیرا کنتراست محلی را حفظ می کند در حالی که کنتراست کلی را کاهش می دهد (در نتیجه بافت مناطق تاریک و روشن را حفظ می کند).

تبدیل HDR با استفاده از روش سازگاری محلی

فاصله ای که کنتراست محلی را از کلی متمایز می کند توسط شعاع داده می شود. شعاع و آستانه مشابه تنظیمات ماسک غیرشارپ است که برای افزایش کنتراست موضعی استفاده می شود. یک مقدار آستانه بزرگ کنتراست موضعی را افزایش می دهد، اما خطر نقص هاله وجود دارد، در حالی که شعاع بسیار کوچک می تواند باعث شود که تصویر پاک به نظر برسد. برای هر تصویر انتخابی، توصیه می شود هر دو پارامتر را برای دستیابی به جلوه مورد نظر انتخاب کنید، زیرا ترکیب ایده آل آنها به موضوعی که به تصویر کشیده می شود بستگی دارد.

علاوه بر انتخاب مقادیر شعاع و آستانه، تصحیح منحنی تونال تصویر تقریباً همیشه مورد نیاز است. این رویکرد مشابه روشی است که در فصل استفاده از منحنی ها توضیح داده شد، جایی که تغییرات کوچک و صاف در شکل منحنی تقریباً همیشه ایده آل است. چنین منحنی برای مثال قوس ما به همراه نتیجه کاربرد آن نشان داده شده است.

مشکل اصلی روش انطباق موضعی این است که نمی تواند بین نور فرودی و منعکس شده تمایز قائل شود. در نتیجه، می تواند به اشتباه بافت های سفید طبیعی را تیره و بافت های تیره تر را روشن کند. هنگام انتخاب شعاع و آستانه برای به حداقل رساندن این تأثیر، این را در نظر داشته باشید.

حتی اگر صحنه ای که به تصویر کشیده می شود نیازی به افزایش دامنه پویا نداشته باشد، عکس به دست آمده همچنان می تواند از اثر جانبی آن بهره مند شود: کاهش نویز سایه. آیا توجه کرده اید که تصاویر دیجیتال همیشه در سایه ها نویزتر از مناطق روشن هستند؟ این به این دلیل اتفاق می‌افتد که وقتی سیگنال نور قوی‌تر باشد، نسبت سیگنال به نویز در تصویر بالاتر است. می‌توانید با جفت کردن یک تصویر با نوردهی مناسب با یک عکس با نوردهی بیش از حد، این موضوع را به نفع خود تبدیل کنید. فتوشاپ همیشه از بهترین تصویر برای گرفتن صدای انتخاب شده استفاده می کند - بنابراین نور بیشتری را در جزئیات سایه (بدون نوردهی بیش از حد) جمع آوری می کند.

#HDR #HDR_Pro #HDR10 #HDR_Ready #Active_HDR_(HDR10_+_HLG) #HDR_1000 #QHDR_1500 #HDR_Premium

مقدمه: HDR چیست؟

در دو یا سه سال گذشته، اختصار "HDR" را اغلب می‌توان در زمینه بحث درباره ویژگی‌های صفحه‌نمایش تلویزیون از تولیدکنندگان پیشرو یافت. این فناوری «نقطه عطف بزرگ جدید» را در کیفیت تصویر تلویزیونی نشان می‌دهد که همچنین با توسعه صنایع فیلم و کنسول بازی‌های ویدیویی هدایت می‌شود. فناوری HDR نیز این روزها در مانیتورهای دسکتاپ بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد و ما به طور فزاینده ای در مورد پشتیبانی از HDR در این زمینه می شنویم، به ویژه در CES 2017 در لاس وگاس.

ما فکر می‌کنیم مفید است که نگاهی به فناوری HDR داشته باشیم، چه چیزی به ما ارائه می‌دهد، چگونه پیاده‌سازی می‌شود، و کاربران چه چیزی باید بدانند تا آگاهانه نمایشگری را برای محتوای مناسبی که به HDR نیاز دارد، انتخاب کنند. در اینجا ما سعی خواهیم کرد بیشتر بر روی مانیتورهای رایانه تمرکز کنیم، بدون اینکه وارد حوزه تلویزیون شویم.

به بیان ساده، «محدوده دینامیکی بالا» (HDR) توانایی نمایشگر را برای انتقال تفاوت های بزرگ در روشنایی بین قسمت های روشن و تاریک تصاویر توصیف می کند. برای بازی ها و فیلم ها، این یک مزیت قابل توجه است زیرا تصاویر واقعی تری ایجاد می کند و به حفظ جزئیات در صحنه هایی که کنتراست ممکن است یک عامل محدود کننده باشد کمک می کند. در صفحه‌نمایش با کنتراست کم یا محدوده دینامیکی استاندارد (SDR)، جزئیات دقیق در صحنه‌های تاریک از بین می‌رود و باعث می‌شود خاکستری تیره سیاه به نظر برسد. به همین ترتیب، در صحنه‌های با روشنایی بالا، با کم رنگ شدن عناصر روشن و سفید شدن، جزئیات می‌توانند از بین بروند. این مشکل در هنگام نمایش صحنه هایی که حاوی جزئیات روشن و تاریک هستند به طور همزمان مشکل ساز می شود. NVIDIA به طور خلاصه اساس استفاده از HDR را در قالب یک اصل سه گانه فرموله کرد: نواحی روشن تصویر باید روشن باقی بمانند، نواحی تاریک باید تاریک باقی بمانند، و جزئیات باید در هر دو قابل مشاهده باشند.این به ایجاد یک تصویر واقعی تر و "پویا" (از این رو نام) در مقایسه با نمایشگرهای محدوده استاندارد کمک می کند.

در بازاریابی، اصطلاح HDR اغلب به طور گسترده‌تری تعبیر می‌شود که نه تنها به معنای افزایش کنتراست بین نواحی روشن و تاریک تصویر است، بلکه با افزایش وسعت رنگ، بازتولید رنگ را نیز بهبود می‌بخشد. بعداً در مورد این موضوع نیز صحبت خواهیم کرد، اما از نقطه نظر فنی، HDR در درجه اول به معنای افزایش کنتراست بین قسمت های روشن و تاریک تصویر است.

رندر کردن تصاویر در HDR

اصطلاح HDRR (رندر با دامنه دینامیکی بالا) مرتبط با HDR است که فرآیند رندرینگ را توصیف می کند که در آن یک سیستم گرافیکی کامپیوتری محاسبات محدوده دینامیکی بالا روشنایی پیکسل را اعمال می کند. ما قبلاً در مورد اهمیت کنتراست در مقدمه صحبت کرده ایم. رندر HDR همچنین برای حفظ روشنایی طبیعی و در عین حال انتقال خواص شفاف مواد (مانند شیشه) و پدیده های نوری مانند بازتاب و شکست روی صفحه مفید است. در رندر SDR، به عناصر منابع نور بسیار روشن، مانند خورشید، ضریب روشنایی 1.0 (سفید) اختصاص داده شده است. هنگام انتقال انعکاس چنین منبعی، ضریب روشنایی باید کمتر یا مساوی 1.0 باشد. با این حال، در رندر HDR، عناصر منابع نور بسیار روشن ممکن است ضریب روشنایی بیشتر از 1.0 داشته باشند تا روشنایی واقعی خود را بهتر منتقل کنند. این امکان بازتولید انعکاس آنها را از سطوح، مطابق با روشنایی طبیعی چنین منابع نوری فراهم می کند.

یک مانیتور رومیزی معمولی با یک صفحه TN Film یا IPS می تواند نسبت کنتراست را در منطقه 800:1-1200:1 ارائه دهد، در حالی که نسبت کنتراست پنل VA معمولاً در محدوده 2000:1-5000:1 است. چشم انسان می تواند تصاویر بصری را با نسبت کنتراست بسیار بالا تقریباً 1 میلیون: 1 (1000000:1) درک کند. هنگامی که نور تغییر می کند، سازگاری از طریق واکنش های تطبیقی ​​عنبیه حاصل می شود که مدتی طول می کشد - به عنوان مثال، هنگام حرکت از نور روشن به تاریکی. در هر زمان، محدوده چشم بسیار کوچکتر است - حدود 10000:1. با این حال، این هنوز هم از محدوده اکثر نمایشگرها، از جمله پانل های VA، بالاتر است. اینجاست که فناوری HDR به کار می‌رود – برای گسترش دامنه دینامیکی صفحه و ارائه کنتراست «سرزنده» بالاتر.

استانداردهای محتوا و HDR10

هنوز یک منطقه تا حدی مبهم در بازار HDR وجود دارد - استانداردهای محتوا که در نهایت سازگاری بین نمایشگر و محتوای پخش شده روی آن را تضمین می کند. در حال حاضر، دو استاندارد اصلی وجود دارد - HDR10 و Dolby Vision. ما در اینجا به جزئیات نخواهیم پرداخت و فقط خواهیم گفت که استاندارد Dolby Vision شامل کیفیت تصویر بالاتر است، زیرا از ابرداده پویا (قابلیت تنظیم پویا محتوا فریم به فریم) و فرمت رنگی 12 بیتی پشتیبانی می کند. با این حال، این شامل استفاده از فناوری اختصاصی است که شامل هزینه مجوز اضافی است و همچنین به سخت افزار اضافی نیاز دارد، بنابراین دستگاه هایی که از این استاندارد پشتیبانی می کنند گران تر هستند. از سوی دیگر، استاندارد HDR10 فقط از متادیتا استاتیک و فرمت رنگی 10 بیتی پشتیبانی می کند، اما باز است و بنابراین به طور گسترده تری مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال، مایکروسافت و سونی استاندارد HDR10 را برای کنسول های بازی جدید خود پذیرفته اند. همچنین استاندارد پیش فرض برای دیسک های بلوری Ultra HD است.

در واقع، با وجود تفاوت در استانداردهای محتوا، نمایشگرها می توانند چندین فرمت را با سهولت نسبی پشتیبانی کنند. در بازار تلویزیون، یافتن صفحه نمایش هایی که از Dolby Vision و HDR10 و همچنین استانداردهای کمتر رایج دیگری مانند Hybrid Log Gamma (HLG) و Advanced HDR پشتیبانی می کنند، بسیار رایج است.

سامسونگ اخیراً به طور فعال توسعه استاندارد HDR10+ را ترویج کرده است که شامل تعدادی بهبود با هدف جبران کاستی‌های نسخه قبلی مانند پشتیبانی از ابرداده پویا است. به نوبه خود، Dolby Vision اخیراً استاندارد خود را به طور کامل بر روی نرم افزار متمرکز کرده است، بنابراین دردسر سخت افزار اضافی و افزایش قیمت اضافی مرتبط با آن را از بین برده است.

هنگامی که زمان مشاهده فرمت های مختلف محتوای HDR فرا می رسد، به صفحه نمایشی نیاز خواهید داشت که از استاندارد مناسب پشتیبانی کند. نمایشگرهای سازگار با HDR10 بسیار رایج هستند و محتوای HDR10 بر این اساس به طور گسترده پشتیبانی می شود. Dolby Vision کمتر رایج است، اگرچه برخی از تلویزیون ها پشتیبانی از استاندارد را برای کسانی که می خواهند محتوای Dolby Vision را تماشا کنند تبلیغ می کنند. به نظر می رسد بازار مانیتور در حال حاضر بر روی HDR10 متمرکز شده است، اما همچنان شاهد نمایشگرهایی با پشتیبانی تبلیغاتی از Dolby Vision خواهیم بود. فقط زمان لازم داره.

راه هایی برای دستیابی به محدوده دینامیکی بالا و بهبود کنتراست

احتمالاً با اصطلاح نسبت کنتراست دینامیک (DCR) آشنا هستید که به فناوری ای اشاره دارد که سال هاست به طور گسترده در مانیتورها و صفحه های تلویزیون استفاده می شود، هرچند اخیراً محبوبیت خود را از دست داده است. کنتراست پویا بر اساس توانایی صفحه نمایش برای افزایش یا کاهش کل روشنایی آن - بسته به محتوای یک صحنه خاص - با تغییر روشنایی واحد نور پس زمینه (BLU) است. این "تدریج کلی" به شرح زیر عمل می کند: در صحنه های روشن تر، روشنایی نور پس زمینه به یک بالاتر تغییر می کند، در صحنه های تاریک تر به صحنه های پایین تر تغییر می کند. گاهی اوقات ممکن است حتی اگر صحنه روی صفحه کاملا سیاه باشد، نور پس زمینه به طور کامل خاموش شود. البته، این مورد در محتوای واقعی به ندرت اتفاق می‌افتد، اما می‌توان به طور خاص در آزمایش به دست آورد تا مشخص شود آیا نقاط با سطوح سیاه حتی پایین‌تر قابل بازتولید هستند یا خیر - زیرا صفحه نمایش اساساً خاموش است! این به سازندگان اجازه می دهد تا مقادیر کنتراست دینامیکی بسیار بالایی را تنظیم کنند، که می تواند برای مقایسه تفاوت بین روشن ترین سفید (در حداکثر شدت نور پس زمینه) و سیاه ترین سیاه (در حداقل شدت نور پس زمینه، و گاهی اوقات حتی زمانی که نور پس زمینه کاملاً خاموش است) مقایسه کند. این تکنیک بسیار گسترده شده است، و اکنون ما شاهد مقادیر دیوانه‌وار DCR هستیم که توسط تولیدکنندگان صفحه نمایش تنظیم شده است - از میلیون‌ها تا یک. در عمل، تغییر مداوم روشنایی نور پس زمینه می تواند حواس پرتی یا آزار دهنده باشد، بسیاری از مردم آن را دوست ندارند و آنها به سادگی این گزینه را خاموش می کنند. در واقع، روشنایی متغیر نور پس زمینه کمک زیادی به گسترش دامنه دینامیکی در درک کنتراست نمی کند، زیرا وقتی روشنایی کل صفحه به سرعت تغییر می کند، چشم انسان زمانی برای انطباق با مقدار جدید کلی ندارد. روشنایی، و تفاوت بین مناطق روشن و تاریک در یک صحنه یکسان باقی می ماند.

کم نور محلی لبه

اخیراً، هنگامی که در مورد راه‌های ممکن برای غلبه بر تعدادی محدودیت از نظر کنتراست نمایشگرهای LCD صحبت می‌شود، تولیدکنندگان اغلب از اصطلاح "کم نور محلی" استفاده می‌کنند. کم نور محلی برای تاریک کردن مناطق "محلی" صفحه استفاده می شود - مناطقی از صفحه که باید تاریک باشند تاریک می شوند، در حالی که روشنایی سایر مناطق بدون تغییر باقی می ماند. این به بهبود کنتراست ظاهری و نشان دادن جزئیات در صحنه های تاریک یا به طور کلی محتوای کم روشنایی کمک می کند.

راه های مختلفی برای ایجاد تیرگی محلی با کم کردن نور پس زمینه در چندین ناحیه محلی صفحه نمایش وجود دارد. ساده ترین و ارزان ترین روش استفاده از روش "تقریبای محلی لبه" است. تمام LED های نور پس زمینه مورد استفاده در این روش در امتداد مرزهای صفحه قرار دارند و به گروه هایی تقسیم می شوند که روشنایی مناطق (مناطق) خاصی از صفحه نمایش را کنترل می کنند. هرچه مناطق بیشتر باشد، بهتر است، زیرا کنترل محتوای صفحه گسسته تر می شود. در برخی موارد، چنین تاریکی موضعی می تواند تأثیر مثبتی بر نمایشگرهای DCR داشته باشد، اما در اغلب موارد به هیچ وجه کمکی نمی کند. گاهی اوقات اگر تغییر کلی در روشنایی به طور همزمان در مناطق وسیعی از صفحه نمایش اعمال شود، حتی ممکن است بدتر شود. این می تواند تحت تأثیر مکان LED ها باشد، به عنوان مثال، اینکه آیا آنها در اطراف محیط صفحه قرار دارند یا فقط در امتداد لبه های بالا و پایین یا چپ و راست. اغلب، فناوری کاهش نور محلی تنها به عنوان یک گزینه ارائه می‌شود - در مواردی که محدودیت‌های برق وجود دارد یا به شکل نازک‌تری نیاز است، مانند برخی از تلویزیون‌ها و به‌ویژه لپ‌تاپ‌ها. کم نور محلی لبه هنوز در اکثر مانیتورهای دسکتاپ اجرا می شود. برای استفاده انبوه خیلی گران یا خیلی پیچیده نیست و مهمتر از همه، سطحی از تیرگی محلی را فراهم می کند که به آن اجازه می دهد با موفقیت فناوری HDR را ارتقا دهد. نورپردازی لبه 8 ناحیه ای در مانیتورهای رومیزی هنوز هم امروزه نسبتاً معمولی است. به عنوان مثال، مدل C32HG70 سامسونگ دقیقا از این نوع نور پس زمینه برای کاهش نور موضعی استفاده می کند.

تیرگی موضعی ماتریس

کم نور محلی را می توان به روش بهینه تری ایجاد کرد - با استفاده از "تقریبای محلی ماتریس" (Full-Array Local Dimming، FALD)، که در آن، بر خلاف مدارهای لبه، LED های نور پس زمینه منفرد واقع در پشت پانل LCD یک ماتریس پیوسته را تشکیل می دهند. در مانیتورهای کامپیوتر، نورپردازی لبه روش بسیار رایج‌تری است، اما در صفحه‌های تلویزیون، روش‌های نور پس‌زمینه ماتریسی رایج‌تر شده‌اند. اگر هر LED دارای کنترل جداگانه باشد، ایده آل خواهد بود، اما در واقع کل منطقه نور پس زمینه صفحه های LCD تنها به "منطقه های" جداگانه تقسیم می شود، که در آن کم نور محلی رخ می دهد. اکثر تولیدکنندگان تعداد زون ها را در مدل های خاص فاش نمی کنند، اما معمولاً تعداد زون ها به ده ها می رسد. در برخی از صفحه‌های تلویزیون سطح بالا، تعداد واقعی مناطق بسیار زیاد است - 384. هر منطقه یک منطقه خاص از صفحه را پوشش می‌دهد، اگرچه تصاویری از اجسام کوچکتر از اندازه منطقه (به عنوان مثال، یک ستاره در برابر آسمان شب) از کم نور موضعی بهره نمی برند و ممکن است تا حدودی خاموش به نظر برسند. هرچه مناطق بیشتر و اندازه آنها کوچکتر باشد، کنترل بهتری بر روشنایی محتوای صفحه نمایش خواهید داشت.

معرفی گسترده تکنولوژی نور پس زمینه ماتریسی با تعدادی از مشکلات روبرو می شود. اولاً، بسیار گرانتر از نورپردازی لبه ساده است، بنابراین باید از قبل برای قیمت خرده فروشی بالای نمایشگرهایی که از این فناوری پشتیبانی می کنند، آماده شوید. سیستم روشنایی ماتریسی 384 منطقه ای کمک زیادی به هزینه های تولید می کند که به ناچار قیمت خرده فروشی را تحت تاثیر قرار می دهد. ثانیاً، نور پس‌زمینه LED ماتریس کنترل‌شده نیاز به افزایش اندازه صفحه نمایش در عمق دارد، بنابراین در اینجا حتی در مقایسه با پروفایل‌های بسیار نازک که قبلاً آشنا شده‌اند، حتی یک گام به عقب را خواهیم دید. در حال حاضر، فقط برخی از مانیتورها از فناوری FALD پشتیبانی می‌کنند که دو نوع از آن‌ها وجود دارد: مدل‌های ۲۷ اینچی ۱۶:۹ با ۳۸۴ ناحیه نور پس‌زمینه و مدل‌های ۳۵ اینچی فوق‌واید ۲۱:۹ با ۵۱۲ ناحیه نور پس‌زمینه. در ادامه با جزئیات بیشتری به آنها خواهیم پرداخت. باید در نظر داشت که مانیتورهای دارای فناوری FALD تا کنون از نظر تئوری بهترین در نظر گرفته می شوند، اما در عمل می توانند خود را متفاوت نشان دهند. استفاده از فناوری FALD در مانیتورها به خودی خود به این معنی نیست که آنها لزوماً بسیار بهتر خواهند بود، بلکه صرفاً به معنای پتانسیل بالاتر آنها در صورت اجرای موفقیت آمیز این فناوری است.

مشاهده محتوای HDR

صفحه نمایش HDR و کامپیوتر شخصی

امروزه درک پورت های اتصالی که از HDR پشتیبانی می کنند بسیار دشوار است و قبل از خرید یک مانیتور HDR مدرن برای رایانه خود، چند نکته وجود دارد که باید بدانید. ابتدا باید مطمئن شوید که سیستم عامل (OS) شما با HDR سازگار است. به عنوان مثال، آخرین نسخه‌های ویندوز 10 از HDR پشتیبانی می‌کنند، اما بسیاری از سیستم‌عامل‌ها زمانی که مانیتور جدید خود را به رایانه متصل می‌کنید کمی متفاوت رفتار می‌کنند. ممکن است به دلیل انتشار تنظیمات HDR توسط سیستم عامل به سایر محتواها، تصویر کسل کننده و محو شود. کار با محتوای HDR، از نظر تئوری، باید به آرامی پیش برود (اگر موفق به دستیابی به این هدف شدید، تجربه خود را به اشتراک بگذارید!) و حس دلپذیری از دامنه دینامیکی بالا و طیف رنگی گسترده را به جای بگذارد. با این حال، در عمل، کار عادی روزانه، حتی با فعال بودن گزینه HDR، به سختی می تواند عادی نامیده شود. ویندوز محدودیتی برای روشنایی صفحه نمایش بیش از 100 cd/m2 قائل نیست زیرا روشنایی کامل نور پس زمینه 1000 cd/m2 می تواند هنگام کار با محتوایی مانند اسناد Word یا Excel کور شود. این محدودیت تأثیر مستقیمی بر درک تصویر اصلی، کاهش روشنایی و اشباع رنگ دارد. سیستم عامل همچنین سعی می‌کند محتوای معمولی sRGB را با فضای رنگی گسترده‌تر یک نمایشگر HDR مطابقت دهد، که باعث مشکلات اضافی می‌شود. متأسفانه در حال حاضر، ویندوز همیشه هنگام شناسایی محتوای مربوطه به طور خودکار به HDR و بازگشت به عقب تغییر نمی کند، بنابراین ممکن است این مورد زمانی باشد که باید به قسمت تنظیمات بروید و به صورت دستی گزینه مورد نظر را تنظیم کنید (settings > display > HDR و رنگ پیشرفته > خاموش/روشن). هنگام استفاده از HDMI، ویندوز در بهترین حالت خود قرار دارد - به نظر می رسد که مانیتور هنگام اتصال به این روش به درستی بین محتوای SDR و HDR سوئیچ می کند، و امیدواریم که مجبور نباشید هر بار گزینه HDR را در تنظیمات ویندوز روشن یا خاموش کنید محتوا. این نشانه ای از نمایشگر معیوب نیست، و شاید با کمی رشد فناوری HDR، پشتیبانی کافی از سیستم عامل دریافت کنیم.

اشتراک گذاری محتوای رایانه شخصی و HDR چالش دیگری دارد - پشتیبانی از کارت گرافیک. آخرین کارت های NVIDIA و AMD از HDR پشتیبانی می کنند و حتی دارای پورت های مربوطه هستند: DisplayPort 1.4 یا HDMI 2.0a+. اگر می خواهید تجربه کامل HDR داشته باشید، به یک کارت گرافیک سطح بالا نیاز دارید. همچنین تعدادی پیچیدگی اضافی مرتبط با پخش زنده ویدیو و امنیت وجود دارد (در صورت تمایل می توانید این موارد را بیشتر بررسی کنید). امروزه کارت‌های ویدیویی با پشتیبانی HDR به فروش می‌رسند، اما بعید است که به زودی ارزان‌تر شوند.

یکی از آخرین مسائلی که باید در نظر گرفت، پشتیبانی از محتوای HDR هنگام مشاهده در رایانه شخصی است. در حال حاضر، محصولات فیلم و ویدیوی HDR، از جمله مواردی که توسط سرویس‌های پخش جریانی مانند نتفلیکس، آمازون پرایم و یوتیوب ارائه می‌شوند، به دلیل تعدادی از مشکلات امنیتی به درستی روی رایانه‌های شخصی پخش نمی‌شوند. این سرویس‌ها محتوای HDR را با استفاده از برنامه‌های اختصاصی خود مستقیماً به تلویزیون HDR پخش می‌کنند، جایی که سخت‌افزار مستقل کنترل را بسیار آسان‌تر می‌کند. به این ترتیب، در حال حاضر مشاهده مقدار قابل توجهی از محتوای HDR که توسط این سرویس‌های جریان ارائه می‌شود، در رایانه شخصی دشوار یا غیرممکن است. خوشبختانه، اتصال یک پخش کننده بلوری Ultra HD خارجی یا یک ستاپ باکس مجهز به HDR، مانند Amazon Fire TV 4K، به مانیتور شما با حذف مشکلات نرم افزاری و سخت افزاری، کار را ساده می کند، زیرا پشتیبانی از HDR از نظر فنی در این دستگاه ها تعبیه شده است.

اگر بتوانید بازی هایی را پیدا کنید که به درستی از HDR پشتیبانی می کنند، سیستم عامل شما با HDR سازگار است و کارت گرافیک مناسب را در اختیار داشته باشید، بازی در محدوده دینامیکی بالا در رایانه شخصی تا حدودی آسان تر است. بازی‌های رایانه‌ای با پشتیبانی از HDR هنوز هم کم هستند - حتی اگر در بازار بازی‌های کنسولی باشند، همیشه نسخه HDR معادل برای رایانه شخصی ندارند. بدیهی است که با گذشت زمان تعداد بیشتری از آنها وجود خواهد داشت، اما در حال حاضر آنها در مقادیر نسبتاً کمی ساخته می شوند. به طور کلی، این یک منطقه نسبتاً پیچیده از تعامل کامپیوتر با HDR در حال حاضر است.

صفحه نمایش HDR و دستگاه های خارجی

خوشبختانه، با دستگاه های خارجی وضعیت ساده تر است. سیستم سخت افزاری و نرم افزاری داخلی پخش کننده بلوری Ultra HD یا ست تاپ باکس شما (Amazon Fire TV 4K HDR و غیره) زندگی را آسان تر می کند. نمایش محتوای HDR روی صفحه از این دستگاه‌ها آسان است—شما فقط به نمایشگر مناسب نیاز دارید.

کنسول های بازی که از HDR پشتیبانی می کنند نیز قابل تامل هستند. این بخش از بازار در حال حاضر تا حدودی تثبیت شده است و به لطف نرم افزار و طراحی یکپارچه سخت افزاری این سیستم ها، در هنگام پخش محتوای HDR دیگر نگران محدودیت های احتمالی سیستم عامل یا کارت گرافیک نخواهید بود. پشتیبانی از HDR در کنسول‌های بازی مانند PS4، PS4 Pro یا X Box One S زمانی حاصل می‌شود که از طریق درگاه HDMI 2.0a به مانیتور متصل شوند.

استانداردها و گواهینامه HDR: بخش تلویزیون

در حالی که محتوای HDR بر اساس استانداردهای خاصی ایجاد می‌شود، نمایشگرهای HDR می‌توانند از نظر ویژگی‌ها و پشتیبانی از جنبه‌های مختلف تصویر متفاوت باشند. نمایشگرهای تلویزیون و اخیراً مانیتورهای رایانه شخصی اغلب با عنوان "HDR" به بازار عرضه می شوند، اما در مشخصات و سطح پشتیبانی از فناوری HDR متفاوت هستند. اتحاد UHD برای جلوگیری از سوء استفاده از اصطلاح HDR، در درجه اول در بازار تلویزیون، و برای جلوگیری از گسترش مداوم مشخصات گمراه کننده و بروشورهای بازاریابی تشکیل شد. این اتحاد یک کنسرسیوم است که شامل سازندگان تلویزیون، توسعه دهندگان فناوری و استودیوهایی است که برنامه ها و فیلم های تلویزیونی تولید می کنند. قبل از این، هیچ استاندارد مشخصی برای HDR وجود نداشت و هیچ مشخصاتی توسط تولیدکنندگان نمایشگر برای ارائه اطلاعات در مورد سطح پشتیبانی HDR به کاربران ارائه نشده بود. در 4 ژانویه 2016، Ultra HD Alliance الزامات گواهینامه را برای "نمایشگر HDR مناسب" با تاکید بر بخش تلویزیون منتشر کرد، زیرا در آن زمان مانیتورهای کامپیوتری با HDR هنوز در بازار ظاهر نشده بودند. این سند به طور خلاصه مفاد اصلی استاندارد برای پشتیبانی «صحیح» HDR، و همچنین تعدادی دیگر از الزامات کلیدی اجباری برای تولیدکنندگانی که صفحه نمایش خود را به عنوان «Ultra HD Premium» تأیید می کنند، فرموله می کند. مشخصات Ultra HD Premium بر کنتراست و عملکرد رنگ تمرکز دارد.

کنتراست / روشنایی / عمق سیاه

دو گزینه مشخصات وجود دارد - به ترتیب برای نمایشگرهای LCD و OLED - که مستقیماً جنبه های HDR را بررسی می کنند.

انتخاب 1.حداکثر روشنایی 1000 cd/m2 یا بیشتر است، سطح مشکی کمتر از 0.05 cd/m2 است که منجر به نسبت کنتراست 20000:1 می شود. این مشخصات استاندارد Ultra HD Alliance را برای نمایشگرهای LCD نشان می دهد.

گزینه 2.حداکثر روشنایی بیش از 540 cd/m2، سطح مشکی کمتر از 0.0005 cd/m2 است که در نتیجه مقدار کنتراست 1،080،000:1 ایجاد می‌شود. این مشخصات مطابق با استاندارد نمایشگرهای OLED است. فناوری OLED در حال حاضر در حال مبارزه برای بهبود حداکثر روشنایی است. با این حال، اگرچه هنوز نمی تواند همان روشنایی بالای صفحه نمایش های LCD را ارائه دهد، اما عمق سیاه بسیار بیشتر به صفحه نمایش های OLED اجازه می دهد تا کنتراست بسیار بالایی برای برآورده کردن نیازهای HDR داشته باشند.

علاوه بر جنبه های مرتبط با HDR، استاندارد Ultra HD Premium شامل تعدادی الزامات مهم دیگر است که برای صدور گواهینامه موفقیت آمیز الزامی است:

اجازه- صفحه نمایشی که به عنوان "Ultra HD Premium" تعیین می شود باید وضوح حداقل 3840 x 2160 را ارائه دهد. این وضوح اغلب به عنوان "4K" نامیده می شود، اما رسما وضوح آن "Ultra HD" است و "4K" 4096 x است. 2160.

عمق رنگ- نمایشگر باید سیگنال رنگی 10 بیتی را بپذیرد و پردازش کند تا عمق رنگ بیشتری ارائه کند. این به معنای توانایی پردازش سیگنال با بیش از 1 میلیارد رنگ است. این پردازش سیگنال 10 بیتی اجازه می دهد تا درجه بندی رنگ های نرم تری روی صفحه نمایش داده شود و از آنجایی که وظیفه نمایش کل پالت رنگ در تلویزیون نیست، بلکه فقط پردازش سیگنال 10 بیتی است، رنگ را افزایش می دهد. عمق مشکل بزرگی نیست.

طیف رنگیکی از الزامات گواهینامه Ultra HD Alliance این است که یک صفحه نمایش Ultra HD Premium باید طیف رنگی گسترده تری نسبت به استانداردهای معمولی نور پس زمینه ارائه دهد. طیف رنگی صفحه تلویزیون باید استاندارد sRGB/Rec را پوشش دهد. 709 (35٪ از طیف رنگ چشم انسان)، که حدود 80٪ از چیزی است که تحت شرایط گواهینامه مورد نیاز است. از نظر وسعت رنگ، نمایشگر باید با استاندارد DCI-P3 (54 درصد طیف رنگی چشم انسان) که برای سینماهای دیجیتال ایجاد شده است، مطابقت داشته باشد. این فضای رنگی گسترش‌یافته، طیف وسیع‌تری از رنگ‌ها را امکان‌پذیر می‌کند - 25٪ بیشتر از sRGB (یعنی 125٪ sRGB). در واقع، این مقدار خیلی بیشتر از طیف رنگی Adobe RGB نیست که تقریباً 117٪ sRGB است. علاوه بر این، فضای رنگی حتی گسترده تری نیز شناخته شده است (تقریباً 76٪ از طیف رنگی چشم انسان) که BT نامیده می شود. 2020 و یک هدف بلندپروازانه تر برای تولید کنندگان صفحه نمایش در آینده است. در حال حاضر، هیچ صفحه نمایش مصرفی دارای طیف رنگی نزدیک به 90٪ BT نیست. 2020، اما بسیاری از فرمت‌های محتوای HDR، از جمله HDR10 که به طور کلی در دسترس است، از این فضای رنگی برای آماده شدن برای آینده استفاده می‌کنند، که در اختیار توسعه‌دهندگان نمایش است.

گزینه های اتصال- تلویزیون به رابط HDMI 2.0 نیاز دارد. این برنامه صدور گواهینامه در ابتدا برای بازار تلویزیون توسعه داده شد، اما در بازار مانیتور کامپیوتر، DisplayPort نیز یک گزینه رایج است که برای پشتیبانی از نرخ تازه‌سازی بالاتر (بیش از 60 هرتز) استفاده می‌شود. بنابراین تعجب نخواهیم کرد اگر برنامه گواهینامه Ultra HD Premium تغییراتی در نمایشگرها ایجاد کند تا DisplayPort را در لیست رابط های پشتیبانی شده قرار دهد.

نمایشگرهایی که برای برآوردن این الزامات گواهی رسمی دریافت کرده اند ممکن است به آرم "Ultra HD Premium" مجهز باشند که به طور ویژه برای این منظور طراحی شده است. لطفاً توجه داشته باشید که برخی از نمایشگرهایی که این لوگو را ندارند همچنان به عنوان نمایشگر HDR به بازار عرضه می شوند. مشخصات HDR تنها بخشی از برنامه صدور گواهینامه است، بنابراین یک صفحه نمایش ممکن است از HDR پشتیبانی کند اما سایر الزامات اضافی Ultra HD Premium (مانند طیف رنگ) را برآورده نکند. اگر صفحه‌ای ادعا می‌کند که از HDR پشتیبانی می‌کند اما نشان Ultra HD Premium را ندارد، مشخص نیست که چگونه به محدوده دینامیکی بالا دست می‌یابد و آیا واقعاً حداقل الزاماتی را که اتحاد Ultra HD برای خود HDR تعیین کرده است، برآورده می‌کند یا خیر. در چنین مواردی، ممکن است تا حدودی از مزایای HDR مطلع شوید، اما ناقص خواهد بود. اگر صفحه نمایش گواهینامه را دریافت کرده و نشان Ultra HD Premium را دریافت کرده است، می توانید مطمئن باشید که "HDR کامل" را تماشا می کنید - حداقل همانطور که این اصطلاح توسط توسعه دهندگان مشخصات مربوطه از Ultra HD Alliance درک می شود.

مانیتورهای با HDR - کدام یک از آنها "درست" هستند؟

بازار تلویزیون کم و بیش در مورد الزامات پشتیبانی HDR تصمیم گرفته است و بسیار خوب است که یک استاندارد Ultra HD Premium برای صفحه نمایش تلویزیون وجود دارد. اما کدام صفحه نمایش کامپیوتر HDR "درست" است؟ اگر کمی به عقب برگردید متوجه می شوید که اشاره کردیم مسیردستیابی به محدوده دینامیکی بالا (از گزینه کم نور محلی استفاده می شود) به عنوان یک جنبه مهم. برای مثال، ممکن است صفحه نمایشی داشته باشید که تمام مشخصات Ultra HD Premium را برآورده کند، اما دارای تعداد کمی از مناطق کم نور در یک سیستم با نور لبه باشد. به طور رسمی، همه الزامات برآورده شده است، اما تجربه واقعی HDR ممکن است ضعیف باشد. از سوی دیگر، ممکن است صفحه نمایشی با اجرای بسیار خوب فناوری FALD داشته باشید، اما باز هم تمام مشخصات Ultra HD Premium را برآورده نکند - به عنوان مثال، این صفحه نمایش نسبتا کوچکی است که وضوح کامل Ultra HD را ارائه نمی دهد. فناوری FALD کنترل تیرگی محلی بهتری را ارائه می‌کند و در نتیجه یک تجربه کلی HDR می‌تواند بسیار برتر از اولین نمایشگر باشد که تمام الزامات گواهینامه را برآورده می‌کند اما دارای یک سیستم نور پس‌زمینه تیره‌کننده محلی لبه ضعیف‌تر است. نمایشگر دوم را نمی توان به عنوان یک نمایشگر HDR "مناسب" طبقه بندی کرد، حتی اگر در عمل عملکرد بهتری داشته باشد. انتخاب و پیاده سازی یک فناوری محلی کم نور در یک نمایشگر از اهمیت بالایی برخوردار است.

هنگام انتخاب یک تلویزیون با HDR، فقط باید به سیستم نور پس زمینه و وجود آرم Ultra HD Premium توجه کنید، بدون اینکه تناقضات احتمالی بین ویژگی های مشخص شده در اسناد و استاندارد را حذف کنید.

آیا امکان انتقال همه اینها به بازار مانیتور وجود دارد؟ در اینجا دوباره وضعیت پیچیده تر است. اولاً، ما فکر نمی کنیم وضوح Ultra HD 3840 x 2160 برای اکثر مانیتورها ضروری باشد. برای یک صفحه نمایش تلویزیون با فرمت بزرگ بسیار مهمتر است، اما در یک مانیتور رایانه معمولی 24-27 اینچی به این نوع وضوح نیازی ندارید. تصویر بدون آن به اندازه کافی واضح و شفاف خواهد بود و صفحه نمایش قادر خواهد بود مدیریت محتوای با وضوح بالاتر (به عنوان مثال، فرمت Blu-ray Ultra HD)، کاهش وضوح بدون کاهش قابل توجه کیفیت تصویر - البته، اگر برای مشاهده محتوای چند رسانه ای از فاصله کمی بیشتر از حد معمول به صفحه نمایش نگاه کنید، این به تنهایی مشکلاتی ایجاد می کند. دارای گواهینامه Ultra HD Premium.

موضوع بحث برانگیز دیگر حداکثر روشنایی است. استاندارد Ultra HD Premium مقدار 1000 cd/m2 را مشخص می کند. این برای تلویزیونی که از فاصله چند متری آن را تماشا می کنید خوب است، اما در مورد مانیتور کامپیوتر که معمولاً حدود نیم متر فاصله دارد چطور؟ روشنایی 1000 cd/m2 برای اطمینان از حداکثر جزئیات در صحنه های روشن ضروری است، اما در واقع باعث فشار بیشتر چشم در فاصله نزدیک می شود. این یک استدلال برای کاهش حداکثر تنظیم روشنایی برای مانیتورهای کامپیوتر است، و در حالی که ممکن است برخی از جزئیات در جلوه های نوری و صحنه های بسیار روشن از بین برود (اگرچه جزئیات همچنان بسیار بهتر از SDR خواهد بود)، از مشکلات مرتبط با ناراحتی از بالا جلوگیری خواهید کرد. روشنایی در فاصله نزدیک ما در اینجا توصیه های صریح موافق یا مخالف ارائه نمی کنیم، بلکه صرفاً حوزه اختلاف احتمالی را نشان می دهیم.

همچنین، مشخصات Ultra HD Premium در حال حاضر به رابط معمولی DisplayPort برای رایانه های شخصی نمی پردازد. در حالی که صفحه نمایش باید دارای پورت HDMI 2.0a+ باشد که برای اتصال دستگاه های خارجی مناسب است، DisplayPort برای اتصال به رایانه شخصی احتمالاً باید در مشخصات گنجانده شود. در تئوری، شما می‌توانید یک مانیتور کاملاً رایانه شخصی بدون هیچ درگاه HDMI، اما با DP 1.4 برای ارائه پشتیبانی از HDR داشته باشید، و در حال حاضر با Ultra HD Premium سازگار نیست، که برای اتصالات سازگار با HDR به HDMI نیاز دارد.

شاید نیاز باشد که برخی از برنامه‌های گواهی جایگزین برای نمایشگرهای HDR وجود داشته باشد که مسائل مورد بحث در اینجا را در نظر بگیرد و به جلوگیری از طبقه‌بندی سیاه و سفید «از Ultra HD Premium پشتیبانی نمی‌کند، بنابراین نمایشگر HDR «اشتباه» است» وجود داشته باشد. ". ما معتقدیم که چنین استدلالی کاملاً صحیح نیست.

به نظر ما، توانایی فعلی یک مانیتور کامپیوتر برای پشتیبانی از HDR با پارامترهای زیر (به ترتیب نزولی اهمیت) تعیین می شود:

1) تکنولوژی کم نور محلی- فناوری FALD ترجیح داده می شود و هر چه تعداد مناطق بیشتر باشد، بهتر است.

2) تضاد– 20000:1 یا بیشتر، برای تلویزیون.

3) عمق رنگ و طیف رنگ- فضای رنگی اضافی تفاوت قابل توجهی در درک تصویر ایجاد می کند.

4) حداکثر روشنایی– روشنایی کامل 1000 cd/m2 ضروری نیست و لزوما ایده آل نخواهد بود. با این حال، روشنایی بالاتر از 300-350 cd/m2 معمول برای درک کامل مزایای HDR نسبت به صفحه نمایش SDR مورد نیاز است. در حال حاضر، با در نظر گرفتن توانایی های تولید کنندگان پانل، حداکثر مقادیر روشنایی در منطقه 550-600 cd/m2 برای استفاده گسترده بهینه به نظر می رسد.

5) گزینه های اتصال– برای پشتیبانی از HDR به HDMI 2.0a+ یا DisplayPort 1.4 نیاز دارید، و ما فکر می کنیم DP نیز باید برای صدور گواهینامه نمایشگر در آینده در نظر گرفته شود.

6) اجازه– برای نمایشگرهای نسبتا کوچک کامپیوتر، وضوح Ultra HD ضروری نیست.

HDR در بازار مانیتور کامپیوتر

قبلاً در ابتدا ذکر کردیم که اصطلاح HDR در رابطه با مانیتورهای رایانه بیشتر و بیشتر مورد استفاده قرار گرفته است، از جمله در بیانیه های مطبوعاتی در مورد مدل های آینده. و با این حال، تولیدکنندگان مانیتور در تلاش برای قرار دادن صفحه نمایش خود به عنوان "HDR" - کلید واژه جدید در این بازار، مجموعه ای از مشخصات را ارائه می دهند.

به عنوان مثال، مدل LG 32UD99 (تصویر بالا را ببینید) که دارای وضوح Ultra HD، 95٪ طیف رنگی DCI-P3 و پشتیبانی از فرمت HDR10 است. با این حال، نه برگه مشخصات و نه مواد پرس چیزی در مورد گزینه کم نور محلی استفاده شده نمی گویند، و ما نور لبه را حدس می زنیم. مقادیر درخشندگی نشان داده شده - روشنایی متوسط ​​350 cd/m2 و حداکثر درخشندگی 550 cd/m2 - نیاز آستانه Ultra HD Premium را برآورده نمی کند - یا مقدار روشنایی کامل HDR10 1000 cd/m2 را برآورده نمی کند. این عجیب است، زیرا LG به طور خاص پشتیبانی از HDR10 را به عنوان یکی از ویژگی های صفحه نمایش خود تعیین کرده است. یعنی در این مورد، HDR به طور کامل ارائه نمی شود و تعدادی سوال در مورد اینکه در عمل چگونه به نظر می رسد وجود دارد. مشخصات مانیتور ال‌جی از لوگوی ویژه زیر استفاده می‌کند: «HDR برای رایانه شخصی».

حتی سردرگمی بیشتری با عبارت HDR در رابطه با مانیتور Dell S2718D ایجاد شد. در بیانیه مطبوعاتی دل به عنوان خلاصه آمده است: "مانیتور Dell HDR برای کاربران رایانه شخصی با مشخصاتی طراحی شده است که با استانداردهای تلویزیون موجود برای HDR متفاوت است. لطفاً برای جزئیات بیشتر مشخصات را به دقت بررسی کنید."در اینجا، حداقل، آنها به کاربران قول «پشتیبانی کامل HDR» نمی دهند. این صفحه نمایش تنها وضوح 2560 x 1440، روشنایی 400 cd/m2 و طیف رنگی 99% sRGB / Rec را ارائه می دهد. 709. هیچ چیزی در مورد فناوری کاهش نور محلی گفته نشده است، و فقط می توان حدس زد که آنها چه چیزی را برای ارائه پشتیبانی به اصطلاح HDR در آنجا ارائه می دهند. هیچ یک از مشخصات حتی به استانداردهای تلویزیون نزدیک نبود که سازندگان مانیتور حداقل بتوانند روی آن تمرکز کنند.

در مرحله بعدی BenQ SW320 (همچنین شکل بالا را ببینید) می آید - یک صفحه نمایش تخصصی که برای پردازش حرفه ای عکس طراحی شده است. در اینجا مشخصات، از نظر پشتیبانی اعلام شده از HDR و برخی از جنبه های عملکرد، حداقل به نظر می رسد به سمت الزامات استاندارد تلویزیون سوق داده شده است: وضوح Ultra HD، عمق رنگ 10 بیت و 100٪ طیف رنگی DCI-P3. با این حال، روشنایی اعلام شده تنها 350 cd/m2 است، بنابراین دوباره سوالاتی در مورد کیفیت حاصل از پشتیبانی HDR مطرح می شود.

بنابراین، در حال حاضر مدل‌های زیادی در بازار مانیتور رایانه وجود دارد که ادعا می‌کنند «نمایشگر HDR» هستند و تعدادی از مشخصات آن‌ها هیچ استاندارد واحدی را برآورده نمی‌کنند. وضعیت مشابهی در بازار تلویزیون زمانی بود که اولین تلویزیون های HDR ظاهر شدند و این یکی از دلایلی بود که اتحاد Ultra HD سیستم استانداردسازی و صدور گواهینامه خود را توسعه داد. دیر یا زود، اتفاقی مشابه در بازار مانیتور کامپیوتر رخ می داد - قرض گرفتن یا اضافه کردن به استاندارد "Ultra HD Premium" یا چیز دیگری. به طور خاص، به نظر می رسد که دو سازنده پیشرو کارت گرافیک ایده های خود را در مورد گواهینامه و استانداردهای HDR در این بخش دارند. و در پایان سال گذشته، VESA سیستم گواهینامه "DisplayHDR" را معرفی کرد. همه اینها بیشتر مورد بحث قرار خواهد گرفت. در حال حاضر، به شما توصیه می کنیم که هنگام شنیدن عبارت "HDR" در رابطه با مانیتورهای کامپیوتر مراقب باشید، زیرا در واقع می تواند به معنای چیزهای بسیار متفاوتی باشد. ما سعی خواهیم کرد ویژگی های مدل های خاصی را که به عنوان نمایشگر با پشتیبانی HDR معرفی می شوند در اخبار و بررسی های خود برجسته کنیم.

رویکرد NVIDIA و نمایشگرهای بازی HDR با فناوری FALD

در ژانویه 2017، NVIDIA توسعه نسل جدیدی از فناوری G-sync را اعلام کرد. فناوری G-sync پشتیبانی از نرخ نوسازی متغیر را برای کمک به بهبود عملکرد بازی در کارت‌های گرافیکی و نمایشگرهای سازگار فراهم می‌کند، در حالی که از مشکلاتی مانند پارگی صفحه و لکنت در بازی‌هایی که نرخ فریم ممکن است در طول بازی متفاوت باشد، جلوگیری می‌کند. نسل جدید G-sync با هدف ارائه پشتیبانی HDR نیز طراحی شده است و G-sync HDR نامیده می شود. این فناوری توسط NVIDIA با مشارکت AU Optronics، یکی از بزرگترین تولید کنندگان پنل های صفحه نمایش، توسعه یافته است. برخلاف تلویزیون‌های HDR، مانیتورهای G-sync HDR که مزایای G-sync را با پشتیبانی از محتوای HDR ترکیب می‌کنند، از ابتدا طراحی شده‌اند تا از بسیاری از مشکلات تاخیر ورودی که نمایشگرهای تلویزیون‌های HDR را آزار می‌دهند، جلوگیری کنند. علاوه بر این، و شاید از نظر پشتیبانی HDR حتی مهم‌تر باشد، نمایشگرهای جدید G-sync HDR دارای سیستم نور پس‌زمینه FALD هستند تا از کم‌نور محلی و خود HDR حداکثر بهره را ببرند. حداقل این چیزی است که آنها می گویند.

همچنین نشانه‌هایی وجود دارد که نشان می‌دهد NVIDIA در کنار پشتیبانی از HDR در تلاش است تا نیازهای باقیمانده استاندارد Ultra HD Premium را برای نمایشگرها برآورده کند. نمایشگرهای با G-sync HDR دارای طیف رنگی بسیار نزدیک به DCI-P3 خواهند بود. عرض رنگ مورد نیاز (~125٪ sRGB) با استفاده از فناوری جدید کوانتوم دات به دست خواهد آمد. فناوری تقویت کننده نقاط کوانتومی (QDEF) برای تولید رنگ های عمیق تر و غنی تر روی صفحه نمایش استفاده می شود. فیلم QDEF برای اولین بار در تلویزیون های رده بالا با نقاط نانوسکوپی پوشانده شده است که نور با رنگی کاملا مشخص بسته به اندازه نقطه ساطع می کنند، بنابراین سایه های روشن، اشباع شده و متناوب را در کل طیف رنگ - از سبز تیره تا قرمز بازتولید می کند. به آبی روشن این روشی مدرن و مقرون‌به‌صرفه برای دستیابی به طیف رنگی وسیع‌تر از sRGB است، بدون نیاز به نور پس‌زمینه RGB-LED کاملا مجزا (و گران‌تر). چنین نور پس‌زمینه‌ای که طیف رنگی گسترده‌ای را فراهم می‌کند، گاهی اوقات فقط در صفحه‌نمایش‌های حرفه‌ای یافت می‌شود، اما فناوری کوانتوم دات را در بسیاری از صفحه‌های نمایشگر در هر بخش بازار مشاهده خواهید کرد. در صورتی که این انتخاب سازنده باشد، نمایشگرهای اصلی، چند رسانه ای و بازی به طور گسترده از فناوری نقطه کوانتومی استفاده خواهند کرد. همچنین بستگی به انتخاب پنل صفحه نمایش و نوع نور پس زمینه دارد. فناوری کوانتوم دات را می توان در صفحه نمایش هایی با نور پس زمینه W-LED معمولی برای افزایش وسعت رنگ و همچنین در صفحه نمایش هایی با نور پس زمینه ماتریسی مانند صفحه نمایش های جدید با پشتیبانی از G-sync HDR استفاده کرد. با این حال، استفاده از فناوری کوانتوم دات لزوما به معنای پشتیبانی از HDR نیست. شما می توانید بسیاری از نمایشگرهای کوانتوم دات را بیابید که HDR ارائه نمی دهند و نور پس زمینه ماتریسی ندارند. این نمایشگرها از Quantum Dot صرفاً برای افزایش گستره رنگ و ارائه رنگ‌های زنده‌تر و غنی‌تر استفاده می‌کنند که معمولاً در بازی‌ها و چند رسانه‌ای مورد استقبال قرار می‌گیرند. برای نمایشگرهای با HDR، فناوری کوانتوم دات روشی برای افزایش وسعت رنگ است، از جمله به منظور انطباق با استاندارد Ultra HD Premium. نمایشگرهایی با فناوری NVIDIA از HDR با استفاده از سیستم نور پس زمینه ماتریسی برای ایجاد تیرگی موضعی پشتیبانی می کنند، در حالی که از فناوری نقطه کوانتوم برای گسترش دامنه رنگ استفاده می کنند.

در سال 2017، چندین نمایشگر با پشتیبانی از فناوری G-sync HDR معرفی شدند که اولین آنها Asus ROG Swift PG27UQ بود. این مدل از نور پس‌زمینه 384 منطقه‌ای FALD استفاده می‌کند و وضوح 3840 x 2160 Ultra HD، حداکثر روشنایی 1000 cd/m2، طیف رنگی 125٪ sRGB و سایر ویژگی‌های چشمگیر مانند نرخ تازه‌سازی 144 هرتز (برای اولین بار برای نمایشگر Ultra HD) ارائه می‌کند. . رقابت از مدل‌های Acer - Predator X27 و AOC - AGON AG273UG می‌آید. همه این ها مدل های 27 اینچی هستند و اجرای فناوری FALD برای پشتیبانی بهینه از HDR جالب است. این نمایشگرها در سال 2017 به تعویق افتاد و بعید است در سه ماهه اول 2018 عرضه شوند.

دو صفحه نمایش بزرگتر نیز ارائه شد: Acer Predator X35 و Asus ROG Swift PG35VQ - مدل های فوق عریض 35 اینچی با 512 ناحیه نور پس زمینه FALD. این نمایشگرها رزولوشن 3440 x 1440 را ارائه می دهند (که از نظر فنی نیاز وضوح Ultra HD 3840 x 2160 را برآورده نمی کند)، اما ادعا می شود حداکثر روشنایی 1000 cd/m2 و طیف رنگی 90٪ DCI-P3 دارند.

این امکان وجود دارد که سری نمایشگرهای G-sync HDR NVIDIA به سمت مطابقت با استاندارد موجود "Ultra HD Premium" تکامل یابد، اما با دانستن NVIDIA، به راحتی می توان تصور کرد که آنها ممکن است استاندارد "بهتر" خود را برای تأیید صفحه نمایش با G-sync HDR معرفی کنند. حمایت کردن. سند رسمی NVIDIA بیان می کند نمایشگر HDR به راه‌حل‌های فنی پیچیده‌ای نیاز دارد که ترکیبی از روشنایی بالا، کنتراست بالا، طیف رنگی گسترده و نرخ تازه‌سازی بالا را ارائه می‌دهد.سه مورد اول بخشی جدایی ناپذیر از مشخصات Ultra HD Premium هستند و آخرین مورد اضافه شده از NVIDIA است که ظاهراً برای استفاده از G-sync و تحریک توسعه بیشتر نمایشگرهایی با نرخ تازه سازی بالا (بیش از 60 هرتز) طراحی شده است. به عنوان مثال، مدل های 27 اینچی فوق دارای نرخ رفرش 144 هرتز هستند، در حالی که مدل های 35 اینچی 200 هرتز ارائه می دهند. بنابراین به احتمال زیاد، به جای لوگوی Ultra HD Premium، نمایشگرهای مربوطه دارای نشان «NVIDIA G-sync HDR» خواهند بود. زمان نشان خواهد داد.

نکته ای خاص از نقطه نظر استفاده از کارت های ویدئویی: پردازنده های گرافیکی NVIDIA با معماری Maxwell و Pascal از فرمت HDR10 از طریق رابط های DisplayPort و HDMI پشتیبانی می کنند و NVIDIA به صورت مداوم فرمت ها و استانداردهای جدید را به محض در دسترس قرار گرفتن، نظارت و ارزیابی می کند.

رویکرد AMD و فناوری FreeSync 2

سال گذشته، AMD آخرین توسعه خود را در زمینه فناوری نرخ نوسازی متغیر FreeSync اعلام کرد که از سال 2015 با موفقیت در حال توسعه است. نسخه جدید این فناوری با نام FreeSync 2 نیز عمدتاً بر روی نرخ تجدید صفحه تمرکز دارد، اما اکنون شامل پشتیبانی می شود. برای محدوده دینامیکی بالا (HDR). این به عنوان جایگزینی برای FreeSync طراحی نشده است، بلکه به عنوان یک راه حل جامع برای آنچه که AMD و شرکای آن در بازارهای مانیتور و بازی می توانند انجام دهند تا تجربه بازی پیشرفته را بهبود بخشند. FreeSync 2 بیشتر بر روی بخش قیمت بالای بازار بازی متمرکز است که با هزینه توسعه این فناوری توضیح داده می شود.

در قلب توسعه، پشتیبانی از HDR است. همانطور که براندون چستر بارها در Anandtech اعلام کرده است، پشتیبانی از صفحه نمایش از فناوری های نسل بعدی ویندوز در بهترین حالت آشفته است. HiDPI آنطور که در نظر گرفته شده کار نمی کند و راه حل جامع و ثابتی برای پشتیبانی از مانیتورهایی با HDR و/یا وسعت رنگ بزرگتر از sRGB وجود ندارد. آخرین به روز رسانی های ویندوز 10 کمی کمک کرده اند، اما همه مشکلات را حل نمی کنند و بدیهی است که برای گیمرهایی با سیستم عامل های قدیمی تر طراحی نشده اند. ویندوز به سادگی کانال های پشتیبانی HDR مناسب را ندارد و استفاده از صفحه نمایش HDR با ویندوز را دشوار می کند. مسئله دیگر این است که نمایشگرهای HDR ممکن است تاخیر ورودی اضافی ایجاد شده توسط پردازنده های داخلی خود داشته باشند.

FreeSync 2 این مشکلات را با تغییر کل سیستم انتقال داده نمایشگر برطرف می کند، که باید مشکلات ویندوز را از بین ببرد و در صورت امکان، مانیتور را برطرف کند. فناوری AMD FreeSync 2 اساساً بهینه‌سازی سیستم انتقال نمایشگر برای تسهیل پشتیبانی از HDR و طیف گسترده رنگ و همچنین بهبود عملکرد صفحه نمایش است. این همچنین به کاهش تاخیر کمک می کند، از جمله تاخیر ورودی اضافی هنگام پردازش سیگنال HDR. شما می توانید در مورد جزئیات فنی و الزامات در وب سایت Anandtech مطالعه کنید.

از آنجایی که همه کارت‌های AMD با FreeSync 1 (از جمله کارت‌هایی با معماری GCN 1.1 و جدیدتر) در حال حاضر از HDR و نرخ نوسازی متغیر پشتیبانی می‌کنند، FreeSync 2 نیز روی این کارت‌ها کار خواهد کرد. همه پردازنده‌های گرافیکی که از FreeSync 1 پشتیبانی می‌کنند، می‌توانند از FreeSync 2 پشتیبانی کنند. شما فقط باید درایورها را به‌روزرسانی کنید.

در حالی که فرض می کنیم مشخصات FreeSync 2 به مرحله صدور گواهینامه می رسد، در حال حاضر چند نمایشگر وجود دارد که FreeSync 2 را پشتیبانی می کنند. برای مثال، Samsung C32HG70 از AMD FreeSync و HDR پشتیبانی می کند. این مدل از نورپردازی لبه برای ایجاد تیرگی محلی استفاده می‌کند و با مشخصات Ultra HD Premium مطابقت ندارد، که نشان می‌دهد رویکرد AMD برای پشتیبانی از HDR ممکن است انعطاف‌پذیرتر باشد.

استانداردهای DisplayHDR

همانطور که بیش از یک بار گفته ایم، استاندارد Ultra HD Premium HDR برای صفحه نمایش تلویزیون توسعه داده شده است. و بنابراین، در پایان سال 2017، VESA سیستم گواهینامه جدید خود "DisplayHDR" را - در حال حاضر برای مانیتورهای رایانه معرفی کرد. با مشارکت بیش از 20 شرکت از جمله AMD، NVIDIA، Samsung، Asus، AU Optronics، LG.Display، Dell، HP و LG توسعه یافته است و نمایندگی می کند. "اولین استاندارد کاملا باز در صنعت نمایش کامپیوتر، کیفیت تصویر HDR و الزامات مربوط به روشنایی، وسعت رنگ، عمق رنگ و زمان پاسخگویی روشنایی را تعریف می کند."

در اولین نسخه DisplayHDR نسخه 1.0، آنها بر روی نمایشگرهای LCD تمرکز کردند و ظاهراً مسائل مربوط به گواهینامه HDR برای OLED و سایر فناوری ها را برای آینده باقی گذاشتند. برای نمایشگرهای LCD کامپیوتر، 3 سطح در سیستم گواهی DisplayHDR معرفی شده است: کم، متوسط ​​و زیاد. طبقه بندی VESA به شرح زیر است (نقل می کنیم):

سطح ورودی HDR

یک گام رو به جلو در مقایسه با SDR:
  • کیفیت تصویر واقعی 8 بیتی - همتراز با 15 درصد برتر نمایشگرهای رایانه امروزی.

  • تکنولوژی کم نور کامل - کنتراست پویا را افزایش می دهد.

  • حداکثر روشنایی 400 cd/m2 - تا یک و نیم برابر بیشتر از یک صفحه نمایش SDR معمولی.

  • حداقل مقادیر کنتراست و وسعت رنگ مورد نیاز از SDR بیشتر است.

نمایشگرهای با کارایی بالا برای کامپیوتر و
لپ تاپ برای حرفه ای ها و علاقه مندان

HDR واقعی با کنتراست بالا با جلوه های نوری قابل توجه:

  • حداکثر روشنایی 600 cd/m2 - دو برابر نمایشگرهای معمولی:
    • مقدار لازم روشنایی کلی آنی جلوه های واقعی را در بازی ها و فیلم ها ارائه می دهد.
  • کنتراست بی‌درنگ با کم‌نور محلی - جلوه‌های روشنایی چشمگیر و رنگ‌های تیره عمیق ایجاد می‌کند.

  • افزایش وسعت رنگ قابل توجه با چشم غیر مسلح در مقایسه با DisplayHDR 400.

  • عمق رنگ 10 بیتی

مانیتورهای کامپیوتر برای حرفه ای ها، علاقه مندان و توسعه دهندگان محتوا

HDR درجه یک با کم نور محلی، کنتراست بالا و جلوه های نورپردازی پیشرفته:

  • حداکثر روشنایی 1000 cd/m2 - بیش از سه برابر روشنایی نمایشگرهای معمولی:
    • مقدار لازم روشنایی کلی آنی جلوه های فوق العاده واقعی را در بازی ها و فیلم ها ارائه می دهد.

    • عملکرد بالا و زمان اجرا بی سابقه در روشنایی بالا - ترکیبی ایده آل برای توسعه محتوا.
  • کم نور محلی دو برابر کنتراست را در مقایسه با DisplayHDR 600 ایجاد می کند.

  • افزایش بسیار قابل توجهی در محدوده رنگ در مقایسه با DisplayHDR 400.

  • عمق رنگ 10 بیتی

مشخصات انتخاب شده به عنوان معیار طبقه بندی نیز در وب سایت VESA در جدول زیر آمده است:

مشخصه رمزگشایی نمایشگر معمولی (SDR) نمایشگر HDR400 نمایشگر HDR600 نمایشگر HDR1000
روشنایی، cd/m2، نه کمتر
حداکثر روشنایی محلی روشنایی یک ناحیه کوچک از صفحه نمایش (افکت های نورپردازی آینه در بازی ها و فیلم ها) 250-300 400 600 1000
حداکثر روشنایی کل لحظه ای روشنایی هنگام پخش فلاش های کوتاه نور در کل صفحه (انفجار و جلوه های نوری ویژه در بازی ها و فیلم ها) 250-300 400 600 1000
حداکثر روشنایی کلی متوسط روشنایی در طول پخش طولانی مدت صحنه های ثابت با روشنایی بالا (از جمله هنگام ایجاد محتوا، از جمله پردازش عکس) 250-300 320 350 600
سطح سیاه، سی دی/متر مربع، نه بیشتر
حداکثر زاویه ای میزان کنتراست قابل دستیابی بر روی صفحه نمایش LCD 600 و 1000 را نشان می دهد (با استفاده از کم نور موضعی) 0,50-0,60 0,40 0,10 0,05
حداکثر تونل نشان می دهد که پنل LCD با کنتراست 955:1 (هنگام استفاده از کم نور جهانی یا محلی) مطابقت دارد. 0,50-0,60 0,10 0,10 0,10
طیف رنگ
حداقل طیف رنگ در فرمت CIE 1976 u, v فضای رنگی مبتنی بر BT.709/sRGB و DCI-P3 برای تضمین بهترین بازتولید رنگ. بر روی استانداردهای فعلی سینمای دیجیتال و محتوای وب تمرکز می کند، به جای تعیین درصد از NTSC حداکثر 95٪ sRGB 95% ITU-R BT.709 99٪ ITU-R BT.709 و 90٪ DCI-P3 65 (SMPTE RP 4 31-2)
عمق رندر رنگ، بیت در هر کانال، نه کمتر
عرض سیگنال اکثر نمایشگرهای مدرن از درایورهای پیکسل 6 بیتی استفاده می کنند و کیفیت تصویر 8 بیتی را با استفاده از الگوریتم های dithering تقلید می کنند. سطوح DisplayHDR 600 و 1000 به عمق رنگ 10 بیتی نیاز دارند - حداقل با استفاده از درایورهای 8 بیتی و دیترینگ 2 بیتی به دست می آید. 8 10 10 10
عمق پیکسل 6 8 8 8
زمان پاسخگویی، نه بیشتر
زمان پاسخگویی هنگام افزایش روشنایی (سیاه به سفید) برای پانل های LCD با کم نور موضعی، این پارامتر سطح همگام سازی بین سیگنال ویدیوی اصلی و سیگنال کنترل کننده روشنایی نور پس زمینه را نشان می دهد. اگر تأخیر خیلی زیاد باشد، مزایای محدوده دینامیکی بالا (HDR) به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. به عنوان یک قاعده، زمان پاسخ در هنگام افزایش روشنایی به طور قابل توجهی کمتر از 8 فریم است N/A 8 فریم 8 فریم 8 فریم

از آنجایی که ایده ارائه مقداری یکنواختی در بازار برای مانیتورهای کامپیوتری با HDR به نظر ما بسیار عملی می رسد، ما نیز در این مورد نظرات خود را بیان خواهیم کرد. نگرانی اصلی این است که الزامات برای نمایشگرهای HDR سطح پایه بسیار کم است، که ممکن است برخی از تولیدکنندگان را تشویق کند تا در بازاریابی ناعادلانه و گمراه کننده شرکت کنند. شاید تحت فشار آنها بود که VESA چنین استانداردهای پایینی را اتخاذ کرد که به آنها اجازه داد تا از آن استفاده کنند و صفحه نمایش خود را به عنوان گواهی "HDR" بفروشند؟ ما در حال حاضر مشتاقانه منتظر مشاهده تعداد زیادی از صفحه نمایش های دارای تاییدیه "DisplayHDR 400" به بازار هستیم که نوید پشتیبانی از محتوای HDR و عملکرد مناسب را می دهد. یک کاربر ناآگاه ممکن است این را به صورت واقعی درک کند، در حالی که در واقع، تا آنجا که می توانیم بگوییم، سطح 400 این طبقه بندی چیزی را ارائه نمی دهد که از نظر ویژگی ها و قابلیت های فنی، صفحه را به HDR واقعی نزدیک کند. . ما نمی بینیم که چگونه این صفحه نمایش ها به طور قابل توجهی نسبت به اکثر نمایشگرهایی که قبل از ظهور HDR در دسترس بودند برتری خواهند داشت. بیایید توضیح دهیم.

اگر به الزامات سطح DisplayHDR 400 استاندارد نگاه کنید، کیفیت تصویر 8 بیتی را مشاهده خواهید کرد، اما پنل های IPS و VA 27 اینچی و بالاتر از قبل این نیاز را برآورده می کنند. بسیاری از پانل های فیلم TN (در محدوده اندازه یکسان) نیز 8- هستند. بیت برای افزایش کنتراست، این استاندارد تنها با روشنایی کل صفحه نمایش بسته به محتوای یک صحنه خاص، پشتیبانی می کند. (DCR)، در عمل کنتراست پویا را کمی افزایش می دهد، اما DCR تا حد زیادی محبوبیت خود را از دست داده است و بسیاری از مردم آن را برای مدت طولانی دوست ندارند، و از همه مهمتر، چنین صفحه نمایشی مزایای واقعی را نشان نخواهد داد. HDR در مقایسه با تصویری که یک سیستم نور پس‌زمینه DCR می‌تواند ارائه دهد، یعنی کم‌نور کردن موضعی با کنترل گسسته، نور پس‌زمینه در مناطق کوچک، توانایی صفحه‌نمایش را برای بازتولید تصویر HDR تعیین می‌کند که آن را از صفحه‌نمایش‌های معمولی متمایز می‌کند. و صادقانه بگویم، ما فکر نمی‌کنیم که یک صفحه‌نمایش بدون کم‌نور شدن موضعی به این صورت نباید به عنوان HDR به بازار عرضه شود. حداکثر روشنایی مورد نیاز فقط 400 cd/m2 است - مقداری که قبلاً در تعدادی از نمایشگرهایی که حتی قبل از HDR ظاهر شده اند به دست آمده است. اگرچه امروزه بیشتر نمایشگرها سطوح روشنایی 300-350 cd/m2 را ارائه می دهند، افزایش اندک تا 400 cd/m2 تفاوت قابل توجهی ایجاد نمی کند. این ما را به حداکثر مقادیر روشنایی در HDR10 و Dolby Vision (و سایرین) نزدیک‌تر نمی‌کند. جدول مشخصات همچنین الزامات کنتراست را فهرست می کند که برای این صفحه نمایش ها باید "حداقل 955:1" باشد ... و در حال حاضر در اکثر پانل های مدرن به دست آمده است. اگرچه مقدار نشان داده شده در جدول برای مشخصه "تونل" به ما نوید کنتراست حداقل 4000:1 را می دهد. در نهایت، از نظر وسعت رنگ، DisplayHDR 400 تنها به 95 درصد از فضای رنگی ITU-R BT.709 نیاز دارد، یعنی. اساساً 95٪ sRGB، که تقریباً هر صفحه نمایش امروزی می تواند ارائه دهد.

اکنون می توانید ببینید که چرا ما نگران استاندارد سطح پایه DisplayHDR 400 هستیم - این می تواند منجر به سوء استفاده گسترده از گواهینامه HDR برای نمایشگرهایی شود که بسیار کمی (یا هیچ تفاوتی) با مدل های معمولی ندارند. استانداردهای DisplayHDR 600 و 1000 خوشبختانه مناسب‌تر هستند و در حال حاضر در حوزه چیزی قرار می‌گیرند که ما آن را HDR خوب یا مناسب می‌نامیم. سطح DisplayHDR 600 به حداکثر روشنایی 600 cd/m2 نیاز دارد که یک گام قابل توجه در مقایسه با نمایشگرهای معمولی است و با روشنایی بالای محتوای HDR مطابقت دارد. علاوه بر این، سطح 600 شامل پشتیبانی از سیگنال رنگی 10 بیتی (عمق رنگ - 8 بیت + FRC)، نسبت کنتراست 6000:1 و مهمتر از همه، استفاده اجباری از تیرگی موضعی است. گستره رنگ مورد نیاز نیز به 90% DCI-P3 افزایش یافته است که در حال حاضر به استانداردهای تلویزیون نزدیک شده است. مدل هایی مانند Samsung C32HG70 به خوبی در این دسته متوسط ​​از نمایشگرهای HDR قرار می گیرند.

سطح بالای DisplayHDR 1000 بسیار نزدیک به استاندارد تلویزیون Ultra HD Premium است. حداکثر روشنایی 1000 cd/m2، نسبت کنتراست 20000:1، پشتیبانی از عمق رنگ 10 بیتی (حداقل 8 بیت + FRC) و وسعت رنگ 90٪ DCI-P3 نیاز دارد. و دوباره - نیاز به استفاده از کم نور محلی. ما انتظار داریم که اکثر مدل‌ها در این سطح روشنایی به فناوری FALD نیاز داشته باشند، هرچند که به عنوان یک الزام خاص در این برنامه گواهینامه ذکر نشده است. نکته جالب دیگر: برای سطوح 600 و 1000، "زمان پاسخگویی هنگام افزایش روشنایی" (از سیاه به سفید) نشان داده شده است. این مشخصه ربطی به زمان پاسخ پیکسل به معنای معمول ندارد، اما تعیین می کند که نور پس زمینه در هنگام انتقال از یک تصویر سیاه به یک تصویر سفید با چه سرعتی پاسخ می دهد - یعنی. چقدر طول می کشد تا از حداقل روشنایی یک صحنه تاریک HDR به حداکثر روشنایی یک نقطه سفید در هنگام ظاهر شدن آن برسد. زمان پاسخ کوتاه نور پس زمینه تضمین می کند که هیچ تأخیر آزاردهنده ای هنگام تاریک شدن یا روشن شدن تصویر و همچنین مسیرهای تار پشت اشیاء متحرک وجود ندارد. استاندارد VESA DisplayHDR زمان پاسخگویی را از آستانه روشنایی 10 درصد تا حداکثر روشنایی تعریف می کند. برای نمایشگرهای HDR 600 و 1000، VESA حداکثر زمان پاسخگویی 8 فریم را تعیین کرده است، اگرچه انتظار دارند در بیشتر موارد این زمان کمتر باشد. در یک صفحه نمایش 60 هرتز، 8 فریم معادل تقریباً 133.33 میلی‌ثانیه است که برای مثال، بسیار سریع‌تر از زمان پاسخ‌دهی مشابه نمایشگر Dell UP2718Q (حدود 624 میلی‌ثانیه) است. جالب است که ببینیم امروزه چه تعداد از نمایشگرها این نیاز را برآورده می کنند. در فرکانس 100 هرتز، زمان پاسخ نباید از 80 میلی ثانیه تجاوز کند و در فرکانس 144 هرتز نباید بیش از 55.56 میلی ثانیه باشد.

استاندارد VESA الزامات خاصی را برای وضوح و نسبت ابعاد صفحه نمایش HDR اعمال نمی کند. با توجه به وضوح، اندازه و فرمت مانیتورهای کامپیوتر، ما فکر می کنیم این ایده خوبی است. ویژگی های سیستم صوتی نیز در پشت صحنه باقی مانده است، زیرا آنها مربوط به HDR نیستند. علاوه بر این، VESA اولین سازمان استاندارد و صدور گواهینامه است که یک روش تست باز را توسعه داده است که به کاربران امکان می دهد نمایشگرهای HDR را بدون نیاز به سرمایه گذاری در تجهیزات آزمایشگاهی گران قیمت آزمایش کنند. تست DisplayHDR در سه ماهه اول 2018 در دسترس خواهد بود.

در بررسی‌های بعدی خود از نمایشگرهای HDR، عملکرد آنها را از نظر استانداردهای مختلف و همچنین - با در دسترس قرار گرفتن - نرم‌افزار جدید برای آزمایش آنها بررسی خواهیم کرد.

نتیجه

به طور خلاصه، فناوری HDR برای تولید تصاویر پویاتر طراحی شده است و با این واقعیت پشتیبانی می‌شود که بهبود کنتراست لازم باید در چارچوب محدودیت‌های فن‌آوری‌های صفحه نمایش به دست آید. این نشان دهنده بهبود قابل توجهی در عملکرد صفحه نمایش است و نشان دهنده یک روند مترقی در فناوری صفحه نمایش است. راه‌های مختلفی برای اجرای پشتیبانی HDR با استفاده از کنترل نور پس‌زمینه وجود دارد که برخی از آنها کارآمدتر هستند (روش نور پس‌زمینه ماتریسی ترجیح داده شده است). در بازار تلویزیون، فناوری HDR به مدت دو تا سه سال در حال توسعه بوده است که بیشتر به دلیل ظهور تعداد زیادی بازی و فیلم در فرمت HDR است. هنگامی که سازندگان تلویزیون در مورد HDR صحبت می کنند، تمایل دارند محدوده دینامیکی بالا را با سایر ویژگی های صفحه ترکیب کنند، یعنی وضوح بالا (معمولاً Ultra HD 3840 x 2160) و طیف رنگ گسترده (نزدیک به DCI-P3). با توجه به سوء استفاده از اصطلاح HDR در بازار تلویزیون و ظهور بسیاری از مشخصات و استانداردهای مختلف برای صفحه نمایش تلویزیون، اتحاد Ultra HD برای بازگرداندن نظم تاسیس شد. این سازمان برنامه گواهینامه "Ultra HD Premium" را توسعه داد که الزامات صفحه نمایش را از نظر HDR، ویژگی های رنگ، وضوح و غیره تعریف می کرد. این الزامات به نوعی "استاندارد طلایی" برای تلویزیون های دارای HDR تبدیل شده است.

فناوری HDR بعدها وارد بازار مانیتور کامپیوتر شد. از نظر مشاهده محتوا، استفاده از HDR در رایانه شخصی هنوز بسیار دشوار است، اما اتصال دستگاه های خارجی مانند پخش کننده های Ultra HD Blu-ray و کنسول های بازی مدرن به مانیتور کار را بسیار آسان می کند. از نظر پارامترهای خود نمایشگر، برخلاف بازار تلویزیونی که از قبل ایجاد شده است، در تفسیر اصطلاح HDR در رابطه با مانیتور کامپیوتر وضوح کاملی وجود ندارد و مشخصات کاملاً متفاوتی ارائه می شود. در یک کلام، هنوز سفارشی وجود ندارد. NVIDIA و AMD در حال توسعه رویکردهای خود برای استانداردسازی در این زمینه هستند و فناوری NVIDIA G-sync HDR، با قضاوت بر اساس مشخصات، به سمت استاندارد تلویزیون Ultra HD Premium موجود گرایش دارد. اگرچه VESA سیستم صدور گواهینامه DisplayHDR خود را معرفی کرده است، اما ما به احتمال زیاد برای مدتی در وضعیتی مشابه وضعیتی که اخیراً در بازار تلویزیون تجربه کرده ایم، خواهیم ماند، زمانی که مشخصات و تفاسیر متفاوتی نیز ارائه شده است، همراه با یک درک (سو) کلی از اصطلاح HDR همه اینها به موازات استاندارد DisplayHDR با سه دسته آن وجود دارد که بعید است در اینجا کمک زیادی کند. هنگام انتخاب مانیتور مراقب باشید - "HDR" همیشه به معنای یکسان نیست.



آیا مقاله را دوست داشتید؟ با دوستانتان به اشتراک بگذارید!