Co właściwie oznacza HDR
HDR, czyli wysoki zakres dynamiki, opisuje zdolność wyświetlacza do odtwarzania szerszego zakresu poziomów luminancji - od głębokich cieni po intensywne światła - w ramach jednego obrazu. W praktyce oznacza to, że wyświetlacz może jednocześnie pokazywać jasne i ciemne obszary, bez zacierania się jednego.
Koncepcja wywodzi się z fotografii i kinematografii, gdzie uchwycenie szerszego zakresu tonalnego zawsze było wyzwaniem. W przypadku technologii wyświetlania HDR jest definiowany przez określone standardy: HDR10, Dolby Vision i HLG (Hybrid Log-Gamma) to najczęściej stosowane odniesienia, a każdy z nich ma inne wymagania dotyczące maksymalnej jasności, głębi kolorów i obsługi metadanych.
W przypadku wyświetlaczy LED właściwości fizyczne paneli sprawiają, że wdrożenie HDR jest zarówno technicznie wykonalne, jak i bardziej wymagające niż w przypadku ekranów LCD.
Wymagania techniczne stojące za HDR
HDR nie jest pojedynczą funkcją, którą można włączyć. Zależy to od kombinacji możliwości sprzętowych współpracujących ze sobą.
Szczytowa jasnośćStandardowe wyświetlacze zazwyczaj działają w zakresie 400–1000 nitów. Treści HDR są masterowane przy szczytowych poziomach luminancji wynoszących 1000 nitów (HDR10) lub do 4000 nitów i więcej (Dolby Vision). Aby wyświetlacz LED wiernie prezentował treść HDR, jego szczytowa jasność musi być wystarczająca do renderowania wartości podświetlenia, - w przeciwnym razie obraz będzie po prostu-zmniejszony tonowo, co ograniczy korzyści wizualne.
Zewnętrzne wyświetlacze LED często osiągają jasność 5 000–8 000 nitów, co zapewnia im wystarczającą przestrzeń do renderowania HDR. Wyświetlacze wewnętrzne zwykle działają przy jasności 600–1500 nitów, a to, czy rzeczywiście mogą zapewnić HDR, zależy od sposobu zarządzania tą jasnością w pełnym zakresie luminancji, a nie tylko w szczycie.
Głębia bitowa i precyzja skali szarościTreść HDR jest kodowana z 10-bitową lub 12-bitową głębią kolorów w porównaniu do 8-bitowego standardu dla treści SDR (Standard Dynamic Range). 10-bitowy panel może reprezentować 1024 poziomy na kanał kolorów, co jest niezbędne do uzyskania płynnych przejść gradientowych na jasnym niebie, odcieniach skóry i ciemnych obszarach.
Wyświetlacze LED korzystające z 16-bitowego przetwarzania wewnętrznego - nawet przy wysyłaniu sygnałów 10-bitowych - zwykle zapewniają płynniejsze przejścia w zakresie średniej i niskiej luminancji, gdzie ludzkie oko jest najbardziej wrażliwe na pasma.
Objętość koloruSama gama kolorów nie definiuje możliwości HDR. Głośność kolorów odnosi się do zakresu kolorów, jakie wyświetlacz może odtworzyć w pełnym zakresie jasności. Wyświetlacz może pokrywać DCI-P3 przy 100 nitach, ale wykazywać znacznie zmniejszone nasycenie przy 1000 nitach. HDR wymaga spójnej reprodukcji kolorów przy podwyższonej jasności, co stawia wymagania w zakresie jakości chipów LED i precyzji układu scalonego sterownika.
Wejście sygnału i przetwarzanieWyświetlacz musi odbierać i poprawnie interpretować sygnały HDR. Wymaga to wejścia HDMI 2.0 (lub nowszego) lub DisplayPort 1.4 oraz kontrolera zdolnego do odczytu metadanych HDR. Metadane statyczne (używane w HDR10) informują wyświetlacz o maksymalnym i minimalnym poziomie luminancji całego fragmentu treści. Dynamiczne metadane (używane w Dolby Vision) dostosowują mapowanie tonów klatka po klatce.
Jeśli kontroler odbiorczy nie obsługuje analizowania metadanych HDR, obraz może być wyświetlany nieprawidłowo - albo przycinając jasne obszary, albo błędnie przedstawiając poziomy czerni.
Jak HDR ma różne zastosowanie w różnych typach wyświetlaczy LED
Do użytku w pomieszczeniach-Dokładna dioda LEDWyświetlacze-o wysokiej rozdzielczości (od P1.2 do P2.5) są często używane w sterowniach, studiach nadawczych i wysokiej klasy środowiskach konferencyjnych-, gdzie liczy się dokładność kolorów. Aplikacje te coraz częściej określają zgodność z HDR, szczególnie w przypadku współpracy z procesami produkcji wideo. Wyzwaniem jest tutaj osiągnięcie wystarczającej jasności szczytowej przy zachowaniu niskiego poziomu czerni -, co jest bezpośrednio związane z projektem współczynnika kontrastu.
Zewnętrzna stała dioda LEDInstalacje zewnętrzne mają przewagę w zakresie jasności, ale napotykają inne ograniczenia: światło otoczenia. W bezpośrednim świetle słonecznym odczuwalny współczynnik kontrastu znacznie spada, co wpływa na to, jak treść HDR jest odbierana przez widza. Lokalne przyciemnianie - to technika stosowana w niektórych projektach szaf zewnętrznych - może poprawić postrzegany kontrast poprzez zmniejszenie jasności w ciemniejszych obszarach obrazu.
Dioda LED wynajmu i wydarzeniaHDR ma coraz większe zastosowanie w przypadku wydarzeń na żywo i scen-gotowych do transmisji. Gdy na zdjęciach z aparatu pojawiają się ściany LED, wyświetlacz musi być zgodny z ustawieniami przechwytywania HDR aparatu. Niedopasowane krzywe gamma między wyświetlaczem a aparatem prowadzą do-prześwietlonych świateł lub płaskich, niedoświetlonych-obrazów na ekranie.