Wirtualne Media

Co to jest HDR, jaki telewizor najlepiej go wyświetla i dlaczego jest to LG OLED

W minionych latach obserwowaliśmy nieustanną, stopniową ewolucję jakości obrazu wyświetlanego przez telewizory – udoskonalano takie parametry jak rozdzielczość czy odwzorowanie kolorów. Jednak rok 2016 to czas, w którym producenci zaczęli skupiać się także na realności wyświetlanych treści, dlatego kluczową kwestią stał się zakres tonalny. Firma LG wprowadza do Polski nową linię telewizorów OLED, które posiadają certyfikat Ultra HD Premium, przyznawany przez branżowe konsorcjum UHD Alliance, jako potwierdzenie zgodności z surowymi wymaganiami dotyczącymi między innymi rozdzielczości, szerokiego zakresu tonalnego, maksymalnej jasności, poziomów czerni, szerokiej palety barw oraz jakości dźwięku.

Czym jest poszerzony zakres tonalny (HDR)?

Wraz z coraz częstszym pojawianiem się standardu Ultra HD, popularność zyskała także technologia HDR (z ang. High Dynamic Range) pozwalająca wyświetlić obraz o dużej rozpiętości tonalnej - ukazujący detale zarówno w bardzo jasnych jak i ciemnych obszarach. Ujęcie robione w technologii HDR poddawane jest „spłaszczeniu” tak, by mogło zostać oddane poprawnie na ekranie SDR (o standardowym zakresie dynamiki). Uzyskujemy zatem obraz o większej ilości szczegółów, jednak nadal daleki od tego co widzimy w rzeczywistości. Wyświetlacze obsługujące technologię HDR pozwalają natomiast oddać te wyższe stopnie światła, zawarte w jasnych partiach obrazu bez „spłaszczania”. Innymi słowy, oddać lepiej to co było widziane przed kamerą.

Porównanie zakresów tonalnych, standardowego (SDR) oraz poszerzonego (HDR)

Dotychczasowe wyświetlacze SDR miały ograniczoną jasność do ok. 100cd/m2, ponieważ ograniczenia techniczne ekranu nie pozwalały na uzyskanie lepszego wyniku.  W prawdzie współczesne telewizory potrafią pokazać jaśniejszy obraz, jednak w studiach filmowych i graficznych nie stosowano do tej pory takich ustawień, toteż rozjaśnienie wyświetlacza nadmiernie rozjaśniało obraz jako całość. Technologia HDR zmienia to podejście i ustala maksymalną jasność znacznie, znacznie wyżej – nawet do 10 000cd/m2. To ponad 100-krotny wzrost! Dzięki wprowadzeniu takich zmian na poziomie norm, treść, która trafi na nasz ekran nie będzie nadmiernie jaskrawa i męcząca dla zmysłu wzroku. Jedynie detale, zakodowane jako najjaśniejsze zyskają na intensywności. Dzięki temu obraz będzie bliższy temu rzeczywistemu.

Obecne standardy pozwalają zapisać obraz o jasności do 10 000cd/m2. Konsorcjum UHD Alliance, nadaje swój certyfikat Ultra HD Premium wyświetlaczom mającym potencjał 1 000cd/m2. To dziesięciokrotnie mniej niż maksimum, ale także dziesięciokrotnie więcej niż to, co przez lata oferowali producenci telewizyjni. Większość z nich wciąż oferuje treści w standardowym zakresie tonalnym, co oznacza, że podczas procesów związanych z postprodukcją, dystrybucją oraz wyświetlaniem, następuje częściowa utrata informacji o oryginalnym obrazie.

<Porównanie zakresów tonalnych SDR i HDR>

Zastosowanie technologii poszerzonego zakresu tonalnego (HDR) pozwala na zachowanie kontrastu oraz kolorów oryginalnej produkcji w dużo większym stopniu. Wyświetlacz zgodny z HDR jest w stanie odebrać większą ilość informacji o kolorach i kontraście, a następnie przetworzyć je na obraz lepszej jakości (odnośnik) - dzięki poszerzonemu zakresowi tonalnemu jest on o wiele bardziej zbliżony do rzeczywistości widzianej przez ludzkie oko.

Dolby Vision vs. HDR10

Najpopularniejsze dostępne na rynku standardy HDR to HDR10 oraz HDR Dolby Vision. Z perspektywy jakości obrazu, HDR Dolby Vision ma pewne przewagi. HDR10 współpracuje ze statycznymi metadanymi - są to niezbędne dla wyświetlacza informacje, takie jak ustawienia jasności sprzętu, z którym pracował reżyser. Dolby Vision posiada dodatkowo dynamiczne metadane przypisane do poszczególnych scen i klatek filmów. Znając takie parametry, telewizor jest w stanie oddać obraz tak, jak przewidział to autor obrazu.

Różnica pomiędzy dwoma standardami HDR sprowadza się do tego, że HDR10 narzuca jedną wartość jasności reżyserskiej dla całego filmu, a bogatszy Dolby Vision precyzuje ją niezależnie dla każdej klatki. W praktyce oznacza to, że jeśli reżyser pracował na wyświetlaczu o naprawdę dużym potencjale, to nasz telewizor będzie stale wyświetlał znaczną część obrazu ze skompresowanymi i przyciemnionymi przejściami tonalnymi (by potencjalnie nie zlały się w jednolitą plamę). Problem w tym, że w filmie może być wiele scen, które wcale nie wykraczałyby ponad możliwości konkretnego telewizora, ale pojedyncza wartość jasności monitora reżyserskiego nie pozwoli tego stwierdzić.

W całkowicie innej sytuacji znajdujemy się w przypadku Dolby Vision. Tu precyzyjnie określona wartość szczytowej jasności, przypisana do każdej, pojedynczej klatki obrazu, pozwoli wykorzystać maksymalny potencjał w każdej scenie. Ewentualna kompresja tonów i przyciemnienie nastąpi wyłącznie tam gdzie to konieczne, zachowując możliwie dużą ilość szczegółów.

Druga przewaga technologii HDR Dolby Vision to rozwiązane nazwane Display Mapper (Inteligent Mapping Engine). Każdy piksel obrazu HDR Dolby Vision posiada dokładnie określoną jasność, pakiet dynamicznych metadanych oraz informacje o używanym ekranie. Inteligent Mapping Engine używając specjalnych algorytmów dostosowuje wyświetlany obraz do danego telewizora po to, by zaprezentować treści zgodnie z intencjami twórców i wykorzystać cały potencjał urządzenia – co w przypadku matrycy OLED jest niezwykle istotne.

Dlaczego LG OLED?

Nocne niebo nie wszędzie wygląda tak samo spektakularnie. Sztuczne światło rozproszone w atmosferze sprawia, że bardzo trudno jest dostrzec gwiazdy i inne obiekty astronomiczne o małej jasności. Matryca OLED pozwala uzyskać idealnie czarny obraz, ciemny jak nocne niebo w miejscach odległych od skupisk ludzkich, takich jak Biegun Północny czy środek pustyni.

Duża jasność ekranu nie zawsze przekłada się na wyższą jakość obrazu. Chociaż matryca LCD ma tutaj nieco większe możliwości niż OLED, nie pozwala na pełne odwzorowanie obrazu HDR, ponieważ wymaga stosowania modułów podświetlenia, których nie da się całkowicie wyłączyć. Innymi słowy, telewizory LCD mają ograniczoną zdolność do odwzorowywania ciemnych obiektów, ponieważ ich ekran nie może być idealnie czarny.

<Zakres tonalny na ekranie telewizora: LCD w porównaniu do OLED>

Diody organiczne, które stanowią samodzielne źródło światła, pozwalają precyzyjne odwzorować bardzo małe wartości luminancji, w tym idealną czerń. Dzięki temu matryce OLED posiadają najwyższy współczynnik kontrastu na rynku oraz szerszy niż w wyświetlaczach LCD zakres tonalny, dzięki czemu mogą wyraźne odwzorować żywych szczegóły nawet w najciemniejszych obszarach obrazu.

Regulowanie jasności poszczególnych pikseli (OLED) vs. przyciemnianie lokalne (LCD)

Jakoś obrazu HDR na telewizorach LG OLED dodatkowo podwyższa funkcja indywidualnego regulowania jasności pikseli matrycy OLED (Pixel Dimming). W przeciwieństwie do paneli LCD, w których podświetlenie LED jest regulowane lokalnie na całych fragmentach ekranu, w matrycy OLED każdy piksel pracuje niezależnie. Diody organiczne pozwalają wyświetlić wyraźne, żywe barwy oraz detale, które są dobrze widoczne nawet wtedy, gdy bezpośrednio obok siebie znajdują się niewielkie jasne obiekty oraz bardzo ciemne obszary (jak np. rozgwieżdżone niebo). Na ekranie telewizora LCD, wokół jasnych miejsc występuje poświata (brzegi jasnych obszarów są rozmyte) wynikająca z lokalnego podświetlenia matrycy. Podobny efekt diody LED tworzą przy wyświetlaniu całkowicie czarnego obrazu - jaśniejsze obszary przypominające efekt winietowania pojawiają się  przy górnej oraz dolnej krawędzi ekranu.

<Porównanie obrazów testowych na matrycy OLED oraz LCD>

W ocenach wielu ekspertów z całego świata matryca LG OLED jest uznawana za idealny wyświetlacz. Czysta czerń pozwala na uzyskanie bogatszej palety barw, piksele emitujące światło sprawiają, że panel LG OLED doskonale nadaje się do wyświetlania obrazu HDR. Telewizory LG OLED z oferty na rok 2016 są zgodne z formatami HDR10 i Dolby Vision zatwierdzonymi przez producentów elektroniki użytkowej, studia filmowe oraz czołowych nadawców. Kontentu w standardzie HDR Dolby Vision można obecnie znaleźć w ofertach serwisów strimingowych takich jak Netflix i Amazon.