עוד אפשרויות

Google translateGoogle translate
RSSמאמרים וחדשות RSS
קישור לעמוד זהLinkback
גרסא להדפסהגרסא להדפסה
del.icio.usשמירה ב del.icio.us
DIGGהמלצה ב-DIGG

מאמרים מהקבוצה

 HDR דינמי - הסבר לאחר עדכון קושחה מעניין של מקרני JVC

03/11/2019 - 07:00



 
 
 

הקדמה

HDR דינמי - הסבר לאחר עדכון קושחה מעניין של מקרני JVC

בתחילת אוקטובר, שחררה JVC עדכון קושחה 3.10 למקרני 2018-2019 שלה, שכולל יכולות HDR דינמיות. השידרוג היה כל כך מהותי ומשמעותי שהוא גרם לי לחקור מחדש את כל הנושא של HDR בכלל ו-HDR דינמי בפרט בכדי להבין מה בדיוק JVC עשתה עם גרסא זו וכיצד זה פועל.

נתחיל מהסבר על מה זה בכלל HDR ומדוע אנחנו צריכים את זה. הרעיון של HDR מגיע מתוך ההבנה שהמודל הישן של רזולוציה עם 24 ביט צבע (8 ביט לכל גוון של צבע בסיס) הגיע לקצה היכולת שלו. המסכים ואיכות העיבוד צמחו כל כך שהמינימום שנדרש כיום הוא 10 ביט לכל צבע יסוד ורצוי לשדרג גם את זה ל-12 ביט שכבר מגיע קרוב למקסימום יכולות ההבחנה של העין האנושית. 

התקן הטוב ביותר כיום ל-HDR הוא תקן Dolby Vision (או DV בקיצור) מהחברה שבעצם קידמה את כל הנושא של HDR ודחפה אותו קדימה. החברה כללה מספר יכולות ב-DV:

  • טווח צבעים רחב (מסגרת של REC2020, כאשר המינימום הנדרש הוא DCI-P3, תקן הצבעים המוביל בקולנוע הדיגיטלי),
  • תחליף חדש למודל הגאמה היחסי שנקרא PQ אשר לראשונה לא היה יחסי ליכולות ההארה של המסך או המקרן שלכם אלא הוא אבסלוטי
  • 12 ביט לכל צבע
  • עוצמת הארה דינמית כאשר המקסימום מגיע ל-10,000 ניט דמיוניים, וכאשר בשלב הראשון המאסטרינג מתחיל ב-1000 ניט, וכיום מרבית התוכן עובר מאסטרינג לפי 5000 ניט.
  • מנגנון מיפוי צבע ועוצמות אור עבור אותם אמצעי תצוגה שלא מסוגלים לכסות את כל הטווח (בתאכלס, מדובר בכולם מכיוון שמדובר בתקן מאוד עתידני).
  • לבסוף, מנגנון של מטאדטה דינמי אשר מאפשר חיבור ברמת סצינה או פריים לסט ההגדרות הכולל הזה. מנגנון זה מאפשר החלפת ההגדרות באופן דינמי לפי הצורך של כל סצינה.

מדובר בחתיכת חבילה של יכולות שמעט מאוד מסכים וציוד היו מסוגלים לטפל בו. מדובר היה גם בשדרוג חומרה, יכולות עיבוד חדשות שנדרשו וכמובן שכל זה היה תחת רישוי של חברת דולבי (שעושה את כספה בעיקר מרישוי שכזה כיום). השותפות העיקריות של דולבי בהשקת התקן היו נטפליקס וחברת LG, כאשר בהמשך הצטרפו סוני ואמזון לחגיגה.

התקן הראשי של בלוריי UHD, והמינימילי שכל אמצעי תצוגה חייב לתמוך בו הוא תקן HDR10 אשר הוא גרסא רזה בהרבה לתקן DV. כיום חברות רבות קוראות למצב HDR10 במקרן או במסך שלהם פשוט "HDR". מה ההבדל בין התקנים מעבר לעובדה שהתקן לא בדיוק מחייב ושהוא חינם לשימוש על ידי החברות השונות?

  • מבחינה טכנית HDR10 הוא כמעט מכל בחינה גרסא "מוזלת" של DV. טווח הצבעים של HDR10 הוא זהה ל-DV וגם הוא משתמש בתקן REC2020 כמסגרת שבתוכה המינימום שנדרש לתמוך בו הוא DCI-P3.
  • גם בתחום של תחליף לגאמה, מנגנון ה-EOTF הוא אבסלוטי, וכך אינו תלוי ביכולות התצוגה לתמוך בעוצמות אור גבוהות. כאן המאסטרינג מתייחס למקסימום של 5000 ניטים, כאשר ידוע שהמקסימום כיום הוא סביב 2000 ניטים (מסכי סמסונג QLED פרמיום).
  • התקן תומך ב-10 ביט בלבד, בהחלט שדרוג משמעותי ביחס לעבר, אך עדיין צפוי להיות לא מעט ארטיפקטים, בפרט במסכים גדולים
  • אין ממש חובה במנגנון מיפוי צבע, ומסכים רשאיים לעשות כרצונם כאשר מופיע להם צבע שאינו בטווח שהם מסוגלים להציג, או עוצמת אור גבוהה ממה שהם מסוגלים לשחזר. 
  • מנגנון המטא-דטה הוא פר טייטל ואינו אמור להשתנות לאורך הסרט

HDR דינמי - הסבר לאחר עדכון קושחה מעניין של מקרני JVC

חשוב להתמקד בשתי הנקודות האחרונות במיוחד. כאשר אין מנגנון מיפוי צבע, משמעות הדבר היא שכאשר יש גוון של ירוק שהמסך או המקרן אינו מסוגל להציג כי הוא מחוץ לטווח, אמצעי התצוגה יכול בעצם להחליט לעצמו כיצד לפעול. בתחילת הדרך מרבית התצוגות שתמכו ב-HDR10 עשו את הדבר הכי פשוט שאפשר - פשוט קטמו את התוכן. כלומר, אם היה צבע ירוק קיצוני ליד גוון של ירוק פחות קיצוני, שניהם היו באותו גוון של ירוק בדיוק.

באותו אופן גם פעלו המסכים כאשר היה עוצמת אור גבוהה מדי. נניח שהמסך מסוגל להגיע ל-750 ניטים אך יש פיקסל שעוצמתו הוגדרה בתוכן כ-1000 ניטים, המסך היה מציג 750 ניטים. 

על פניו זה נשמע די פשוט ולא מורכב במיוחד, אך טכנית זה גרם ללא מעט צרות. תופעות לוואי די מעצבנות ליוו את ההחלטה האומללה הזו והמסכים גרמו ללא מעט banding ו-clipping שנוצרו בגלל גוונים שונים בתוכן שהוצגו בגוונים זהים על המסך. אלה בדיוק תופעות הלוואי ש-DV נמנע מהם מראש ואשר כל הקונספט של HDR היה אמור לפתור..

בדור השני של מסכים בעלי יכולות HDR, כבר כמעט כולם הגיעו עם מנגנון tone mapping סביר שתפקידו הוא להתאים גוונים ועוצמות אור מהמקור האוטופי שלא מתחשב במגבלות המסך שלכם למה שהמסך שלכם אמור להציג. בעוד שב-DV, התקן עצמו מגדיר בדיוק כיצד ה-tone mapping הזה אמור לפעול, חברות שונות יכולות לבחור אסטרטגיות שונות ל-tone mapping עבור HDR10. מה לרוב מקובל הוא להשאיר "טווח בטחון" לקראת קצה היכולות של המסך ולקפל לתוכו את כל הצבעים ועוצמות האור שמגיעים מהמקור. בכדי שהדבר יעשה באופן חכם יותר, המסך יכול להשתמש במידע שיש לו במטא-דטה וכך לעשות החלטות tone mapping מתוחכם יותר (לא כל החברות פועלות כך).

בשלב מתקדם יותר, נוצרו מנגנונים של חברות שמאפשרים התאמת טונים ועצמות אור באופן חכם יותר, כאשר המפורסמים מבינהם הם HDR10+ ו-HDR10pro אשר מאפשרים למסכים לעשות עיבוד ברמת פריים או סצינה.

מה זה meta data ואיך כל זה עוזר לקבל תמונה טובה יותר?

HDR דינמי - הסבר לאחר עדכון קושחה מעניין של מקרני JVC

HDR דינמי - הסבר לאחר עדכון קושחה מעניין של מקרני JVC

מקור: לארס בורג מסביר על HDR

כל המסכים והמקרנים מוגבלים כיום מבחינת היכולות שלהם שכן התקנים כוללים עוצמות אור, גווני צבע וטווח דינמי שהם מעבר למה שהטכנולוגיה הנוכחית מסוגלת להציג באופן מושלם. לכל סוג טכנולוגיה יש מגבלה משלה,כאשר לכל הטכנולוגיות אין טווח צבעים מספק, קונטרסט או עוצמות אור שמסוגלים לכסות את מלוא התקן.

בכל טכנולוגיה יש מגבלות משלה. ב-OLED טווח הקונטרסט הסטטי הוא מעולה, אך עוצמות האור בעייתיות וטווח הצבעים הוא סביב DCI-P3. במסכי LED אפשר כבר לצאת ממגבלות DCI-P3 אך עדיין לא בהרבה, והקונטרסט הסטטי מוגבל יותר (אך ניתן לשדרגו על ידי תאורה אחורית אדפטיבית). במקרנים, טווח הצבעים יכול להיותר רחב יותר, אך מנגנון צמצם (או עוצמת הלייזר) היא על כל המסך כולו.

לכן, כל טכנולוגיה דורשת מהמעבד תמונה לקחת כל מני החלטות שמבוססות על התוכן המוצג. למי שפעם ניסה לצפות במסך LED קלאסי (עם תאורה מסגרתית) זה בוודאי סצינה מוכרת - סרט שעובר מאור לחושך גורם לתאורה האחורית להתעדכן תמיד באיחור - המסך אינו יודע שהסצינה הבאה תהיה כהה ולכן מגביר את תאורת הרקע מתוך ניחוש שהסצינה הבאה תהיה דומה לזו הנוכחית.

כאשר HDR10 הוגדר, ההנחה השגויה היתה שכל הסצינות יהיו דומות ורחבות באופן זהה. כמובן שכאשר זה מגיע לפרקטיקה אפשר מהר מאוד להבין שכאשר הסרט עובר מאיזורים כהים לבהירים, כדאי מאוד שהמקרן או המסך יהיו מוכנים מראש לשינוי ויעשו אותו באופן מתואם באופן מושלם לסצינה שנכנסת. זה היתרון הגדול של DV, כאשר הוא מסוגל לתת למסך את המידע שהוא זקוק בדיוק בזמן שהוא זקוק לו. כך המסך אינו צריך לנחש מה עוצמת תאורת הרקע שהוא צריך ליישם גם אם יש לו יכולות שינוי תאורת רקע מהירה מאוד וכזו שממוקדת איזורית.

שני פרטי המידע החשובים ביותר הם Max CLL - עוצמת האור המקסימלית בתמונה הנוכחית (או בסרט כולו, כשמדובר במטא-דטה סטטי), ו-Max FALL - עוצמת האור הממוצעת עבור פריים מסויים. 

כאשר יש למסך את הפרטים הללו (ברמת הפריים הבודד או ברמת הסצינה), המסך או המקרן מסוגלים לעשות התאמה חכמה בהרבה.

שני פרטי מידע קריטים אלה שאמורים להתעדכן באופן דינמי לאורך התוכן, למרבית הצער, לא נכללו בתקן HDR10 או אפילו ב-HDMI 2, והם הוספו באופן מאוחר ל-HDMI 2.1 כחלק מתקן ST2094 (למרות שניתן לקבלם ב-DV שכן מסוגל לעבור דרך HDMI2). מסכים רבים מסוגלים לעשות סימולציה של נתונים אלה על בסיס המידע שבסרט, וכך גם פועלים מנגנוני HDR10+ ו-HDR10 Pro כמו גם השדרוג המדובר של JVC (גרסא 3.10).

למסכים ישנים יותר או מקרנים שאין להם עדיין יכולות אלה, אפשר להוסיף להם את זה באופן חיצוני דרך מעבד תמונה. כיום יש שני מעבדי תמונה שמאפשרים זאת - MadVR ו-Lumagen. כדאי לשים לב שהעתיד הקרוב מאוד לא יהיה מקרן או מסך ללא יכולת זו שכן היא משדרגת את החוויה של HDR באופן משמעותי. ללא מנגנון זה, התמונה לרוב נוטה להיות פחות תלת מימדית וחשוכה בהרבה שכן המסך מתייחס לעוצמת האור המקסימלית לאורך כל הסרט ולא לזו של הסצינה הנוכחית!

מנגנונים כאלה גם מסוגלים לתת למשתמש הגדרות נוספות לשיפור התמונה. במקרה של מקרני JVC, אנחנו יכולים לבחור להשתמש בעוצמת נורה נמוכה (low lamp) אך להנחות את מנגנון ה-Dynamic Tone Mapping לתת תמונה בהירה יותר. לחליפין, אפשר גם לבחור בעוצמת נורה גבוהה, אך להנחות את ה-DTM להחשיך את התמונה. במקרה הראשון, הקונטרסט יהיה גבוה יותר והשחורים עמוקים יותר, במקרה השני, עוצמות האור יהיו גבוהות יותר והאפקט יהיה דרמטי יותר.

 

למתקדמים, חומר קריאה נוסף:


לדיון בנושא: HDR דינמי - הסבר לאחר עדכון קושחה מעניין של מקרני JVC

עוד מ: oferlaor
דירוג הכתבה

דירוג ממוצע:

5.0

בהקשר זה

 הקלטת HDTV
 מזרימדיה מול HTPC
 ביקורות HDTV
 הסקירה המלאה על yesMax HD
 עוד על 4K ו-UHD


המאמר הפופולרי ביותר בתחום 4K ו-UHD:
מזרימדיה: Popcorn Hour A-110
תקנון / תנאי השימוש באתר צור קשר / contact us כל הזכויות שמורות לקבוצת ht