מה זה Dolby Vision? הסבר מלא

חברת Dolby מפתחת אלגוריתם אשר יאפשר להציג צבעים בצורה הרבה יותר ונכונה מעל המסכים שלנו. כל מי שעמד מול ההדגמה ...


דולבי – קווים לדמות

למי שלא מכיר את דולבי, החברה הוקמה עוד בשנות השישים עם מטרה עסקית ברורה להתמקד בטכנולוגיות סאונד עם דגש על השוק המקצועי. כל מה שהחברה ראתה כבעל פוטנציאל לשוק הרחב עבר תהליך של רישוי – חברות צד שלישי שילבו את הטכנולוגיה במוצרים וההחזר היה על בסיס תמלוגים.

המוצר הראשון של החברה היה בתחום הפחתת רעש ההיס על קלטות אנלוגיות. את זה היא עשתה על ידי שינוי הטווח של האודיו. מכיוון שהרעש היה בעוצמה קבועה למדי, שינוי הטווח גרם לירידה של עוצמת הרעש ביחס לסיגנל (SNR = Signal to Noise Ratio). בהמשך החברה היתה מעורבת בשיטות קידוד שאיפשרו לסרטים להיות בסטריאו (Star Wars ו- Close Encounters).

כיום עיקר המודל העסקי של הסיבה הוא פיתוח טכנולוגיות ותמלוגים (דולבי דיגיטל הי תקן העיקרי של שידורים ואחסון תוכן בעולם הטלוויזיה).

הויז׳ן של דולבי

דולבי ויז׳ן מנסה לפתור בעיה מעניינת מעולם הוידאו. נתחיל בהסבר קצר על הבעייתיות של וידאו ב- 2014.

שני דברים קרו למסכים בשנים האחרונות. מסכים גדלו פיזית והממוצע כיום עולה מעל 50״, והרזולוציה עלתה. במקביל היכולות של המסכים מבחינת עיבוד תמונה, טווח צבעים וקונטרסט השתפרו גם כן.

מה לא השתנה? אנחנו עדיין עובדים ב- Rec. 709 הישן (והטוב?) וב-8 ביטים של צבע. אפילו הגאמה של שנות השלושים (2.2 הממולץ) נותר פחות או יותר כפי שהיה…

היו מספר נסיונות לשבור את המודל הזה. ראוי לציון נסיון הקווטרו של שארפ שהוסיף צבע משנה צהוב ל- RGB. עוד נסיון היה של סוני עם xvYCC שלא תפס.

ניקח גרדיאנט אפור פשוט וכאשר צופים בו במסך קטן הוא יראה אחיד ורציף. אם נגדיל את התצוגה, נקבל סט של פסים… אם המסך היה יודע שמדובר במעבר עדין הוא היה אולי יכול למרוח את זה, אל אין לו דרך לדעת או לעשות זאת מבלי לפגוע בחדות שאר התוכן. המצב עוד גרוע יותר כשמדובר בתוכן שמכווץ כהוגן – הוא כולל ארטיפקטים שכאשר נגדיל אותם יראו רע מאוד.

 מה זה Dolby Vision? הסבר מלא

בתחום טווח הצבעים – עולם הקולנוע עובד בגאמוט שנקרא DCI ואשר רחב יותר מאשר זה של טלויזיה HDTV. תקן Rec. 709 נקבע כשיפור של טווח הצבעים הישן (BT REC 601) – אך עדיין שימש כפשרה של מה שהאמינו שמסכים יצליחו להתמודד איתו בזמנו. כיום טווח הצבעים הזה בעיקר מגביל את המסכים ל- Rec. 709. מצד שני – ללא תוכן מותאם, נוצר מצב שבו נסיון לתקן על ידי המסך רק יגרום לתמונה לא טבעית.

מה זה Dolby Vision? הסבר מלא

המעבר ל UHD מחריף את הבעיה. המסכים יגדלו ובשל חוסר תוכן מקור – אנחנו ממשיכים להשתמש ב- Rec. 709 ו-8 ביטים. התקן החדש Rec. 709 אמור לפתור את הבעיה, אך לא בטוח שיתפוס בשל העובדה שתוכן צריך להיות מומר אליו מ DCI (שהוא צר יותר) וגרוע מכך – ללא מעבר ל-10 ביט לפחות, הוא פשוט יראה רע על מסכים גדולים (הוא יחריף את בעיית ה banding עם הפסים שציינתי קודם).

הזדמנות הפז לעבור למודל טוב יותר פוספסה. עם הגדרת תקני UHD היה צריך גם לקבוע מעבר ל 10 ביט ול- Rec. 2020. הבעיה? כל ביט מגדיל את רוחב הפס שנדרש. כך ש- UHD ב 10 ביט דורש קצב נתונים פי 5 מאשר 1080p סטנדרטי (תוספת של 25% בגלל שני ביטים נוספים ופי 4 רזולוציה).

מכיוון ש HDMI אינו מכווץ אלא מעביר מידע כמו שהוא, מדובר על קצבי נתונים עצומים באמת והתקן פשוט לא היה יכול לסחוב את עומס הנתונים הללו.

העובדה שאנחנו לא עוברים למספר גדול יותר של ביטים, מונע גם פיתרון של בעיית הקונטרסט. מרבית המסכים כיום משתמשים ב LCD המואר בתאורת LED שמתאימה את עצמה כל הזמן לוידאו המקור. הבעיה שהמסך צריך לנחש מה עוצמות האור שצריכות להופיע בכל זמן נתון (בכל סוג תאורה יהיה מנגנון שונה שינסה להבין מה מצב התאורה בסצינה ולהתאים את התאורה האחורית או הצידית בהתאם למספר האיזורים שקיימים במסך). מערכת התאמת התאורה יכולה לפספס לא פעם ולתת תמונה כהה כשהיא צריכה להיות בהירה וההיפך. מגבלת הביטים פוגעת גם כאן – המסך מוגבל רק ל 256 רמות אור (טכנית אפילו פחות מכיוון ש 16 הגוונים הכהים והבהירים שמורים ל BTB ו- WTW).

דולבי ויז׳ן בפעולה

CES 2014 - חברת דולבי מציגה HDR

השמועה עשתה את דרכה ב CES האחרון וגם אנחנו הגענו לראות מה יש לדולבי להציע בתחום הוידאו. ההדגמה היתה יפה אך מבלבלת. אותי היא הרשימה אך מרבית הכתבים הטכנולוגים לא כיסו את המצגת וחבל. רק בתקופה האחרונה החלה דולבי לצאת במהלך שבו היא מסבירה מה בדיוק הרעיון מאחורי הטכנולוגיה – כאשר ה-Pitch שלה הוא עדיין מסכים בעלי עוצמות תאורה קיצוניות (עד 20,000 ניטים) מה שעלול לגרום ללא מעט גורמים לחשוב שמדובר בתעלול יחצני או מערכת לא רצינית.

הגישה של דולבי לוידאו היא לעשות מהפכה הדומה לזו של Dynamic Range באודיו או HDR בצילום. כלומר, במקום להגדיל את מספר הביטים – להיות מסוגלים להעביר מידע נוסף שיתגבר את המידע הקיים (דולבי מדברים על תוספת של כ 15% בלבד ברוחב הפס – משהו שבקלות יכול כבר היום להכנס ל HDMI).

המידע הזה יספק למסך פרטים חשובים שיאפשרו לו להחליט פחות החלטות עצמאיות וכן להתאים את עצמו למקור באופן חכם יותר:

  • עוצמת השחורים + עוצמת הלבנים.
  • טווח הצבעים.
  • אולי אפילו מספר הביטים.

כל אלה יאפשרו למסך להפסיק לנחש ולקחת את ההחלטות שלו על בסיס מידע שמגיע יחד עם הוידאו.

כיום סרט חשוך נאלץ לעבוד על הביטים הנמוכים של הוידאו ולכן בהכרח מחויב להיות לא איכותי בתמונה שלו – דולבי ויז׳ן מאפשר לקבוע את עוצמת האור כנמוכה ולעבוד על מלוא טווח 8 הביטים. דבר זה יכול להיות מיוצג ברמה אזורית (כלומר, עבור מסכים שיש להם יכולות אזוריות כמו מסך Local Dimming או פלזמה או OLED).

באותה צורה גם אפשר לשנות את טווח הגמוט של הצבעים. בעיה מוכרת של התעשייה היא שהגוון האדום האמיתי של האוטובוסים הלונדונים האיקוניים הוא צעקני ושקשה להביע זאת אפילו בסרטי קולנוע (גמוט DCI) אך במעבר ל rec709 הצבע הופך למת לחלוטין ביחס למקור (פשוט אין את הגוון הנכון בטווח הצבעים הזה). כך גם מתנהגים צבעי ירוק זרחניים שלא מיוצגים בשיטות הרגילות. סרט שנזקק לאלה יכול היה להגדיר טווח גדול יותר של צבעים אשר מכסה גם אותם.

אם בקטע של הסרט נדרש אדום שכזה, דולבי ויז׳ן יכול לשנות את גמוט הצבעים של המסך דינמית. מסך שלא תומך בזה (למקרנים תהיה בעיה עם זה שכן הם פעמים רבות מתאמים את הצבעים בעזרת מקור האור ופילטרים) – יכול להתעלם ואז צבע האוטובוס יהיה זהה למה שהיינו רואים ללא Dolby Vision.

הבעיה

הבעיה היא שאין כיום דרך אמיתי להעביר את המידע ללא שינוי מהותי בשרשרת המזון של וידאו. נתחיל מהסוף – נדרש שינוי ב HDMI ואימוץ חם של הטכנולוגיה על ידי השחקניות בגדולות בעולם הטלוויזיה (בעיקר היצרניות היפניות והקוריאניות) שלא הכריזו על עניין זה.

שינוי נוסף הוא נושא הגאמה. כבר היום יש אי בהירות למה צריך (או כדאי) לקבוע את הגאמה. גאמה היא פונקציה פשוטה למדי שנקבעה בשנות השלושים בכדי להתאים בין שיטות שונות של עקומות אור/חשמל. פונקציית הגאמה הסטנדרטית מתנגשת עם הרעיון של HDR, שכן טווח דינמי חייב לינאריות בכל אחד מהקטעים שלו או שהוא לא ממש עובד. הבעיה? כיום מנסים לעשות מעבר מפונקציות גאמה כלליות לתקן חדש בשם BT.1886 (הוא מקביל ל-Gamma=2.4), שמתנגש לחלוטין ברעיון של טווח דינמי.

אחרי נקודה הכואבת הזו, נדרש שינוי בפורמט Blu-ray במידה והוא זה שיתפוס כמדיה מובילה עבור תכני UHD.

אם כל אלה לא מספיקים, האולפנים יצטרכו להשקיע כסף בתוכן UHD בעל היכולת הזו בכדי לייצר את המידע הנוסף הזה. מדובר בתהליכים שלפחות בשלב הראשון יבוצעו ידנית, כאשר מישהו בעצם יצטרך לשפוט באיזה איזורים בכל סצינה צריך להשקיע ביותר אור ובאיזה פחות – ומערכות תוכנה שינתחו זאת ויקודדו את זה בשביל הגרסא הדיגיטלית…

דולבי, אגב, מהמרת שבלוריי ב-UHD לא ממש יתפוס ותכוון את הטכנולוגיה שלה לסטרימרים ומכשירים שימשכו את התוכן מהרשת (Roku, Amazon Fire TV, Apple TV ודומיהם). אולם בכדי שזה יתפוס גם שם, חסרה עדיין שרשרת הציוד המקצועי שבדרך. כלומר, מצלמות, מערכות כיול ומערכות עריכה, אחסון (פורמטי קבצים), טרנסקודרים ופוסט פרודקשן – וכולן ידרשו להתעדכן לשיטה החדשה.

האם יש סיכוי שזה יקרה? סיכוי תמיד קיים אבל יצרניות מתעניינות כמו תמיד ברווח/הפסד ובכמות על פני איכות. לצערי אני לא מאמין שיש סיכוי ראלי לאימוץ מסיבי של השיטה.

לדיון בנושא: מה זה Dolby Vision? הסבר מלא


12:00
  /  
15.09.2014
  
מאת: עפר לאור

1