Когда в начале 2017 года проходила выставка CES, стало ясно, что вскоре прилавки компьютерных магазинов начнут заполонять компьютерные мониторы, поддерживающие стандарт HDR. Все крупные производители уже продают такие модели – каждая с впечатляющими параметрами. Скоро мы подробно расскажем об одном из них, а сейчас давайте сосредоточимся на теории, которая поможет решить, насколько сейчас оправдана покупка монитора с поддержкой HDR.
HDR в PC-формате
Стандартное объяснение описывает HDR (или High Dynamic Range) как набор стандартов, предназначенных для расширения цветопередачи и контрастности видео и изображений за пределы стандартных, «жестких» аппаратных возможностей. Говоря проще, HDR улучшает контраст, яркость и насыщенность цветов, обеспечивая в несколько раз более детализированное изображение. HDR против SDR
С практической точки зрения для большинства пользователей это означает полную замену имеющихся устройств для того чтобы получить очевидную разницу в качестве изображения. Почему полная замена? Потому что стандартные устройства, в частности мониторы, не соответствуют требованиям сертификации HDR.
Начнем с требования к яркости. Чтобы считаться «HDR ready» дисплей должен иметь минимум 1000 Кд/м2 (нит яркости). Высококлассные мониторы обеспечивают яркость между 300-400 нит, т.е. они даже близко не соответствуют тому, что необходимо. Хорошие ноутбуки имеют около 100 нит. Даже у дисплеев для смартфонов, разработанных для обеспечения хорошей видимости при ярком солнечном свете, этот показатель редко превышает 800 нит (Galaxy Note8 является одним из исключений с яркостью 1200 нит). Иначе говоря – в настоящее время 99% дисплеев не поддерживают HDR.
Теперь перейдем к воспроизведению цвета. Технология HDR требует, чтобы монитор поддерживал глубину цвета 10 или 12 бит. Однако стандартные мониторы способны передавать только 6- или 8-битный цвет, используя цветовую гамму sRGB, которая покрывает только треть визуального спектра HDR.
Модели мониторов с поддержкой технологии Wide Gamut Color (WGC) отвечают требованиям цвета, но их расширенные возможности совместимы только с программами для профессионального использования (графические редакторы, например). Игры и остальное программное обеспечение просто игнорируют дополнительные цвета и часто выглядят «размытыми», если оборудование не может эмулировать уменьшенное цветовое пространство.
HDR позволяет избежать этой путаницы за счет метаданных, которые корректно распределяют цветовое пространство. Именно это помогает правильно визуализировать изображение и заставляет все программное обеспечение оптимально использовать возможности дисплея.
Здесь, однако, следует вставить одно большое «НО» для тех из вас, кто работает в области фотографии, графического дизайна и обработки видео. Более яркие и насыщенные цвета, обеспечиваемые HDR-мониторами, вряд ли придутся вам по душе. Не потому что не понравятся вам, просто они не удовлетворят ваши профессиональные потребности, потому что их «живость» достигается за счет реалистичности цветопередачи. Модели с WGC продолжают оставаться идеальным выбором для вас. Так что если вы читаете этот текст, чтобы узнать, какие преимущества эта технология дает вашей сфере занятости, вы их просто не найдете. 
Два дизайнерских монитора Dell. Слева – экран WGC с реалистичной цветопередачей. Справа – дисплей HDR. Легко заметить высокую насыщенность цвета.
Каша из стандартов
Далее мы поговорим об опыте с точки зрения обычного пользователя и PC-геймера, но сначала позвольте мне распутать для вас огромный запутанный клубок стандартов HDR. В настоящее время существует четыре стандарта, но только два из них широко распространены в потребительской электронике: запатентованный Dolby Vision с его 12-битным цветом и динамическими метаданными; и открытый стандарт HDR10, который поддерживает 10-битный цвет и предоставляет только статическую передачу метаданных. Два других стандарта – HLG, разработанный BBC и используемый на YouTube; и Advanced HDR, созданный Technicolor и используемый главным образом в Европе. 
Разница между SDR, HDR со статическими метаданными (HDR10) и HDR с динамическими метаданными (Dolby Vision).
Но вернемся к вопросу использования HDR в компьютерных мониторах, добавив тяжесть игр. Требуя платы за лицензию и наличия дополнительного оборудования, Dolby Vision является более дорогим из обоих стандартов, и его дороговизна – основной фактор медленного приема. Несмотря на то, что Dolby Vision обеспечивает лучшую глубину цвета и возможности динамической перенастройки кадра за кадром, разработчики игр выбирают более дешевый, но оптимальный HDR10. При этом речь идет не только о производителях ПК, но и консолей: Microsoft (Xbox One S и Xbox One X) и Sony (PS4 и PS4 Pro). Основные сторонники HDR10, такие как Samsung и Amazon, даже активно борются против аргумента, что Dolby Vision предоставляет более высокое качество изображения. Эта борьба привела к появлению своеобразного обновления под названием HDR10+, которое улучшает некоторые слабые стороны HDR10.
Все это говорит о том, что HDR10 станет широко распространенным стандартом HDR для компьютерных мониторов и игр, верно? Нет, не совсем. Недавно разработчики Dolby Vision упростили интеграцию своей технологии в игры и графические процессоры посредством патчей, прошивок или обновлений драйверов. Весной этого года к числу ключевых сторонников Dolby Vision в играх присоединилась компания NVIDIA. 
Стенд NVIDIA на выставке Computex 2017. Слева – стандартный SDR-монитор, справа – HRD-монитор. Фото: TechPowerUp
(ПК)Гейминг в HDR
Консольщикам повезло больше в вопросе HDR. Они выиграли от включения стандарта в высококлассные телевизоры, а производители консолей разработчики игр (специально для консолей) быстро разглядели визуальное преимущество HDR-экранов перед стандартными телевизорами. С чисто практической точки зрения потребителю легче оправдать большие инвестиции в экран, который служит развлекательным центром его дома, чем в тот, который стоит на рабочем столе.
Тем не менее, PC-геймеры могут быть благодарны их консольным товарищам. Популяризация HDR в телевизорах, таких как серии LG C6 и C7, которые могут использоваться в качестве гигантских мониторов для ПК, позволили «ПКшникам» насладиться первой волной HDR-контента, созданного специально для ПК.
Но все же, на какие модели мониторов следует обратить внимание? Три из наиболее перспективных анонсированных HDR-мониторов быстро разочаровали тем, что по факту они не соответствуют всем требованиям HDR10. И, следовательно, не поддерживают истинный HDR. Два из них, Dell S2718D и LG 32UD99, могут принимать HDR-сигнал, но не имеют необходимого цветового диапазона или яркости для использования HDR-контента. Последний, BenQ SW320, отвечает требованиям к цвету, но не яркости. Таким образом, в списке остались следующие модели: Acer Predator X27, Acer Predator X35 ASUS ROG Swift PG27UQ, ASUS ROG Swift PG35VQ, Samsung CHG70 и Samsung CHG90. 
ASUS ROG Swift PG35VQ – одна из самых перспективных HDR-моделей на данный момент
Следующий логический вопрос: как обстоит ситуация с графическим процессором? В этом плане компьютеры уже давно подготовлены благодаря войне между NVIDIA и AMD, а также их видеокартам среднего и высокого классов.
NVIDIA начала с интеграции HDR в свои графические процессоры поколения Maxwell (предыдущая серия 900) и продолжила сертификацию с новой серией 1000, которая использует архитектуру Pascal. Первыми сертифицированными видеокартами от AMD стали модели семейств 390X и Polaris. Проще говоря, если ваша видеокарта была выпущена в течение последних 4 лет, у вас не должно быть никаких проблем. Однако, если вы хотите воспользоваться всем, что может предложить новый HDR-дисплей, придется приобрести одну из самых новейших моделей видеокарт.
Реальная проблема с HDR для PC-геймеров
Если с деньгами полный порядок, то покупка монитора с поддержкой HDR и соответствующего компьютерного железа не будет проблемой. Но прежде чем бежать в магазин, следует изучить ситуацию с наличием соответствующего контента. К сожалению, в этом плане так себе ситуация. Да, есть новые игры, в которые изначально заложена поддержка HDR, но старые игры не умеют подстраиваться по особенности этой технологии. По крайней мере, не без специальных патчей.
Интеграция HDR не требует масштабных изменений в программном обеспечении, но это не отменяет того факта, что в настоящее время количество HDR-контента, доступного PC-геймерам не так уж и велико. На самом деле только несколько игр поддерживают стандарт: Shadow Warrior 2, Deus Ex: Mankind Devided, Hitman, Resident Evil 7, Obduction, Paragon, пропатченная версия Mass Effect: Andromeda, Need For Speed: Payback и Star Wars: Battlefront 2. Кроссплатформенные игры Gears of War, Battlefield и Forza Horizon 3 поддерживают HDR в консольных версиях, но эта функция отсутствует на ПК. Некоторое время назад NVIDIA активно работала над патчем HDR для Rise of Tomb Raider, но от компании уже давно нет никаких новостей о том, как продвигается эта работа.
Разработчики игр принимают идею HDR, но консольные игры будут первыми с такой поддержкой. PC-геймеры остаются (снова) на заднем плане. Пройдет еще несколько лет, прежде чем HDR станет действительно важной особенностью компьютерных мониторов. На данный момент этого стандарта нет в числе обязательных параметров, которым должен обладать игровой монитор, чтобы заслуживать внимание. Как и в случае с 4K, HDR – это инвестиция в будущее.
Один совет, который я могу дать вам в завершение: покупаете сегодня монитор, который отвечает вашим текущим потребностям. Если вам важно наличие HDR, то этот приятный бонус обойдется вам в несколько дополнительных сотен долларов, но он будет гарантией (хотя и небольшой), что ваш новенький монитор еще долго будет оставаться актуальным.
Метки: ,Лет 10-15 назад любой человек придя в магазин покупать телевизор мог особо не заморачиваться, так как основу ассортимента составляли кинескопные аппараты и плоские плазменные панели. Сегодня, взглянув на обилие ТВ-устройств, возникает целая тонна вопросов, ведь с рекламных плакатов и витрин на покупателя бросаются непонятные обозначения UHD, OLED, HDR…. Мы еще к новому разрешению 4К не успели привыкнуть, а на горизонте маячит уже новое 8К.
Более того, далеко не всегда очевидно, что одна и та же технология может называться по-разному, при этом все они обещают поистине реалистичную картинку при просмотре фильмов. Попробуем же разобраться во всех этих обозначениях и классифицировать телевизоры, согласно свойствам, на которые влияют применяемые в них технологии.
Технологии изготовления дисплеев
Наиболее известные сегодня технологии, применяемые для изготовления дисплеев телевизоров (а также, мониторов и экранов смартфонов) это LED, OLED и QLED. В их основе лежат светодиодные полупроводники. Они экологичны, безопасны и потребляют не очень много электроэнергии. А в чем же разница?
Жидкокристаллические самые распространенные среди устройств отображения. Как понятно из названия в их основе лежат жидкие кристаллы, которые располагаются в многочисленных типах матриц. Но сами по себе кристаллы не светятся, поэтому в современных ТВ-панелях используется LED-подсветка из нескольких светодиодов.
Основная особенность таких дисплеев заключается в самой низкой деградации пикселей. Такие телевизоры могут работать десятилетиями. В зависимости от технологии изготовления матрицы, ЖК-дисплеи могут обеспечивать хорошие углы обзора, высокую яркость и хороший контраст. А стоимость таких устройств заметно ниже высокотехнологичных изысков, о которых мы поговорим ниже.
OLED-панели используют для передачи изображения так называемые органические светодиоды. Для их создания используются слои пленки из органических полимеров отсюда и название. OLED-дисплеи сразу привлекают внимание более высокой яркостью и цветностью изображения по сравнению с традиционными ЖК-экранами. При этом диапазон яркости у них очень большой, и они единственные способны отображать настоящий черный цвет.
Углы обзора у OLED-дисплеев лучше, чем у ЖК (правда, разница не столь критична): вы не увидите на экране изменений в цвете под каким бы углом на него не смотрели. Энергопотребление OLED-дисплеев тоже чуть ниже, да и размеры их тоньше, так как им не нужна дополнительная подсветка. Вот только некоторых цветов весьма небольшой (в среднем около трех лет непрерывной работы), при этом цена на OLED-телевизоры заметно выше, чем на ЖК-аналоги.
Технология изготовления QLED-экранов появилась сравнительно недавно и разработана компанией Samsung. Несмотря на созвучие с OLED, данная технология в исполнении для современных ТВ-экранов, близка, скорее, к LED-панелям. Вместо светодиода в качестве пикселя выступает миниатюрных размеров кристалл, который назвали или «квантовая точка».
Под воздействием электрического тока от матрицы кристаллы начинают светиться и излучать цвет. Цвета могут быть разные, в зависимости от материала, из которого сделаны кристаллы. Очевидные плюсы QLED-дисплеев заключаются в расширенном цветовом охвате по сравнению с LED-панелями и в самом низком энергопотреблении из всех вышеперечисленных технологий. Что не менее привлекательно срок службы таких экранов выше, чем у OLED-панелей (около 7 лет наработки).
Технологии улучшения изображения
Не только технологии исполнения телевизионных экранов сказываются на качестве финального изображения. Не последнюю роль здесь играют программные алгоритмы улучшения картинки. Самая известная из них — технология расширенного динамического диапазона или HDR, которая призвана сделать изображение более детальным, благодаря точной прорисовке всех оттенков и плавных переходов между ними. Но мало кто обращал внимание, что данная опция обозначается аж тремя стандартами. Что они обозначают рассказываем ниже.
HDR10
Стандарт HDR10, который поддерживают все устройства с логотипом Premium UHD, это нечто большее, чем просто HDR. Цифра 10 в конце обозначает глубину цвета в 10 бит, которая характеризуется лучшей прорисовкой цветовых тонов. Даже в ночных сценах вы будете наблюдать не черную картинку, а начнете различать детали. Эта технология успешно используется даже в видеоиграх, усиливая впечатление от происходящего на экране.
Стандарт Dolby Vision обеспечивает наилучший на сегодняшний день эффект HDR. Он поддерживает глубину цвета в 12 бит, а для воспроизведения 12-битного видео телевизорам требуется отдельный аппаратный чип. Как следствие, ТВ-устройства с поддержкой HDR Dolby Vision будут стоить дороже, но обеспечат при этом лучшее отображение тонов и градиентов.
Воспроизводить видеоролики формата Dolby Vision на телевизорах с поддержкой HDR10 не имеет особого смысла: если телевизор имеет разрешение 4К, изображение на нем будет таким, будто вы смотрите экстраполированное (растянутое до большего разрешения) Full HD.
Стандарт, представленный компанией Samsung, может создать серьезные трудности для двух предыдущих алгоритмов улучшения изображения. позволяет динамически описывать контраст и цвета изображения для каждой отдельной сцены в реальном времени, а не статически, как это происходит в случае с Dolby Vision и HDR10.
То есть данный стандарт позволяет значительно улучшить динамический диапазон цветовых оттенков даже потокового вещания. Правда, для этого данный стандарт должны поддерживать онлайн-кинотеатры. На данный момент это может предложить только сервис Amazon Video.
Разрешения экрана
С экранами и улучшайзерами изображения определились теперь дело за малым. Какое же разрешение выбрать? Хотя, тут, кажется, ответ очевиден. Ставку надо делать на 4К, особенно если вы покупаете телевизор для просмотра кинофильмов. А вот в случае если вы подбираете небольшой телевизор для кухни, то логичнее не гоняться за новыми технологиями, а остановиться на старом-добром ЖК-телевизоре с разрешением Full HD.
UHD или 4K
Ультраразрешение 4К или UHD уже достаточно плотно вошло в сферу телевизоров и мониторов, став мейнстримовым. Эта маркировка говорит о том, что экран телевизора содержит в 4 раза больше пикселей, чем Full HD-экраны. На практике это выглядит так: за счет более маленького размера пикселя при одинаковой диагонали телевизор с 4К будет показывать более четкое изображение с плавными контурами отсутствием градиентов. Если выбирать между Full HD и UHD выбор на сегодня очевиден. Ультраформат приоритетнее и станет хорошим заделом на будущее.
SUHD
А вот встретив логотип SUHD, не ведитесь на этот маркетинговый ход. Речь не идет ни о каком разрешении «супер-4К». Определение супервысокой четкости принадлежит компании Samsung, которая наделила таким названием свои телевизоры с экранами на основе «квантовых точек» или QLED, о которых мы говорили выше. По факту речь идет о все том же ультраразрешении 4К, реализованном на QLED-экране.
Если вы готовы немного подождать или прямо сию секунду желаете приобрести самый лучший телевизор с самым лучшим разрешением выбирайте панели с разрешением 8К, который обеспечит восьмикратное увеличение Full HD-разрешения. На сегодняшний день их можно пересчитать по пальцам, а мейнстримом они станут не раньше, чем, через пару лет. Отметим еще и то, что контента в разрешении 8К на сегодняшний день тоже не так много, поэтому, если вы не планируете уехать на ПМЖ в Японию, возможно вам и не нужен такой суперкрутой телевизор.
Телевидение сверхвысокой чёткости стремительно вошло в нашу жизнь. Сейчас уже не кажется чем-то нереальным ни видео с разрешением 3840 на 2160 пикселей, ни игры с поддержкой такого разрешения. В формате Ultra HD ведут вещание как онлайн-кинотеатры, так и операторы спутникового телевидения. Мониторы, телевизоры и проекторы с разрешением 4К (что обычно означает те самые 3840 на 2160 пикселей, или, что реже, 4096 на 2160) представлены на рынке большим количеством моделей, при этом относительно дорогими пока остаются только проекторы, тогда как мониторы и телевизоры по цене уже доступны массовому покупателю. Сама сущность удвоения разрешения при переходе от Full HD к 4K UHD потребителям понятна и не требует специального объяснения — выше разрешение, выше четкость, детализация изображения, можно ближе сидеть к экрану, так, чтобы не было видно пиксельной структуры и картинка охватывала больший угол зрения, то есть изображение приближается к реальности, к тому, что видит человек в окружающем его мире.
Следующим этапом развития индустрии, связанной с визуализацией, является внедрение поддержки широкого динамического диапазона или HDR (от h igh d ynamic r ange), который в сочетании со сверхвысоким разрешением и приводит к концепции 4K HDR . HDR — что это такое? Зачем нужен HDR в телевизоре или проекторе? Что получает пользователь от HDR? Постараемся дать ответы на эти вопросы, а уж стоит ли доплачивать за HDR или менять телевизор на модель, поддерживающую HDR, пусть решает каждый сам за себя.
Зрение человека может работать в огромном диапазоне яркости, а именно от 0,000001 кд/м² до 100 000 000 кд/м². Для знакомых с фотографией и видеосъемкой уточним, что это соответствует примерно 46,5 ступеням экспозиции. При этом до 0,01 кд/м² работает так называемое ночное зрение. В этих условиях активны фоторецепторы с высокой чувствительностью — палочки. К особенностям ночного зрения относятся низкая разрешающая способность и отсутствие способности различать цвета. В условиях с яркостью превышающей 10 кд/м² работают фоторецепторы другого типа — колбочки, а зрение становится дневным, с высокой разрешающей способностью и цветным. В условиях перехода от 0,01 до 10 кд/м² зрение сумеречное, сочетающее свойства ночного и дневного. Очевидно, чтобы изображение было цветным и сохраняло детализацию, нижняя граница яркости самых темных оттенков должна находиться в зоне сумеречного зрения и лучше ближе к границе дневного зрения.
С верхней границей помогает определиться тот факт, что установившийся зрительный контраст находится на уровне 5000:1 или чуть более 12 ступеней экспозиции. Связано это с тем, что зрение человека с помощью разнообразных механических (зрачковая реакция), фотохимических и нейронных адаптивных процессов подстраивается под окружающие условия так, чтобы сохранить максимальную эффективность. В итоге, например для 0,1-1 кд/м² воспринимаемого глазом как черный цвет мы получим требуемую яркость белого на уровне 500-5000 кд/м².
Таким образом, чтобы иметь способность передавать изображение максимально приближенное к тому, что видит человек в реальной жизни, телевизор должен выводить яркую и контрастную картинку, с итоговым статическим динамическим диапазоном порядка 5000:1. При этом лучше, если реальный динамический диапазон будет выше этого значения, чтобы скомпенсировать адаптацию зрения под изменение средней яркости на экране и под уровень освещенности в помещении.
Однако, в случае видео поддержка HDR не означает только высокую яркость и контрастность. Цифровое видео подразумевает, что уровни яркости оттенков кодируются числами с ограниченным диапазоном значений. Например, для обычного видео яркость каждого из трех цветов — красного, зеленого и синего — кодируется с помощью значений от 16 (черный) до 235 (белый), что дает всего 220 градаций яркости одного цвета или оттенков на шкале серого (8-битное число на цвет). Такое небольшое количество ступеней приводит к существенной разнице в яркости соседних оттенков, которая в относительном выражении растет по мере уменьшения светлоты оттенка. При этом если относительная разница в яркости достигает 2% (для темных оттенков этот порог увеличивается), то зрительно уже может быть заметна граница между оттенками, изображение приобретает характерную полосатость и становится неестественным. По факту, если за нижнюю границу принять яркость, ниже которой полосатость может быть заметной, то в случае обычного 8-битного кодирования цвета динамический диапазон будет всего порядка 40:1, а мы, как расписано выше, хотим получить минимум 5000:1, и чтобы не было артефактов. Конечно, обычно эффект полосатости из-за пространственного и динамического смешения цветов в случае естественных изображений, полученных с камеры, выражен слабо или отсутствует даже для 8-битной картинки, но такая зависимость от условий неприемлема. Очевидным решением является повышение числа градаций оттенков, то есть кодировать уровни яркости не 8-битными, а 10 или 12-битными числами. Дополнительно можно использовать особые зависимости (передаточные функции) яркости от числового значения оттенка, сохраняющие разницу в яркости между оттенками меньше заметного глазом изменения во всем диапазоне яркостей. Итоговое сочетание высокой яркости, контрастности и отсутствие артефактов (полосатости) во всем диапазоне оттенков уже может быть основой для демонстрации изображения, максимально приближенного к тому, что видит человек в реальном мире. В этом и заключается основной принцип HDR.
Отметим, что технология HDR подразумевает соблюдение необходимых условий на протяжении всех этапов: съемка в HDR, обработка в HDR, хранение в формате с поддержкой HDR, передача на устройство отображение и собственно вывод в HDR. На настоящий момент принято несколько стандартов HDR. Самыми распространенным являются, по всей видимости, три, а именно HDR10, Dolby Vision и Hybrid Log-Gamma. В зависимости от стандарта, кроме собственно изображения могут передаваться дополнительные статические данные и динамические данные, для каждой сцены свои, помогающие устройству отображения добиваться еще большей реалистичности.
А что с контентом в формате 4K HDR , насколько он доступен в настоящий момент? Перспективными источниками 4K HDR выглядят онлайн-сервисы, предоставляющие потоковую передачу видео в формате до 4K HDR. На настоящий момент в этом формате можно посмотреть фильмы в онлайн-кинотеатрах, например, Amazon Video и Netflix, отечественном Okko, кроме того, на YouTube есть ролики в 4K HDR. Еще одним источником контента 4K HDR являются игры, в частности игровая приставка Sony PlayStation 4 Pro поддерживает вывод в 4K HDR для почти 80-ти игр, в частности для Horizon Zero Dawn.
В качестве примера устройства отображения, поддерживающего 4K HDR, рассмотрим телевизоры Sony BRAVIA серий , и .
Новые серии BRAVIA XE93/XE94, кроме стандарта HDR10, также поддерживают стандарт Dolby Vision — HDR-формат, разработанный компанией Dolby Laboratories, а с выходом обновления программного обеспечения стоит ожидать поддержку Hybrid Log Gamma — третьего распространенного стандарта HDR.
Технология подсветки Slim Backlight Drive+ в серии XE93 обеспечивает более точный контроль над локальным затемнением. Благодаря специальной системе торцевой светодиодной подсветки (световая панель оснащена двойным блоком светодиодов) обеспечивается высокая яркость и контрастность изображения при этом сохраняется максимально тонкий корпус. Телевизоры серии XE94 оснащены системой ковровой подсветки (по всей поверхности матрицы) с локальным затемнением.
4K HDR Процессор X1 Extreme в сериях XE94/XE93 обеспечивает высокое качество изображения за счет трех новых технологий: HDR-ремастеринг на основе объектов (Object-based HDR remastering), Super Bit Mapping 4K HDR, позволяющий передать плавные цветовые переходы, и обработка сигнала с помощью двух баз данных (Dual database processing), одна из которых отвечает за подавление шумов, а вторая за улучшение качества изображения.
Технология повышает качество видео в различных форматах, включая HDR, путем регулировки яркости подсветки в отдельных областях экрана.
Технология еще больше повышает яркость и точность передачи цветовых оттенков. Благодаря более широкой палитре цветов и более естественным оттенкам изображение становится максимально привлекательными.
Дизайн корпуса телевизоров новой линейки выполнен в формате 360° — эти модели отлично смотрятся с любой стороны. Тонкий корпус и специальная система размещения кабелей позволяют органично вписать телевизор в любой интерьер. В моделях новой линейки реализована оригинальная система для скрытого размещения кабелей внутри подставки.
Они останутся незаметными, с какой стороны вы бы ни посмотрели на телевизор. Например, коммутация на тыльной стороне телевизоров серии XE94/X93 скрыта за стильной панелью, выполненной из высококачественного пластика с сетчатым рисунком. Отдельные элементы панели легко снимаются для быстрого доступа к разъемам и подключению внешних устройств. Благодаря такому дизайнерскому решению был найден компромисс между стилем и функциональностью — телевизор выглядит привлекательно, с какой стороны вы бы на него ни посмотрели, в то же время он обеспечивает все возможные варианты подключения.
Для настенного размещения телевизоров серии XE93/XE94 был разработан специальный поворотный кронштейн, который позволяет менять угол расположения экрана телевизора, чтобы при необходимости легко добраться до разъемов.
Телевизоры Sony BRAVIA серий XE94, XE93 и XE90 оснащены предустановленной ОС Android TV 6.0 (Marshmallow), что обеспечивает улучшенный дизайн интерфейса, интуитивно понятное управление и новые функции. Для удобства использования голосового поиска на пульте ДУ добавлена отдельная кнопка. Новая операционная система позволяет использовать внешние устройства в качестве дополнительной памяти телевизора (хранение приложений и медиафайлов объемом до 1 эксабайста), а также облегчает поиск контента благодаря новой системе фильтрации по жанрам.
Основные характеристики:
| Серия XE94 | Серия XE93 | Серия XE90 | |
| Поддержка HDR | 4K HDR | 4K HDR | 4K HDR |
| Android TV | 6.0 Marshmallow | 6.0 Marshmallow | 6.0 Marshmallow |
| Подсветка экрана | Direct LED | Slim Backlight Drive+ | Direct LED |
| Процессор | 4K HDR процессор X1 Extreme | 4K HDR процессор X1 Extreme | 4K HDR процессор X1 |
| Подсветка экрана | Direct LED | Slim Backlight Drive+ | Direct LED |
| Технологии улучшения изображения | TRILUMINOS Display, X-tended Dynamic Range PRO, 4K X-Reality Pro | TRILUMINOS Display, X-tended Dynamic Range PRO, 4K X-Reality Pro | |
| Размеры экрана (дюймы) на день начала продаж | 75 | 65/55 | 75/65/55/49 |
В целом, перспективы у формата 4K HDR , очень хорошие, производители предлагают всё больше моделей телевизоров и проекторов сверхвысокого разрешение и с поддержкой HDR, а количество и доступность соответствующего контента увеличивается.
Введение: что такое HDR?
В последние два-три года аббревиатуру "HDR" часто можно было встретить в контексте обсуждения характеристик экранов телевизоров от ведущих производителей. Эта технология стала «новой большой вехой» в области качества телевизионного изображения, чему способствует также развитие отраслей кино и консольных видеоигр. В настоящее время технологию HDR также начали более широко применять в мониторах для настольных компьютеров, и мы все чаще слышим о поддержке HDR в этой области, в частности, об этом говорилось на выставке CES-2017, проходившей в Лас-Вегасе.
Мы считаем, что будет полезно оглянуться назад и посмотреть, что же представляет собой технология HDR, что она предлагает нам, каким образом осуществляется, а также что нужно знать пользователю, чтобы сознательно выбрать дисплей под соответствующий контент, требующий именно HDR. Здесь мы постараемся в большей степени сконцентрироваться на компьютерных мониторах, не углубляясь в сферу ТВ.
Проще говоря, "высокий динамический диапазон" (High Dynamic Range, HDR) характеризует способность дисплея передавать большую разницу в яркости между яркими и темными частями изображениями. Для игр и кино это является значительным преимуществом, поскольку способствует созданию более реалистичного изображения и помогает сохранить детализацию в сценах, где контрастность может быть лимитирующим фактором. На экране с низкой контрастностью или работающем в стандартном динамическом диапазоне (standard dynamic range, SDR) мелкие детали в затемненных сценах будут потеряны – из-за того, что оттенки темно-серого будут отображаться как черные. Аналогично в сценах с большой яркостью можно потерять детали из-за того, что яркие элементы превращаются в белые. Это становится проблемой при воспроизведении на экране сцен, в которых одновременно присутствуют яркие и затемненные детали. В компании NVIDIA коротко сформулировали основание для применения HDR в виде тройного принципа: "яркие участки изображения должны оставаться яркими, темные – темными, и детали должны быть видны на тех и на других". Это способствует созданию более реалистичной и "динамичной" картинки (отсюда и название) по сравнению с дисплеями со стандартным диапазоном.
В сфере маркетинга термин HDR часто трактуется более широко, подразумевая не только повышение контраста между яркими и темными участками изображения, но и улучшение цветопередачи с увеличением цветового охвата. Далее мы также поговорим об этом, но с технической точки зрения HDR означает прежде всего увеличение контраста между яркими и затемненными частями изображения.
Рендеринг изображений в HDR
С HDR связан термин HDRR (High Dynamic Range Rendering), описывающий процесс построения изображений (рендеринг), в котором система компьютерной графики применяет расчеты яркости пикселей, выполняемые в высоком динамическом диапазоне. О значении контрастности мы уже рассказали во введении; HDR-рендеринг также полезен для сохранения естественной яркости при передаче на экране прозрачных свойств материалов (например, стекла) и таких оптических явлений, как отражение и преломление света. В SDR-рендеринге элементам очень ярких источников света, например, солнца, присваивается коэффициент яркости 1,0 (белый цвет). При передаче отражения такого источника коэффициент яркости должен быть меньше или равен 1,0. Однако в HDR-рендеринге элементы очень ярких источников света могут иметь коэффициент яркости больше 1,0 для лучшей передачи их действительной яркости. Это позволяет воспроизводить их отражения от поверхностей, соответствующие естественной яркости таких источников света.
Рядовой монитор для настольного компьютера с панелью TN Film или IPS реально может обеспечить контрастность в районе 800:1–1200:1, тогда как контрастность панели с технологией VA обычно находится в интервале 2000:1–5000:1. Человеческий глаз может воспринимать визуальные сюжеты с очень высокой контрастностью – примерно 1 млн:1 (1 000 000:1). При изменении освещенности адаптация достигается за счет приспособительных реакций радужной оболочки глаза, которые занимают некоторое время – как, например, при переходе из яркого света в темноту. В любой отдельно взятый момент времени диапазон глаза значительно меньше – около 10 000:1. Тем не менее, это все-таки больше, чем диапазон большинства дисплеев, включая панели VA. Вот здесь и нужна технология HDR – для расширения динамического диапазона экрана и обеспечения более высокой «живой» контрастности.
Стандарты для контента и HDR10
На рынке HDR все еще остается довольно мутная область – стандарты для контента, обеспечивающие в конечном счете совместимость дисплея и воспроизводимого на нем контента. В настоящее время существует два основных стандарта – HDR10 и Dolby Vision. Мы здесь не будем углубляться в детали и скажем только, что стандарт Dolby Vision подразумевает более высокое качество изображения, так как он поддерживает динамические метаданные (возможность динамической настройки контента – кадр за кадром) и 12-битный цветовой формат. Однако он подразумевает использование закрытой технологии, что включает в себя дополнительную плату за лицензию, а также требует наличия дополнительного «железа», поэтому устройства с поддержкой этого стандарта стоят дороже. С другой стороны, стандарт HDR10 поддерживает только статические метаданные и 10-битный цветовой формат, но он открытый и поэтому распространен более широко. К примеру, Microsoft и Sony для своих новых игровых консолей приняли стандарт HDR10. Он также является стандартом по умолчанию для дисков Blu-ray Ultra HD.
На самом деле, несмотря на различия контент-стандартов, дисплеи сравнительно легко могут поддерживать несколько форматов. На рынке ТВ достаточно часто можно встретить экраны, поддерживающие как Dolby Vision, так и HDR10, а также другие менее распространенные стандарты, такие как Hybrid Log Gamma (HLG) и Advanced HDR.
Компания Samsung недавно начала активно продвигать разработку так называемого стандарта HDR10+, который содержит ряд усовершенствований, направленных на восполнение недостатков предыдущей версии, – например, включает поддержку динамических метаданных. Со своей стороны Dolby Vision недавно переориентировала свой стандарт полностью на программное обеспечение, устранив таким образом сложности с дополнительным «железом» и связанной с ним дополнительной прибавкой к цене.
Когда придет время просматривать различного формата HDR-контент, вам понадобится дисплей с поддержкой соответствующего стандарта. Дисплеи, совместимые с HDR10, распространены очень широко, и контент в формате HDR10, соответственно, широко поддерживается. Dolby Vision менее распространен, хотя в некоторых телевизорах рекламируется поддержка этого стандарта – для тех, кто желает смотреть контент в формате Dolby Vision. Рынок мониторов пока представляется сфокусированным на HDR10, однако мы еще увидим экраны с рекламируемой поддержкой формата Dolby Vision. Это только вопрос времени.
Способы достижения высокого динамического диапазона и улучшения контрастности
Вам, вероятно, знаком термин "динамическая контрастность" (Dynamic Contrast Ratio, DCR), обозначающий технологию, которая уже много лет широко применяется в мониторах и экранах телевизоров , хотя в последнее время несколько утратила свою популярность. В основе динамической контрастности лежит способность экрана повышать или понижать свою яркость целиком – в зависимости от содержания конкретной сцены – за счет изменения яркости подсветки (backlight unit, BLU). Такое "общее затемнение" работает следующим образом: в более ярких сценах яркость подсветки переключается на более высокую, в более темных – на более низкую. Иногда подсветка может даже выключиться совсем, если сцена на экране полностью черная. Конечно, в реальном контенте это редко встречается, но может быть специально достигнуто при тестировании для определения возможности воспроизведения точек с еще более низким уровнем черного – потому что экран по сути выключен! Это позволяет производителям устанавливать крайне высокие значения динамической контрастности, по которым можно сравнивать разницу уровней самого яркого белого (при максимальной интенсивности подсветки) и самого темного черного (при минимальном значении яркости подсветки, а иногда даже при полностью выключенной подсветке). Данный технический прием получил весьма широкое распространение, и вот мы уже наблюдаем сумасшедшие значения DCR, устанавливаемые производителями экранов, – порядка миллионов к единице. На практике же, постоянное изменение яркости подсветки может оказаться отвлекающим или раздражающим фактором, многим людям это не нравится, и они просто отключают данную опцию. На самом деле, переменная яркость подсветки не вносит большого вклада в расширение динамического диапазона при восприятии контрастности, так как при быстром изменении яркости всего экрана человеческий глаз не успевает адаптироваться к новому значению общей яркости, а разница между яркими и темными участками в пределах одной сцены остаётся той же самой.
Краевое локальное затемнение
В последнее время, говоря о возможных путях преодоления ряда ограничений в части контрастности LCD дисплеев, производители часто употребляют термин "локальное затемнение". Локальное затемнение используется для затемнения "локальных" участков экрана – области экрана, которые должны быть темными, затемняются, в то время как яркость остальных областей не изменяется. Это помогает улучшить видимую контрастность и выявить детали в темных сценах или в контенте с невысокой яркостью в целом.
Существуют разные способы создания локального затемнения за счет снижения яркости подсветки в множественных локальных областях экрана. Наиболее простой и дешевый подход – применение метода "краевого локального затемнения". Все используемые в этом методе светодиоды подсветки расположены по границам экрана и поделены на группы, управляющие яркостью определенных областей (зон) экрана. Чем больше зон, тем лучше, так как контроль содержимого экрана становится более дискретным. В ряде случаев такое локальное затемнение может давать некоторый положительный эффект на дисплеях с DCR, но чаще не помогает совсем. Иногда картинка в результате может даже стать хуже, если общее изменение яркости одновременно накладывается на большие области экрана. На это может влиять расположение светодиодов, например, располагаются они по периметру экрана или же только по верхней и нижней или левой и правой его границам. Часто технология локального затемнения предлагается только в качестве опции – там, где имеют место ограничения по мощности или где необходим более тонкий форм-фактор, как, например, в некоторых телевизорах и особенно в ноутбуках. Метод краевого локального затемнения до сих пор реализуется в большинстве мониторов для настольных компьютеров. Он не слишком дорог и не слишком сложен для массового применения, а главное – обеспечивает уровень локального затемнения, позволяющий успешно продвигать технологию HDR. 8-зонная краевая подсветка в мониторах для настольных компьютеров – довольно типичная картина по сей день. Например, в модели Samsung C32HG70 используется именно такой вид подсветки для локального затемнения.
Матричное локальное затемнение
Создать локальное затемнение можно более оптимальным способом – используя "матричное локальное затемнение" (Full-Array Local Dimming, FALD), где, в отличие от краевых схем, отдельные светодиоды подсветки, расположенные за панелью LCD, составляют сплошную матрицу. В компьютерных мониторах краевая подсветка является гораздо более распространенным методом, но в телевизионных экранах стали чаще применяться матричные методы подсветки. Было бы идеально, если бы каждый светодиод имел индивидуальное управление, но в реальности полная площадь подсветки LCD экранов только разбивается на отдельные "зоны", в которых и осуществляется локальное затемнение. Большинство производителей не раскрывают информацию о том, сколько зон используется в конкретных моделях, но обычно количество зон исчисляется десятками. В некоторых телевизионных экранах класса high end фактическое число зон очень велико – 384. Каждая зона отвечает за определенный участок экрана, хотя изображения объектов, размеры которых меньше размеров зоны (например, звезда на фоне ночного неба), не получают преимуществ от использования локального затемнения и могут выглядеть на экране несколько приглушенными. Чем больше зон и чем меньше их размеры, тем лучше обеспечивается контроль яркости содержимого экрана.
Широкое внедрение технологии матричной подсветки встречает ряд трудностей. Во-первых, она намного дороже простой краевой подсветки, поэтому следует заранее готовиться к высокой розничной цене дисплеев, поддерживающих данную технологию. Система матричной подсветки с 384 зонами вносит большой вклад в себестоимость продукции, что неизбежно отражается на розничной цене. Во-вторых, управляемая матричная светодиодная подсветка требует увеличения размера экрана в глубину, так что тут мы даже увидим определенный шаг назад по сравнению с ультратонкими профилями, которые уже стали привычными. В настоящий момент технологию FALD поддерживают только некоторые мониторы, среди которых можно выделить две разновидности: 27-дюймовые модели 16:9 с 384 зонами подсветки и 35-дюймовые ультраширокоформатные модели 21:9 с 512 зонами подсветки. Далее мы рассмотрим их более подробно. Следует иметь в виду, что мониторы с технологией FALD считаются лучшими пока что теоретически, а на практике они могут проявлять себя по-разному. Применение в мониторах технологии FALD само по себе не означает, что они обязательно окажутся намного лучше, оно просто подразумевает их более высокий потенциал при успешной реализации технологии.
Просмотр HDR-контента
Экран с HDR и персональный компьютер
На сегодняшний день достаточно сложно разобраться в портах подключения, поддерживающих HDR, и перед тем, как покупать современный монитор с HDR для своего компьютера, следует знать некоторые вещи. Для начала нужно убедиться, что ваша операционная система (ОС) совместима с HDR. Например, последние версии Windows 10 поддерживают HDR, но многие ОС поведут себя несколько необычно, когда вы подключите свой новый монитор к компьютеру. Картинка может выглядеть тусклой и полинявшей в результате того, что ОС распространяет параметры HDR на весь остальной контент. Работа с HDR-контентом по идее должна проходить гладко (если у вас получилось этого добиться – поделитесь опытом!) и оставлять приятные впечатления от высокого динамического диапазона и широкого цветового охвата. Однако на практике обычную повседневную работу даже при включенной опции HDR сложно назвать нормальной. Windows накладывает ограничение на яркость экрана – не более 100 кд/м 2 , потому что полная яркость подсветки 1000 кд/м 2 может ослеплять при работе с таким контентом, как документы Word или Excel. Это ограничение оказывает непосредственное влияние на восприятие оригинального изображения, снижая яркость и насыщенность цвета. ОС также пытается подгонять обычный sRGB-контент под более широкое цветовое пространство HDR-экрана, что вызывает дополнительные проблемы. К сожалению, на данный момент Windows не всегда автоматически переключается на HDR и обратно при распознавании соответствующего контента, так что тут может иметь место тот самый случай, когда приходится лезть в раздел настроек и вручную устанавливать нужную опцию (settings > display > HDR and Advanced Color > off/on). Windows показывает себя с лучшей стороны при использовании интерфейса HDMI – при таком подключении монитора, по-видимому, осуществляется корректное переключение между SDR- и HDR-контентом, и можно надеяться, что вам не придется каждый раз включать или выключать опцию HDR в настройках Windows, когда вы будете запускать разный контент. Это не является признаком неисправности дисплея, и, возможно, когда технология HDR немного устоится, мы получим более адекватную поддержку со стороны ОС.
У совместного использования ПК и HDR-контента есть еще одна сложность – поддержка со стороны видеокарты. Новейшие карты NVIDIA и AMD поддерживают HDR и даже располагают соответствующими портами: DisplayPort 1.4 или HDMI 2.0a+. Если вы хотите получать полноценные впечатления от HDR, вам потребуется видеокарта топового уровня. Кроме того, существует ряд дополнительных сложностей, связанных с прямой трансляцией видеоконтента и защитой (при желании вы можете изучить эти вопросы в дальнейшем). На сегодняшний день в продаже имеются видеокарты с поддержкой HDR, но вряд ли они скоро подешевеют.
И наконец, следует рассмотреть еще один вопрос, связанный с поддержкой HDR-контента при его просмотре на ПК. В настоящее время кино- и видеопродукция с HDR, предлагаемая в том числе такими трансляционными сервисами, как Netflix, Amazon Prime и YouTube, не будет корректно воспроизводиться на ПК из-за ряда сложностей в части обеспечения защиты. Данные сервисы транслируют HDR-контент с помощью своих специальных приложений в расчете непосредственно на HDR ТВ, где независимое аппаратное обеспечение существенно облегчает контроль. Таким образом, значительное количество HDR-контента, предоставляемое этими трансляционными сервисами, в настоящее время сложно или невозможно просматривать на персональном компьютере. К счастью, подключение к монитору внешнего проигрывателя Blu-ray Ultra HD или медиаприставки с поддержкой HDR, например, Amazon Fire TV 4K, упрощает дело, устраняя проблемы с программным и аппаратным обеспечением, поскольку поддержка HDR технически заложена в этих устройствах.
Играть на ПК в высоком динамическом диапазоне несколько проще, если вы сможете найти игры с корректной поддержкой HDR, ваша операционная система совместима с HDR и у вас есть соответствующая видеокарта. Компьютерных игр с поддержкой HDR пока немного – даже если таковые представлены на рынке консольных игр, у них не всегда есть эквивалентная HDR-версия для ПК. Очевидно, что со временем их станет больше, но пока они создаются в сравнительно небольшом количестве. В общем и целом, на данный момент это довольно сложная область взаимодействия ПК с HDR.
Экран с HDR и внешние устройства
К счастью, с внешними устройствами дело обстоит проще. Встроенная система программно-аппаратного обеспечения проигрывателя Blu-ray Ultra HD или медиаприставки (Amazon Fire TV 4K HDR и т.д.) облегчает жизнь. Вывод HDR-контента на экран с этих устройств не представляет трудностей – вам просто нужен соответствующий дисплей.
Также заслуживают внимания игровые консоли, поддерживающие HDR. Данный сегмент рынка уже немного устоялся, и благодаря целостной компоновке программного и аппаратного обеспечения этих систем вам не придется беспокоиться по поводу возможных ограничений со стороны операционной системы или видеокарты при воспроизведении HDR-контента. Поддержка HDR на таких игровых консолях, как PS4, PS4 Pro или X Box One S осуществляется при подключении их к монитору через порт HDMI 2.0a.
Стандарты для HDR и сертификация: ТВ-сегмент
В то время как HDR-контент создается по определенным стандартам, сами HDR-дисплеи могут различаться по характеристикам и в части поддержки различных аспектов изображения. ТВ-экраны, а в последнее время и мониторы для ПК часто позиционируются на рынке как "HDR", но по своим спецификациям и уровню поддержки технологии HDR они отличаются друг от друга. С целью прекратить злоупотребление термином HDR, прежде всего на рынке ТВ, и предотвратить дальнейшее распространение множества вводящих в заблуждение спецификаций и рекламных проспектов был учрежден альянс UHD Alliance. Данный альянс представляет собой консорциум, куда входят производители телевизоров, разработчики технологий, а также студии, выпускающие ТВ-программы и фильмы. До этого не существовало никаких четких стандартов для HDR, и не было спецификаций, разрабатываемых производителями дисплеев для предоставления пользователям информации об уровне поддержки HDR. 4 января 2016 г. Ultra HD Alliance опубликовал сертификационные требования к "правильному HDR-экрану", с акцентом на ТВ-сегменте, поскольку на тот момент компьютерные мониторы с HDR на рынке еще не появились. В документе были кратко сформулированы основные положения стандарта "правильной" поддержки HDR, а также ряд других ключевых требований, обязательных для производителей, которые будут сертифицировать свой экран как "Ultra HD Premium". Основное внимание в спецификации стандарта Ultra HD Premium уделено характеристикам контрастности и цветности.
Контрастность / Яркость / Глубина черного
Существует два варианта спецификации – для дисплеев LCD и OLED соответственно – непосредственно относящиеся к аспектам HDR.
Вариант 1. Максимальная яркость – 1000 кд/м 2 или более, уровень черного – менее 0,05 кд/м 2 , в результате чего достигается значение контрастности 20 000:1. Данная спецификация представляет стандарт Ultra HD Alliance для LCD дисплеев.
Вариант 2. Максимальная яркость – более 540 кд/м 2 , уровень черного – менее 0,0005 кд/м 2 , в результате чего достигается значение контрастности 1 080 000:1. Данная спецификация соответствует стандарту для OLED дисплеев. В настоящее время технология OLED ведет борьбу за повышение максимальной яркости. Тем не менее, хотя она пока не может обеспечить столь же высокую яркость, как у LCD экранов, гораздо большая глубина черного позволяет получить на OLED экранах очень высокую контрастность, удовлетворяющую требованиям HDR.
В дополнение к аспектам, связанным с HDR, стандарт Ultra HD Premium включает ряд других важных требований, выполнение которых является обязательным для успешного прохождения сертификации:
Разрешение – дисплей, обозначаемый как "Ultra HD Premium", должен обеспечивать разрешение не менее 3840 x 2160. Такое разрешение часто обозначают как "4K", однако официально это разрешение "Ultra HD", а "4K" составляет 4096 x 2160.
Глубина цветопередачи – дисплей должен принимать и обрабатывать 10-битный цветовой сигнал для обеспечения большей глубины цветопередачи. Это подразумевает возможность обработки сигнала с количеством цветов более 1 млрд. Вы могли часто слышать о телевизорах с 10-битным цветом или, скорее, с "глубоким цветом". Такая обработка 10-битного сигнала позволяет воспроизводить на экране более плавные градации цветовых оттенков, и, поскольку задача состоит не в том, чтобы показать по телевизору всю цветовую палитру, а только в обработке 10-битного сигнала, увеличение глубины цветопередачи не представляет больших проблем.
Цветовой охват – одно из сертификационных требований Ultra HD Alliance – дисплей Ultra HD Premium должен обеспечивать более широкий цветовой охват по сравнению с типовыми стандартами для подсветки. Цветовой охват экрана телевизора должен перекрывать стандартное цветовое пространство sRGB / Rec. 709 (35% цветового охвата человеческого глаза), которое составляет около 80% от требуемого по условиям сертификации. В части цветового охвата дисплей должен соответствовать стандарту DCI-P3 (54% цветового охвата человеческого глаза), установленному для цифровых кинотеатров. Это расширенное цветовое пространство позволяет получить более широкий спектр цветов – на 25% больше, чем в sRGB (т.е. 125% sRGB). Фактически, данное значение ненамного превосходит цветовой охват Adobe RGB, составляющий примерно 117% sRGB. Кроме того, известно еще более широкое цветовое пространство (примерно 76% цветового охвата человеческого глаза), которое называется BT. 2020 и является еще более претенциозной целью производителей дисплеев в будущем. В настоящее время ни один из потребительских дисплеев не имеет цветового охвата, близкого хотя бы к 90% BT. 2020, однако многие форматы HDR-контента, в том числе и общедоступный HDR10, используют это цветовое пространство для заготовок на будущее, которое зависит от разработчиков дисплеев.
Варианты подключения – для телевизора требуется интерфейс HDMI 2.0. Данная программа сертификации изначально была разработана для рынка ТВ, но на рынке компьютерных мониторов общепринятым вариантом является также DisplayPort, используемый для поддержки более высокой (свыше 60 Гц) частоты обновления. Поэтому мы не удивимся, если в программу сертификации Ultra HD Premium будут внесены изменения, касающиеся мониторов и включающие DisplayPort в список поддерживаемых интерфейсов.
Дисплеи, соответствие которых указанным требованиям официально подтверждено, могут снабжаться логотипом "Ultra HD Premium", который был для этого специально разработан. Следует помнить, что некоторые дисплеи, не имеющие этого логотипа, тем не менее позиционируются как дисплеи с поддержкой HDR. Спецификации HDR являются только частью сертификационной программы, поэтому экран может поддерживать HDR, но при этом не соответствовать другим дополнительным требованиям стандарта Ultra HD Premium (например, в части цветового охвата). Если экран заявлен как поддерживающий HDR, но не имеет логотипа Ultra HD Premium, то неясно, каким образом в нем достигается высокий динамический диапазон и действительно ли он соответствует тому минимуму требований, которые Ultra HD Alliance установил собственно для HDR. В таких случаях вы можете получить некоторое представление о преимуществах HDR, но оно будет неполным. Если же дисплей прошел сертификацию и получил логотип Ultra HD Premium, то вы можете быть уверены в том, что смотрите "полновесный HDR" – по крайней мере в понимании этого термина разработчиками соответствующей спецификации из Ultra HD Alliance.
Мониторы с HDR – какие из них "правильные"?
На рынке ТВ более-менее определились с требованиями к поддержке HDR, и очень хорошо, что есть стандарт Ultra HD Premium для экранов телевизоров. Но какой компьютерный дисплей с HDR является "правильным"? Если вернуться немного назад, то можно заметить, что мы упомянули способ достижения высокого динамического диапазона (применяемый вариант локального затемнения) как важный аспект. Например, у вас может быть дисплей, соответствующий всем спецификациям стандарта Ultra HD Premium, но имеющий небольшое число зон затемнения в системе с краевой подсветкой. Формально все требования соблюдены, но фактические впечатления от HDR могут оказаться слабыми. С другой стороны, у вас может быть дисплей с очень хорошей реализацией технологии FALD, который тем не менее соответствует не всем спецификациям Ultra HD Premium – например, это дисплей сравнительного небольшого размера, который не обеспечивает полное разрешение Ultra HD. Технология FALD предполагает лучший контроль локального затемнения, в результате чего общее впечатление от HDR может намного превосходить то, которое обеспечивает первый дисплей, удовлетворяющий всем сертификационным требованиям, но имеющий более слабую систему подсветки с краевым локальным затемнением. Второй дисплей не может быть классифицирован как "правильный" HDR-дисплей, несмотря на то, что на практике он ведет себя лучше. Выбор и реализация в дисплее конкретной технологии локального затемнения имеет большое значение.
При выборе телевизора с HDR вам достаточно обратить внимание на систему подсветки и наличие логотипа Ultra HD Premium, не исключая возможных несоответствий указанных в документации характеристик стандарту.
Можно ли перенести всё это на рынок мониторов? Тут опять дело обстоит более сложно. Во-первых, мы не считаем, что разрешение Ultra HD 3840 x 2160 необходимо большинству мониторов. Для экрана телевизора большого формата оно гораздо более важно, но на компьютерном мониторе обычного размера 24-27" данный вид разрешения вам не нужен. Изображение и без него будет достаточно резким и четким, при этом экран сможет обрабатывать контент более высокого разрешения (например, в формате Blu-ray Ultra HD), снижая разрешение без заметных потерь качества изображения – конечно, если вы будете смотреть на экран с немного большего расстояния, обычного для просмотра мультимедийного контента. Уже одно это создает проблемы с сертификацией по стандарту Ultra HD Premium.
Еще один спорный вопрос – максимальная яркость. В стандарте Ultra HD Premium указано значение 1000 кд/м 2 . Это хорошо для телевизора, который вы смотрите с расстояния нескольких метров, но как быть с компьютерным монитором, расстояние до которого обычно составляет около полуметра? Яркость 1000 кд/м 2 необходима для обеспечения максимальной детализации в ярких сценах, но фактически на близком расстоянии дает большую нагрузку на глаза. Это является аргументом в пользу снижения значения максимальной яркости для компьютерных мониторов, и хотя некоторые детали в световых эффектах и сценах с очень большой яркостью могут потеряться (при этом детализация все равно будет намного лучше, чем в SDR), вы избежите проблем, связанных с дискомфортом от высокой яркости на близком расстоянии. Мы здесь не даем однозначных рекомендаций за или против, а просто обозначаем область возможных разногласий.
Также в настоящее время в спецификации Ultra HD Premium не рассматривается обычный для ПК интерфейс DisplayPort. При том, что экран обязательно должен иметь порт HDMI 2.0a+ , который удобен для подключения внешних устройств, вероятно, нужно будет внести в спецификацию и DisplayPort для подключения к ПК. Теоретически, у вас может быть монитор сугубо для ПК без каких-либо портов HDMI, но с DP 1.4 для обеспечения поддержки HDR, и на текущий момент он не будет соответствовать стандарту Ultra HD Premium, который в части совместимых с HDR подключений требует наличия HDMI.
Возможно, нужно несколько альтернативных программ сертификации HDR-мониторов, в которых принимались бы во внимание рассмотренные здесь вопросы и которые помогли бы избежать черно-белой классификации в духе: "он не поддерживает стандарт Ultra HD Premium, значит, это «неправильный» HDR-экран". Мы считаем подобную аргументацию не вполне корректной.
На наш взгляд, в настоящее время способность компьютерного монитора поддерживать HDR определяется следующими параметрами (в порядке убывания важности):
1) Технология локального затемнения – предпочтительной является технология FALD, и чем больше зон, тем лучше.
2) Контрастность – 20 000:1 и более, как и для ТВ.
3) Глубина цвета и цветовой охват – дополнительное цветовое пространство дает заметную разницу при восприятии изображения.
4) Максимальная яркость – полная яркость 1000 кд/м 2 не является необходимой и не обязательно будет идеальным вариантом. И все же требуется яркость выше обычных 300-350 кд/м 2 , чтобы по достоинству оценить преимущества HDR по сравнению с SDR-экранами. На текущий момент, с учетом возможностей производителей панелей, оптимальными для широкого применения представляются значения максимальной яркости в районе 550-600 кд/м 2 .
5) Варианты подключения – для поддержки HDR вам потребуется порт HDMI 2.0a+ или DisplayPort 1.4, и, на наш взгляд, следует также рассмотреть DP в плане сертификации дисплеев в будущем.
6) Разрешение – для сравнительно небольших компьютерных экранов разрешение Ultra HD не является необходимым.
HDR на рынке компьютерных мониторов
Мы уже упоминали в начале, что термин HDR применительно к компьютерным мониторам стал использоваться все чаще, в том числе в пресс-релизах о готовящихся к выпуску моделях. И по-прежнему производители мониторов представляют мешанину из спецификаций в стремлении позиционировать свой экран как "HDR" – новое модное слово на этом рынке.
Вот, например, модель LG 32UD99 (см. рисунок выше), о которой заявлено: разрешение Ultra HD, цветовой охват 95% DCI-P3 и поддержка формата HDR10. Однако ни в спецификации, ни в материалах для прессы ничего не говорится об используемом варианте локального затемнения, и мы предполагаем там краевую подсветку. Указанные значения яркости – средняя яркость 350 кд/м 2 и максимальная яркость 550 кд/м 2 – не соответствуют пороговому требованию стандарта Ultra HD Premium – или полному значению яркости формата HDR10 – 1000 кд/м 2 . Это странно, поскольку LG специально обозначила поддержку HDR10 как одну из фишек своего экрана. То есть в данном случае HDR предлагается не в полном объеме, и есть ряд вопросов в части того, как это будет выглядеть на практике. В спецификации монитора LG используется следующий специальный логотип: "HDR for PC".
Еще большая путаница вышла с термином HDR применительно к монитору Dell S2718D. В пресс-релизе Dell заявлено в качестве резюме: "монитор Dell с поддержкой HDR разработан в расчете на пользователей ПК в соответствии со спецификациями, отличными от существующих ТВ-стандартов для HDR. Для получения более подробной информации внимательно изучите спецификации". Тут, по крайней мере, не обещают пользователям "полную поддержку HDR". Данный экран предлагает разрешение только 2560 x 1440, яркость 400 кд/м 2 и цветовой охват всего лишь 99% sRGB / Rec. 709. Ничего не сказано о технологии локального затемнения, и можно только догадываться, что они там предлагают для обеспечения так называемой поддержки HDR. Ни одна из спецификаций и рядом не стояла с ТВ-стандартами, на которые производители мониторов могли хотя бы ориентироваться.
Далее идет модель BenQ SW320 (также см. рис. выше) – специализированный экран, разработанный для профессиональной обработки фотографий. Здесь спецификация в части декларируемой поддержки HDR и некоторых аспектов производительности, по крайней мере, выглядит ориентированной уже на требования ТВ-стандарта: разрешение Ultra HD, 10-битная глубина цветопередачи и цветовой охват 100% DCI-P3. Заявленная яркость, однако, составляет только 350 кд/м 2 , так что снова возникают вопросы об итоговом качестве поддержки HDR.
Таким образом, в настоящее время на рынке компьютерных мониторов существует множество моделей, заявленных как "дисплеи с HDR", и целый ряд спецификаций, не отвечающих какому-либо единому стандарту. Похожая ситуация была и на рынке ТВ, когда появились первые телевизоры с HDR, и это стало одной из причин, почему Ultra HD Alliance разработал свою систему стандартизации и сертификации. Рано или поздно нечто подобное должно было произойти и на рынке компьютерных мониторов – заимствование или дополнение к стандарту "Ultra HD Premium" или что-то другое. В частности, у двух ведущих фирм-производителей видеокарт, похоже, есть свои собственные идеи на предмет сертификации и стандартов для HDR в этом сегменте. А в конце прошлого года VESA представила систему сертификации "DisplayHDR". Обо всем этом далее пойдет речь. На данный момент мы посоветовали бы вам быть внимательными, когда вы слышите термин "HDR" применительно к компьютерным мониторам, так как под ним действительно могут подразумевать очень разные вещи. Мы постараемся освещать в наших новостях и обзорах характеристики конкретных моделей, которые будут заявлены как дисплеи с поддержкой HDR.
Подход NVIDIA и игровые HDR-дисплеи с технологией FALD
В январе 2017 г. компания NVIDIA анонсировала разработку нового поколения технологии G-sync. Технология G-sync обеспечивает поддержку переменной частоты обновления и тем самым помогает повысить игровую производительность совместимых с ней видеокарт и дисплеев, а также избежать таких проблем, как разрывы изображения и заминки в играх, где частота кадров по ходу игры может изменяться. Новое поколение G-sync направлено на обеспечение также и поддержки HDR и носит наименование "G-sync HDR". Данная технология была разработана NVIDIA в партнерстве с AU Optronics – одним из крупнейших производителей экранных панелей. В отличие от HDR-телевизоров, мониторы с технологией G-sync HDR, сочетающие преимущества G-sync с поддержкой HDR-контента, были разработаны «с нуля», что позволило им избежать большинства проблем, связанных с задержками входного сигнала, которые были характерны для ТВ-дисплеев. Кроме того, и возможно это даже более важно с точки зрения поддержки HDR, есть информация, что новые экраны с G-sync HDR будут включать в себя систему подсветки с технологией FALD, позволяющей получить максимальный эффект от локального затемнения и собственно от HDR. По крайней мере, об этом говорят.
Также видны признаки того, что наряду с поддержкой HDR NVIDIA проводит работу в направлении соответствия дисплеев остальным требованиям стандарта Ultra HD Premium. Дисплеи с G-sync HDR будут иметь цветовой охват, очень близкий к DCI-P3. Необходимая ширина цветового охвата (~125% sRGB) будет достигаться за счет применения недавно разработанной технологии Quantum Dot. Технология Quantum Dot Enhancement Film (QDEF) используется для получения на экране более глубоких и насыщенных цветов. Впервые примененная в телевизорах класса high-end, QDEF-пленка покрыта наноскопических размеров точками, которые излучают свет строго определенного цвета в зависимости от размера точки, воспроизводя таким образом яркие, насыщенные и сменяющие друг друга оттенки во всем цветовом диапазоне – от темно-зеленых и красных до ярко-синих. Это современный более экономичный способ получения расширенного по сравнению с sRGB цветового охвата, без необходимости использования полностью дискретной (и более дорогой) светодиодной подсветки типа RGB-LED. Такая подсветка, дающая широкий цветовой охват, встречается иногда только в профессиональных экранах, а технологию Quantum Dot вы увидите на многих экранах любого сегмента рынка. Дисплеи класса мэйнстрим, мультимедийные и игровые будут массово использовать технологию Quantum Dot, если таковым окажется выбор производителей. Зависит это также и от выбора экранной панели и типа подсветки. Технология Quantum Dot может применяться в экранах с обычной W-LED подсветкой для увеличения цветового охвата, а также в экранах с матричной подсветкой, например, в новых экранах с поддержкой G-sync HDR. Тем не менее, применение технологии Quantum Dot не обязательно означает возможность поддержки HDR. Вы можете найти множество дисплеев с Quantum Dot, которые не предлагают HDR и не имеют матричной подсветки. Эти дисплеи используют Quantum Dot просто для увеличения цветового охвата и обеспечения передачи более живых и насыщенных цветов, что обычно приветствуется в играх и мультимедиа. Для дисплеев с HDR технология Quantum Dot является методом увеличения цветового охвата в том числе и с целью соответствия стандарту Ultra HD Premium. В дисплеях с технологией NVIDIA поддержка HDR осуществляется с помощью системы матричной подсветки для создания локального затемнения, и при этом используется технология Quantum Dot для расширения цветового охвата.
В 2017 г. было заявлено несколько дисплеев с поддержкой технологии G-sync HDR, первым из которых стал Asus ROG Swift PG27UQ. Данная модель использует 384-зонную подсветку FALD и предлагает разрешение 3840 x 2160 Ultra HD, максимальную яркость 1000 кд/м 2 , цветовой охват 125% sRGB и другие впечатляющие характеристики, например, частоту обновления 144 Гц (впервые на экране с разрешением Ultra HD). Конкуренцию составляют модели от Acer – Predator X27, и от AOC – AGON AG273UG. Все это 27-дюймовые модели, и здесь интересно посмотреть на реализацию технологии FALD для оптимальной поддержки HDR. Выход этих дисплеев в 2017 г. задержался, и вряд ли они появятся в 1 квартале 2018 г.
Также были представлены два экрана большего размера: Acer Predator X35 и Asus ROG Swift PG35VQ – 35-дюймовые ультраширокоформатные модели с 512 зонами подсветки FALD. Эти дисплеи предлагают разрешение 3440 x 1440 (что формально не соответствует требованию к разрешению Ultra HD 3840 x 2160), но при этом заявлены максимальная яркость 1000 кд/м 2 и цветовой охват 90% DCI-P3.
Возможно, что линия дисплеев с технологией NVIDIA G-sync HDR будет развиваться в направлении соответствия уже существующему стандарту "Ultra HD Premium", но, зная NVIDIA, легко предположить, что они могут ввести и свой собственный, "лучший" стандарт для сертификации экранов с поддержкой G-sync HDR. В официальном документе NVIDIA говорится, что "дисплей с HDR требует продуманных технических решений, обеспечивающих сочетание высокой яркости, высокой контрастности, широкого цветового охвата и высокой частоты обновления". Первые три требования представляют собой неотъемлемую часть спецификаций стандарта Ultra HD Premium, а последнее – это уже дополнение от NVIDIA, рассчитанное, судя по всему, на использование G-sync и стимулирование дальнейшего развития дисплеев с высокой (более 60 Гц) частотой обновления. Например, вышеупомянутые 27-дюймовые модели имеют частоту обновления 144 Гц, а 35-дюймовые модели предлагают 200 Гц. Так что скорей всего вместо логотипа Ultra HD Premium соответствующие дисплеи будут носить логотип "NVIDIA G-sync HDR". Время покажет.
Отдельное замечание с точки зрения использования видеокарт: GPU от NVIDIA с архитектурами Maxwell и Pascal поддерживают формат HDR10 через интерфейсы DisplayPort и HDMI, причем NVIDIA непрерывно отслеживает и оценивает новые форматы и стандарты, как только они появляются.
Подход AMD и технология FreeSync 2
В прошлом году AMD анонсировала свою новейшую разработку в области технологии переменной частоты обновления FreeSync, успешно развивающейся с 2015 г. Новая версия технологии, которая называется FreeSync 2, также касается главным образом частоты обновления экрана, но уже с учетом поддержки высокого динамического диапазона (HDR). Она разработана не с целью замены FreeSync, а как всестороннее решение вопроса, что AMD и ее партнеры на рынке мониторов и компьютерных игр могут сделать для повышения качества игрового процесса в классе high end. FreeSync 2 в большей степени ориентирована на высокий ценовой сегмент игрового рынка, что объясняется стоимостью разработки этой технологии.
В центре разработки стоит поддержка HDR. Как неоднократно заявлял Брэндон Честер (Brandon Chester) на сайте Anandtech, дела с поддержкой дисплеями технологий нового поколения под управлением Windows обстоят в лучшем случае хаотично. Высокое разрешение HiDPI не работает как надо, и пока не принято никакого всестороннего и последовательного решения в сфере поддержки мониторов с HDR и/ или цветовым охватом больше sRGB. Последние обновления Windows 10 немного помогли, но они не решают всех проблем и очевидно не рассчитаны на геймеров, у которых более старые операционные системы. В Windows просто нет подходящих встроенных каналов поддержки HDR, поэтому использовать HDR-экран вместе с Windows затруднительно. Другая проблема – у мониторов с HDR могут быть дополнительные входные задержки, создаваемые их внутренними процессорами.
Во FreeSync 2 эти вопросы решаются путем изменения системы передачи данных дисплея целиком, что должно устранить проблемы с Windows и по возможности разгрузить монитор. Технология AMD FreeSync 2 по сути представляет собой оптимизацию системы передачи данных дисплея с целью облегчения поддержки HDR и широкого цветового охвата, а также для улучшения производительности экрана. Это также способствует уменьшению задержки, в том числе дополнительных входных задержек (input lag) при обработке HDR-сигнала. Про технические подробности и требования можно почитать на сайте Anandtech.
Поскольку все карты AMD с FreeSync 1 (в т.ч. с архитектурой GCN 1.1 и более новые) уже поддерживают и HDR, и переменную частоту обновления экрана, FreeSync 2 также будет работать на этих картах. Все GPU с поддержкой FreeSync 1 смогут поддерживать и FreeSync 2. Нужно будет только обновить драйверы.
В то время как мы предполагаем, что спецификации FreeSync 2 только подходят к стадии сертификации, уже появилось несколько мониторов с поддержкой FreeSync 2. Например, модель Samsung C32HG70 поддерживает AMD FreeSync и HDR. Данная модель использует краевую подсветку для создания локального затемнения и не соответствует спецификациям Ultra HD Premium – это говорит о том, что подход AMD к поддержке HDR, возможно, является более гибким.
Стандарты DisplayHDR
Как мы уже не раз говорили, HDR-стандарт Ultra HD Premium был разработан для ТВ-экранов. И вот, в конце 2017 г. VESA представила свою новую систему сертификации "DisplayHDR" – уже для компьютерных мониторов. Она была разработана при участии более чем 20 компаний, включая AMD, NVIDIA, Samsung, Asus, AU Optronics, LG.Display, Dell, HP и LG, и представляет собой "первый полностью открытый стандарт в отрасли компьютерных дисплеев, определяющий качество HDR-изображения и соответствующие требования к следующим характеристикам: яркость, цветовой охват, глубина цветопередачи и время отклика при увеличении яркости".
В первом релизе DisplayHDR версии 1.0 основное внимание они уделили LCD-дисплеям, оставив, судя по всему, вопросы HDR-сертификации OLED и других технологий на будущее. Для компьютерных LCD-дисплеев в системе сертификации DisplayHDR введено 3 уровня: нижний, средний и высокий. Классификация VESA выглядит следующим образом (цитируем):
Начальный уровень HDR
|
Значительный шаг вперед по сравнению с SDR:
|
Высокопроизводительные мониторы для компьютеров и
|
Настоящий высококонтрастный HDR с заметными световыми эффектами:
|
Компьютерные мониторы для профессионалов, энтузиастов и разработчиков контента
|
HDR экстра-класса с локальным затемнением, высокой контрастностью и продвинутыми зеркальными световыми эффектами:
|
Характеристики, выбранные в качестве классификационных критериев, также приведены на сайте VESA в следующей таблице:
| Характеристика | Расшифровка | Обычный дисплей (SDR) | DisplayHDR400 | DisplayHDR600 | DisplayHDR1000 |
| Яркость, кд/м 2 , не менее | |||||
| Максимальная локальная яркость | Яркость небольшой области экрана (зеркальные световые эффекты в играх и фильмах) | 250-300 | 400 | 600 | 1000 |
| Максимальная мгновенная общая яркость | Яркость при воспроизведении кратковременных вспышек света во весь экран (взрывы и световые спецэффекты в играх и фильмах) | 250-300 | 400 | 600 | 1000 |
| Максимальная средняя общая яркость | Яркость при длительном воспроизведении статических сцен с большой яркостью (в т.ч. при создании контента, включая обработку фото) | 250-300 | 320 | 350 | 600 |
| Уровень черного, кд/м 2 , не более | |||||
| Угловой максимум | Показывает величину контрастности, которая может быть достигнута на LCD-экранах уровня 600 и 1000 (при использовании локального затемнения) | 0,50-0,60 | 0,40 | 0,10 | 0,05 |
| Туннельный максимум | Показывает, что в части контрастности LCD-панель удовлетворяет требованию 955:1 (при использовании общего или локального затемнения) | 0,50-0,60 | 0,10 | 0,10 | 0,10 |
| Цветовой охват | |||||
| Минимальный цветовой охват в формате CIE 1976 u, v | Цветовое пространство на базе BT.709/sRGB и DCI-P3 для гарантированного обеспечения лучшей цветопередачи. Ориентировано на актуальные стандарты для цифрового кино и веб-контента, в противоположность заданию процентов от NTSC | не более 95% sRGB | 95% ITU-R BT.709 | 99% ITU-R BT.709 и 90% DCI-P3 65 (SMPTE RP 4 31-2) | |
| Глубина цветопередачи, бит на канал, не менее | |||||
| Разрядность сигнала | В большинстве современных дисплеев используются 6-битные пиксель-драйверы и эмуляция 8-битного качества изображения с помощью алгоритмов дизеринга. Для уровня DisplayHDR 600 и 1000 требуется 10-битная глубина цвета – получаемая как минимум путем использования 8-битных драйверов и 2-битного дизеринга | 8 | 10 | 10 | 10 |
| Разрядность пикселя | 6 | 8 | 8 | 8 | |
| Время отклика, не более | |||||
| Время отклика при увеличении яркости (от черного к белому) | Для LCD-панелей с локальным затемнением данный параметр показывает уровень синхронизации основного видеосигнала и сигнала, управляющего яркостью подсветки. Если задержка слишком велика, преимущества высокого динамического диапазона (HDR) заметно снижаются. Как правило, время отклика при увеличении яркости оказывается значительно меньше 8 кадров | N/A | 8 кадров | 8 кадров | 8 кадров |
Поскольку сама идея ввести некоторое единообразие на рынке компьютерных мониторов с HDR представляется нам весьма целесообразной, мы также выскажем свои соображения по этому поводу. Основное беспокойство вызывают очень низкие требования к HDR-дисплеям начального уровня, что может подтолкнуть ряд производителей к недобросовестному и вводящему в заблуждение маркетингу. Может быть, именно под их давлением VESA приняла настолько низкие требования, позволяющие им зацепиться за модную тему и продавать свои экраны, сертифицированные как "HDR"? Мы уже ждем появления на рынке множества экранов с сертификатом "DisplayHDR 400", который обещает покупателю поддержку HDR-контента и соответствующую производительность. Плохо информированный пользователь может принять это за чистую монету, тогда как на самом деле, насколько мы можем судить, уровень 400 данной классификации не предлагает ничего такого, что по техническим характеристикам и возможностям приближало бы экран к настоящему HDR. Мы не видим, по каким реальным параметрам эти экраны будут значительно превосходить большинство дисплеев, которые были доступны еще до появления HDR. Поясняем.
Если вы посмотрите на требования стандарта к уровню DisplayHDR 400, то увидите там 8-битное качество изображения, но IPS и VA панели с диагональю 27" и выше уже соответствуют этому требованию. Многие панели TN Film (в том же размерном ряду) также 8-битные. Для повышения контрастности в стандарте предусмотрена только поддержка технологии общего затемнения. Она работает только с яркостью всего экрана целиком в зависимости от содержания конкретной сцены, другими словами – это давно известная технология динамической контрастности (DCR). Да, на практике она несколько повышает динамическую контрастность, но DCR в значительной мере утратила популярность и уже давно. Многим людям она не нравится, а главное – такой экран не покажет реальных преимуществ HDR по сравнению с той картинкой, которую может обеспечить и система DCR-подсветки. Именно локальное затемнение с дискретным контролем подсветки в небольших зонах определяет способность экрана воспроизводить HDR-изображение, что и отличает его от обычных экранов. И, честно говоря, мы считаем, что экран без локального затемнения, осуществляемого тем или иным способом, не должен позиционироваться на рынке как HDR. Требование к максимальной яркости – всего 400 кд/м 2 – значение, которое достигнуто уже в ряде дисплеев, появившихся еще до HDR. Даже при том, что сегодня большинство дисплеев предлагают яркость 300-350 кд/м 2 , небольшая надбавка до 400 кд/м 2 не создает существенного отличия. Это нисколько ни приближает нас к максимальным значениям яркости в форматах HDR10 и Dolby Vision (и других). В таблице спецификаций указаны также требования к контрастности, которая для этих экранов должна составлять "как минимум 955:1"... и уже достигается в большинстве современных панелей. Хотя значение, указанное в таблице для "туннельной" характеристики, обещает нам контрастность как минимум 4000:1. И наконец, в части цветового охвата для уровня DisplayHDR 400 требуется только 95% цветового пространства ITU-R BT.709, т.е. по сути 95% sRGB, что сегодня тоже может обеспечить почти каждый дисплей.
Теперь вы можете понять, почему нас волнует стандарт начального уровня DisplayHDR 400 – результатом его принятия может стать массовое злоупотребление HDR-сертификацией дисплеев, которые очень мало отличаются (или совсем не отличаются) от обычных моделей. Стандарты DisplayHDR 600 и 1000, к счастью, более адекватны, и уже относятся к области того, что мы назвали бы хорошим или правильным HDR. Для уровня DisplayHDR 600 требуется максимальная яркость 600 кд/м 2 , которая является заметным шагом вперед по сравнению с обычными дисплеями и соответствует высокой яркости HDR-контента. Кроме того, уровень 600 предполагает поддержку 10-битного цветового сигнала (глубина цвета – 8-bit + FRC), контрастность 6000:1, и главное – обязательное применение локального затемнения. Требуемый цветовой охват также увеличен до 90% DCI-P3, что уже приближается к стандартам для ТВ. В эту среднюю категорию HDR-дисплеев хорошо вписываются такие модели, как Samsung C32HG70.
Топовый уровень DisplayHDR 1000 очень близок к ТВ-стандарту Ultra HD Premium. Здесь требуется максимальная яркость 1000 кд/м 2 , контрастность от 20 000:1, поддержка 10-битной глубины цвета (8-bit+FRC как минимум) и цветовой охват 90% DCI-P3. И снова – необходимость использования локального затемнения. Мы предполагаем, что в большинстве моделей с таким уровнем яркости нужно будет применять технологию FALD, хотя в данной программе сертификации она не указана в качестве специального требования. Еще один интересный момент: для уровней 600 и 1000 указано "время отклика при увеличении яркости" (от черного к белому). Эта характеристика не имеет отношения ко времени отклика пикселя в привычном смысле, а определяет, насколько быстро срабатывает подсветка при переходе от черного изображения к белому – т.е. сколько времени занимает переход от минимальной яркости темной HDR-сцены к максимальной яркости белого пятна, когда оно появляется. Малое время отклика подсветки гарантирует отсутствие раздражающих запаздываний при затемнении и осветлении изображения, а также размытых шлейфов за движущимися объектами. В стандарте VESA DisplayHDR время отклика определяется при переходе от порогового уровня яркости 10% к максимальной яркости. Для HDR-дисплеев 600 и 1000 VESA установила максимальное время отклика – 8 кадров, при этом они предполагают, что в большинстве случаев эта величина будет меньше. На экране с частотой кадров 60 Гц 8 кадров эквивалентны примерно 133,33 мс, что намного меньше, чем, например, аналогичное время отклика у монитора Dell UP2718Q (около 624 мс). Интересно посмотреть, много ли дисплеев на сегодняшний день удовлетворяют данному требованию. На частоте 100 Гц время отклика не должно превышать 80 мс, а на 144 Гц оно должно быть не более 55,56 мс.
Стандарт VESA не предъявляет специальных требований к разрешению и соотношению сторон HDR-экрана. Мы считаем это хорошей идеей, с учетом разнообразия разрешений, размеров и форматов компьютерных мониторов. Характеристики аудиосистемы также остались за кадром, поскольку они не имеют отношения к HDR. Кроме того, VESA стала первой организацией в области стандартизации и сертификации, которая разрабатывает открытую методику тестирования, которая позволит пользователям проверить HDR-экран без необходимости вкладывать средства в дорогостоящее лабораторное оборудование. Тест DisplayHDR будет доступен в 1 квартале 2018 г.
В наших следующих обзорах HDR-дисплеев мы будем рассматривать их характеристики с точки зрения разных стандартов, а также – по мере его появления – новое программное обеспечение для их тестирования.
Заключение
Подводя итоги, можно сказать, что технология HDR разрабатывается для получения более динамичной картинки и подкрепляется тем обстоятельством, что необходимое повышение контрастности должно осуществляться при наличии ограничений, обусловленных технологиями экранных панелей. Она предполагает значительное улучшение характеристик экрана и представляет прогрессивную тенденцию в области технологий дисплеев. Существует несколько способов осуществления поддержки HDR с помощью управления подсветкой, при этом некоторые из них являются более эффективными (наиболее предпочтителен метод матричной подсветки). На рынке ТВ технология HDR развивается уже в течение двух-трех лет, во многом благодаря появлению большого количества игр и фильмов в HDR-формате. Производители телевизоров, говоря о HDR, склонны объединять высокий динамический диапазон с другими характеристиками экранов, а именно с высоким разрешением (как правило, Ultra HD 3840 x 2160) и широким цветовым охватом (близким к DCI-P3). Вследствие возникшего на рынке ТВ злоупотребления термином HDR и появления множества разных спецификаций и стандартов для ТВ-экранов был учрежден альянс Ultra HD Alliance – с целью наведения порядка. Эта организация разработала программу сертификации "Ultra HD Premium", где были определены требования к экрану в части HDR, характеристик цветности, разрешения и др. Данные требования стали своего рода «золотым стандартом» для телевизоров с HDR.
На рынок компьютерных мониторов технология HDR пришла позже. С точки зрения просмотра контента использовать HDR c помощью ПК все еще довольно сложно, но подключение к монитору внешних устройств, таких как проигрыватели Blu-ray Ultra HD и современные игровые консоли, значительно облегчает ситуацию. С точки зрения параметров самого дисплея, в отличие от уже устоявшегося рынка ТВ, нет полной ясности в интерпретации термина HDR применительно к компьютерному монитору, и предлагаются совершенно различные спецификации. Одним словом, порядка пока нет. NVIDIA и AMD разрабатывают свои подходы к стандартизации в этой области, причем технология NVIDIA G-sync HDR, судя по спецификации, ориентируется на существующий ТВ-стандарт Ultra HD Premium. Хотя VESA представила свою систему сертификации по стандарту DisplayHDR, мы, скорей всего, еще какое-то время будем оставаться в ситуации, подобной той, которая недавно была на рынке ТВ, когда тоже предлагались разные спецификации и трактовки наряду с общим (не)пониманием термина HDR. Все это будет существовать параллельно стандарту DisplayHDR с его тремя категориями, который тут вряд ли сильно поможет. Будьте внимательны при выборе монитора – "HDR" не всегда означает одно и то же.
Прогресс не стоит на месте, и со временем появляется всё больше и больше технологий, облегчающих жизнь владельца различных девайсов и увеличивающих уровень его удовлетворённости ими. Одной из них является относительно новая технология HDR, стремительно набирающая популярность.
HDR: что это такое?
HDR (High Dynamic Range, в переводе с английского «высокий динамический диапазон») – это технология запечатления изображений и видео в более высоком диапазоне яркости. Она позволяет как можно сильнее приблизить получившуюся картинку к тому, что человек видит собственными глазами в реальной жизни, то есть помогает сохранить её достоверность. По сути, технология соединяет несколько снимков, для качественного запечатления которых потребовалась бы разная экспозиция, в один, выделяя каждый объект.
К примеру, предположим, вам требуется сфотографировать фонтан в солнечный день. Яркое небо на фоне может мешать, потому что фонтан будет выглядеть либо слишком темным, либо слишком светлым. Для этого и существует HDR, которая в данном случае поможет сделать фотографию, на которой и фонтан, и небо сохранят присущую им в жизни яркость. Так технология работает в камерах, но применяется она не только в них. Найти её можно в телевизорах и некоторых других устройствах.
В искусстве фотографии технология нужна для того, чтобы подчеркнуть и выделить все детали. То есть, она должна делать тени более светлыми, а засветленные участки – более темными. Функция HDR съемки присутствует во многих смартфонах и в профессиональных камерах. Она действует таким образом, что несколько вариантов одного и того же фото, но с отличными уровнями выдержки и разной экспозицией, сливаются в одно. До появления автоматизированной HDR технологии некоторые фотографы «сливали» фото по тому же принципу вручную, делая несколько снимков с разной яркостью и объединяя их.
HDR функция сейчас встроена во многие телефоны. При съёмке нужно только активировать её, а остальное камера сделает сама. Нужно заметить, что запечатление снимков в этом режиме занимает больше времени, чем в обычном. Если технология отсутствует на самом смартфоне, есть множество приложений, которые позволяют привнесут ее на устройство.
Режим HDR хорошо подходит для съёмки при слабом освещении. Его не стоит использовать для запечатления движущихся объектов. Камеру во время съёмки нужно держать крепко и ровно, чтобы она также не двигалась. Так как, когда технология активна, камера одновременно снимает тёмную и светлую экспозицию одного и того же объекта или пейзажа, сам объект изменять нельзя. Необходимо отметить, что не всегда фотографии, сделанные в режиме HDR, являются лучше обычных. Иногда они могут выглядеть неестественно, поэтому не лишним будет сохранять и фото, сделанное с использованием режима, и обычное. Также HDR съёмка иногда может ухудшать качество готовой фотографии.
Технология сегодня поддерживается и дисплеями. Если в наше время есть довольно много телевизоров с HDR, то в смартфонах она встречаются все еще относительно редко. Те немногие модели, которые обзавелись поддержкой, обладают лучшей контрастностью и цветопередачей, более высокой яркостью. Соответствующий контент выглядит на них лучше всего, но и материалы, снятые не в HDR режиме, отражаются в улучшенном виде. Такие экраны делают изображения более яркими и насыщенными. Однако из-за того, что при использовании смартфона мы часто передвигаемся, меняя освещение и угол обзора, иногда сложно бывает оценить все возможности и преимущества дисплея с поддержкой этой технологии.
Экран смартфона, чтобы обладать технологией, должен иметь пиковую яркость как минимум в 540 нит, но это отрицательно сказывается на времени автономной работы устройства – разряжается оно значительно быстрее, нежели модели с обычными дисплеями. Поэтому логично, что при внедрении технологии желательно, чтобы смартфон имел внушительную емкость аккумулятора, а также поддерживал . Более высокий диапазон яркости, в свою очередь, гарантирует более высокое качество HDR. Технология даёт много преимуществ при просмотре изображений и видео, поэтому вполне возможно, что в будущем такие экраны станут стандартными для смартфонов.
Задача перед HDR технологией стоит одна и та же и в телефонах, и в телевизорах. Она нужна, чтобы сделать изображение более гармоничным, а его цветовое наполнение – более разнообразным и приближенным к реальности. Однако, принцип работы технологии в разных девайсах несколько отличается. Если работа HDR в камерах во многом направлена на детализацию изображения, то в телевизорах она преимущественно нацелена на улучшение цветов.
В 2016 году различные компании в огромном количестве стали выпускать телевизоры, поддерживающие формат HDR. Такие телевизоры ориентированы, в первую очередь, на оптимизацию яркости изображения. Они отличаются более совершенной, по сравнению с другими моделями, цветопередачей и более высоким диапазоном контрастности. Они способны передавать огромное количество разных оттенков всевозможных цветов и полутонов. Это делает картинку на экране более объёмной и приятной для глаза, ведь она начинает выглядеть реалистичнее. Сама технология в телевизорах имеет несколько отдельных форматов, самым популярным из которых является HDR10.
Конечно же, не всегда бывает достаточно того, чтобы телевизор поддерживал HDR. Для полного наслаждения преимуществами этого формата просматриваемый контент должен ему соответствовать. Хоть HDR телевизоры и показывают в качественном виде любое изображение благодаря более высокой яркости и улучшенной подсветке, в идеале само видео должно также поддерживать HDR. Подобного контента на данный момент можно найти не так много, но его количество быстро увеличивается.
Сейчас практически каждый 4К-телевизор поддерживает HDR. Их нельзя назвать бюджетными вариантами, но они хорошо подойдут для людей, которым очень важны качество изображения и красивая, насыщенная картинка. Самые недорогие модели могут не совсем исчерпывающе выполнять свои функции, так как часто они не обладают достаточной пиковой яркостью.
Подведем итог
Технология HDR имеет огромный потенциал для развития в будущем. Не будет переоценкой её возможностей сказать, что эта технология более перспективна, чем продвижение высокого разрешения экранов. Качественные цвета и красивое отображение фотографий и видео привлекают всех. Пройдёт время и девайсы, поддерживающие HDR, перестанут быть на рынке относительной редкостью.
