Как разобраться в HDR используя мой блог? Показываю и рассказываю. [Ультимативный ЛОНГ-ЭНЦИКЛОПЕДИЯ]

Сегодняшний материал представляет собой компиляцию изложенных мной на площадке DTF знаний о High Dynamic Range или просто-напросто HDR. Материал будет разбит на три больших блока: ЗРИТЕЛЬ, ЭНТУЗИАЗТ И ЭКСПЕРТ. Каждый блок будет посвящать Вас в тонкости технологии на определенном уровне. Прочитав и вникнув во все три уровня Вы точно поймёте об HDR все что только нужно понимать, на мой скромный взгляд. Ну а если лично Вам нужны только основы то вы сможете изучить только те блоки что интересуют конкретно Вас. Все блоки будут структурированы и иметь красивое оформление что бы Вам было удобно в них ориентироваться. (Эти строки я пишу больше для себя, как задачу, ведь пишу я их в самом начале работы над этим материалом, скорее всего ещё не осознавая во что я вляпался). Не все моменты будут в данном материале описаны подробно, многое будет сокращено и упрощено и для лучшего понимания можно будет перейти по указанным ссылкам на нужный материал. Заварите чего нибудь покрепче для меня, а себе наберите ведёрко чая: Впереди большое чтиво.

HDR это новый стандарт отображения всего и вся на любых экранах, начиная с вашего смартфона и заканчивая телевизором в гостиной. Этот стандарт не мог не появиться, ведь само его существование обязано возросшим техническим характеристикам современных дисплеев. Классические стандарты изображения, те что сегодня мы называем SDR (Стандартный динамический диапазон) были созданы под древние дисплеи: ЭЛТ и ранние LCD (многие из Вас, тех кто читает эти строки, никогда в жизни не имели таких дома, в силу возраста). Современные дисплеи сильно выросли в двух вещах: Количество цветов и оттенков отображаемых на экране и их яркости. Вместе эти характеристики называют - динамическим диапазоном дисплея. Но мало просто иметь у себя дома современный монитор, что бы его продвинутые характеристики использовались нужны стандарты по которым будут создаваться игры, кино и прочий контент, а так же средства кодировки и декодировки. Таким стандартом и стал HDR.

Ключевое отличие нового стандарта от всех прочих это его точность. HDR не только открывает доступ к большему диапазону яркости и цвета, но и более точному их использованию, в соответствии с тем как было задумано автором контента. Эта его особенность в итоге привела к определенным проблемам, о которых мы поговорим в следующем блоке.

Начну со второго вопроса и дам максимально короткий ответ: Потому что так или иначе все эти проблемы и сложности станут и Вашими, если вы захотите вкатиться в ряды пользователей экосистемы HDR.

Базово проблем немного: есть фундаментальные - их решают прямо в эти минуты, есть классические, временные - они отпадут сами собой, а есть те что созданы на ровном месте - они неприятнее всего, а корень этих проблем уходит в прошлое. Разберу их ниже на уровне доступном и необходимом новичку, но позже вернусь с подробностями и пруфами.

Ещё одной проблемой нового стандарта стала проблема сертификации дисплеев. Проблема не новая, и тот кто застал период перехода на HD-дисплеи должен хорошо помнить маркетинговый псевдостандарт "HD-Ready". К сожалению, за прошедшие годы отделы маркетинга стали лучше работать и в этот раз они наплодили целую кучу псевдостандартов, вместо одного условного HDR-Ready. Долгие годы мониторы поддерживающие HDR только в заявлениях маркетингового отдела преобладали на рынке, и это создавало серьезную проблему, так как отличить их от мониторов с реальной поддержкой стандарта было не так просто. Не помогали ни стандарты, ни сертификации. Но сегодня мы дошли до той точки, когда стакан наконец-то на половину полон. Да - сертификация все ещё не идеальна, да - на рынке все ещё есть мусор под брендом HDR, однако выбрать достойный HDR монитор сегодня как никогда просто.

На рынке по-прежнему две доминирующие технологии: OLED и LCD MiniLED. Обе технологии обросли разного рода улучшенными версиями и вариантами, но принцип остался тот же: OLED про идеальный контраст, MiniLED про запредельную яркость. Обе технологии компромиссные, обе имеют свои "За" и свои "Против". Мои рекомендации прежние: OLED имеет более сбалансированный набор противоречий и технически ближе к недостижимому идеалу HDR стандарта. А ещё OLED лучше подходит для геймеров.

Настройки разных мониторов очень разнятся, но базово можно назвать следующее:

Для OLED дисплеев важно найти настройку тонального маппинга и переключить ее в соответствующий режим. Обычно на выбор даётся 3 варианта:

Первые два, это полноценные настройки кривой HDR. А последняя это попытка усидеть на двух стульях и работает она динамически. Для референсных условий (темная комната, с контролируемым освещением) однозначно стоит выбрать первый режим. В нем вы получите максимальный динамический диапазон, однако в ярких сценах на полный экран яркость будет ниже, нежели во втором режиме. В референсных условиях это может быть даже плюсом, но если Вы используете монитор в яркой комнате, то стоит рассмотреть один из двух следующих вариантов. VESA TRUEBLACK 400/500 снизит динамический диапазон, но решит проблемы с яркими сценами. EOTF Boost самый интересный, но вместе с тем и коварный вариант. Он динамически перестраивает кривую HDR между первым и вторым вариантом, в зависимости от сцены. Это неплохой, но компромиссный вариант - используйте его по своему вкусу. Стоит отметить что для WOLED выбор кривой обычно проще: верным вариантом будет именно HDR 1300/1500, ведь эти панели лишены вышеупомянутых особенностей с яркостью.

Для MiniLED мониторов придется искать баланс. Зональная подсветка может мешать в рабочих задачах или плохо себя проявлять в определенных играх. Зачастую Вам будет необходимо отключать зональную подсветку в рабочих и повседневных задачах и включать ее обратно в играх. Так же важно обратить внимания на настройку Local Dimming и компенсацию засветок. Здесь Вам и придется найти сбалансированный вариант подходящий лично Вам. На это может уйти какое-то количество времени, но лучше его потратить и получить более оптимальный вариант.

Первым делом необходимо включить HDR в настройках дисплея. После этого скачиваем Windows HDR calibration app и проходим простую и понятную процедуру калибровки. Таким образом мы сообщаем Windows технические характеристики нашего монитора - это критический шаг для правильной картинки. Если планируете использовать SDR режим, то переключаться между HDR и SDR можно при помощи сочетания клавиш:

Не забываем для SDR включить переключатель Automatic Colour Management, либо настроить режим отображения SDR в самом мониторе. Наша цель здесь ограничить цветовой диапазон нашей панели, до скудных возможностей SDR режимов. Если этого не сделать, то мы получим те самые "перенасыщенные цвета". Но проследите что бы ограничение было только где то в одном месте: либо включаем Automatic Colour Management в Windows, либо выставляем ограничение цветового охвата до sRGB в мониторе. Первый вариант проще и будет работать автоматически, главное один раз все верно настроить.

По хорошему игры должны брать информацию об HDR возможностях нашего дислплея из Windows. К сожалению, делают так не все из них. В некоторых играх Вам придется пройти привычную калибровку ещё раз но уже в меню самой игры. Здесь важно пройти ее, убедившись что все происходит правильно. Иногда, как например в Battlefield 6, что-то сбивается и тестовый паттерн работает неверно. После настройки калибровки HDR, остаются ещё несколько опциональных настроек: mid-tone и color intensity. Второй лучше не трогать и оставить как есть, а если и собрались его крутить, то не в коем случае не повышайте его значения слишком сильно. Что касается mid-tone (средние тона), то это именно то решение, о котором было сказано в блоке о проблемах HDR. Данная настройка позволяет настроить отображение HDR под условия в вашей комнате. Играете днём без штор - повышайте его значение, ночью - наоборот.

Для того что бы разобраться в вопросе важно понимать саму суть технологии и базовый набор терминов, а поэтому с этого и начнем:

Любой дисплей из доступных сегодня на рынке, кроме OLED и MicroLED, основан на использовании классических LCD матриц. Ключевое отличие обычного LCD дисплея от его современных HDR собратьев - в блоке подсветки. Классические LCD дисплеи используют прямую или боковую подсветку состоящую из множества светодиодов. Они управляют всем массивом светодиодов как единым целым. Современные LCD дисплеи с поддержкой HDR используют прямую подсветку разбитую на локальные зоны, каждой из которых дисплей может управлять отдельно от других.

Список терминов:

Главная проблема современных Mini-LED решений в недостаточном количестве зон подсветки. По оценке специалистов, для обеспечения изображения сравнимого с OLED по части контраста необходимо свыше 50 тысяч зон локального затемнения. К сожалению, на сегодняшний день даже самые продвинутые варианты MiniLED могут предложить лишь около 30 тысяч, но доступно такое количество зон лишь в больших диагоналях (90 дюймов и больше). Большинство телевизоров на рынке, в среднем ценовом сегменте (90-150 тысяч рублей за 65 дюймов) имеют от 2000 до 5000 зон локального затемнения. Как вы уже понимаете, этого не достаточно для идеального отображения всех деталей так как они задумывались. Однако в сочетании с продвинутой системой обработки изображения, такие MiniLED телевизоры могут выдавать на экране удачную имитацию, маскируя все недочёты. В итоге - большинство зрителей могут не почувствовать подвоха, особенно при просмотре в ярко освещённой комнате, где нашим глазам доступен меньший динамический диапазон на экране телевизора.

Неоспоримым преимуществом решений основных на MiniLED подсветке является яркость, а в случае с топовыми решениями и цветовой объем. Проблема лишь в том, что найти контент который бы мог использовать что первое, что второе преимущество сегодня довольно сложно. Да, телевизор берется не на один год, и рано или поздно такой контент обязательно появится, однако сегодня единственным вариантом обойти данную проблему являются Dolby Vision 2 и HDR10 Plus Advanced. Телевизоры с поддержкой этих форматов смогут адаптировать HDR контент под возможности дисплея.

Приобретая сегодня MiniLED дисплей стоит держать в голове варианты использующие различные варианты RGB подсветки или улучшенного слоя квантовых точек. С уверенностью можно сказать что лучшие варианты телевизоров с RGB подсветкой на сегодняшний день представили Hisense (RGB-MiniLED) и Samsung (Micro RGB). Потенциально решение от Sony будет не хуже, но о нем есть лишь слухи. LG ELECTRONICS так же предоставили свои решения на базе RGB подсветки - MICRO RGB (от Samsung) и RGB MiniLED (источник неизвестен). Первый вариант это знакомое решение от Samsung (Да, LG и Samsung теперь друзья), а вот второе, не смотря на схожее с Hisense наименование, является бюджетным решением и демонстрирует все проблемы этой технологии.

Особняком от RGB лихорадки выделились TCL CSOT со своим SQD-MINILED. В новой версии значительно улучшили слой квантовых точек, а так же увеличили количество зон локального затемнения. (Последнего так и не случилось у систем с RGB подсветкой). Ценник у решения от TCL ближе к премиальным Micro RGB, а сама технология доступна только в вариантах от 77 дюймов. Если Вы находитесь в поиске нового премиального телевизора прямо сейчас, то Вам точно стоит рассмотреть к покупке SQD, если Mini-LED это ваш выбор.

Ситуация меняется, когда мы приходим к обсуждению мониторов построенных на MiniLED подсветке. Не смотря на то что количество зон здесь находится практически на том же уровне что и у телевизоров (В среднем от 1000 до 2000 зон) и даже варианты с RGB MiniLED стали появляться - MiniLED в сегменте мониторов стоит рассматривать с особой осторожностью. Большинство из нас гораздо чувствительнее к изображению на мониторах, а множество мелких элементов, контрастных значков и прочих элементов интерфейса в играх и программах легко вскрывают проблемы технологии. Рассматривать каждый вариант монитора построенного на данной технологии необходимо отдельно, с тестами в разных условиях и сценариях. Поэтому главный совет здесь: изучайте все тщательно и досконально о выбранном мониторе перед покупкой.

На рынке сегодня доступно три варианта OLED матриц для мониторов и телевизоров: QD-OLED от Samsung, а так же WOLED и Tandem WOLED от LG DISPLAY. Наиболее актуальными являются QD-OLED последних поколений (Gen 3 и выше), а так же Tandem WOLED/OLED (об отличиях поговорим позже). Выявить идеальную панель среди десятков OLED мониторов позволит сертификация VESA (наконец-то она стала полезной!). Все современные решения на OLED матрицах сертифицированы как VESA Trueblack 500. Именно их и стоит рассматривать. В них обязательно будут новейшие панели от Samsung и LG.

Отдельно стоит упомянуть QD-OLED Gen 5 и Tandem WOLED RGB: в этих матрицах используется классическая RGB структура пикселя, что делает их отличным решением для работы с текстом и профессиональным софтом. Ищите логотипы Tandem WOLED и "RGB stripe" для матриц LG и "V-stripe" или "Gen 5" для QD-OLED матриц от Samsung, если Вам особенно важно качество текста. Для менее чувствительных к этому вопросу отлично подойдут QD-OLED поколения 3+ и Tandem WOLED (ранее известный как Tandem Primary RGB). Tandem OLED (Без буквы W) это матрицы от LG для мелких дисплеев - Планшеты, ноутбуки и дисплеи в автомобилях. К примеру, дисплей построенный на данной матрице стоит в последних Ipad Pro.

QD-OLED и RGB stripe Tandem WOLED за счёт использования RGB структуры пикселя так же имеют незначительное преимущество по части Color Volume (этот вопрос мы обсудим подробнее в блоке для профессионалов, он довольно комплексный). Классические Tandem WOLED (С белым суб-пикселем) выдают менее глубокий цветовой объем на низких APL, но имеют более чистый и яркий белый цвет. Белый субпиксель в данном случае это и благо и проклятие в одном лице.

Говоря об OLED мониторах стоит упомянуть TCL CSOT и их inkjet-printed (IJP) OLED технологию. В ближайшем будущем нас ждёт волна дешёвых (благодаря технологии струйной печати) OLED дисплеев для телефонов, планшетов, ноутбуков и мониторов. Они так же получат полноценную RGB структуру пикселя, а значит и полное отсутствие проблем связанных с белым суб-пикселем. Однако сегодня слишком рано полноценно судить об их характеристиках. Одно ясно точно: рынок OLED мониторов скоро получит серьезное сотрясение и текущие лидеры рынка это отлично понимают. Пока планов по созданию OLED телевизоров у TCL CSOT нет, они собираются сосредоточиться на мелких дисплеях. А значит ждать больших мониторов от них, так же не стоит.

Революций в области OLED телевизоров, к сожалению, в ближайшее время не предвидится. Единственным реальным кандидатом на эту роль является QD-UV, но дойдет ли он до коммерческой реализации пока не ясно. Что же касается QDEL от TCL, то ждать его в коммерческих устройствах пока не стоит. По крайней мере не в ближайшие годы. А потому актуальные модели построенные на Tandem WOLED и QD-OLED матрицах останутся таковыми довольно долго. Важно отметить что RGB структуру пикселя в сегменте телевизоров могут предложить только последние. Стоит ли обращать внимание на этот аспект в телевизоре? Объективно - нет, но Ваш взгляд на данный вопрос может отличаться: QD-OLED все ещё лучше в плане цветового объема при низких APL. (Почему это не так важно разберём в отдельном блоке).

Актуальные модели названые в блоке для новичков останутся актуальными ещё долгое время. К сожалению, на сегодняшний момент нет решений на передовых матрицах в диагоналях 42-48 дюймов (G5 и G6 под очень большим вопросом), но если они появятся - я буду первым кто Вам о них расскажет (это моя личная боль).

Наш глаз потрясающий инструмент: он способен различать цвета и оттенки при самом различном освещении. Но фото и видео камеры так не умеют. Вы наверняка могли замечать этот эффект: Вы идете ночью по городу в свете желтоватых уличных фонарей и видите красивый кадр, достали смартфон, сделали фото и тут же решили взглянуть на результат. Но он Вам не нравится - все какое-то странное, цвета не такие как вы видите их в жизни. Это проблема баланса белого, и это сложный и комплексный вопрос. Ещё один эффект который Вы могли заметить: если Вы все же не удаляли получившийся снимок, взглянув на него дома или на следующий день днем - результат уже не кажется странным. Ощущение что снимок словно бы выправился. Это и есть эффекты связанные с точкой белого.

Для идеального результата нужно что бы в цепочке "освещение в точке съёмки - настройки камеры - настройки монитора - освещение вокруг монитора" случился идеальный баланс. И в целом оно так и должно большую часть времени быть: при съемке кино, сериалов и другого контента освещение и настройки камеры выставлены согласно стандартам (тот самый D65 - температура белого света 6500 Кельвин), ваш дисплей, как минимум, должен иметь опцию D65 в настройках, а в идеале работать на ней из коробки, а свет вокруг монитора должен плюс минус ложится в общую парадигму, если он естественный (солнечный свет из окна). Однако, увы, сломать эту цепочку можно аж в двух местах: во-первых, установив неправильные настройки дисплея, во-вторых, выбрав неверную температуру искусственного света. Первого мы с Вами уже научились избегать. А вот вторая проблема глубже чем кажется.

Понимаете ли: Свет в комнате с дисплеем это враг качественной картинки в любом случае, даже если Вы установите дома идеальные кинематографические лампы, с идеальным SPD (Распределение спектра) и самыми точными 6500 кельвинами. Свет крадёт динамический диапазон у ваших глаз. Следите за руками: Наши глаза остро различают любые нюансы и детали в темной части спектра. Неплохо справляться со средними тонами. А вот в ярких тонах тонкие детали, с даже довольно серьезным отличием по яркости, наш глаз уже распознать не может. Что бы видеть днем наш глаз снижает апертуру, сужая зрачки глаз. Это снижает чувствительность нашего зрения и позволяет ориентироваться в окружающем мире, где яркость любого цветка в парке превышает в несколько раз пиковую яркость любого из доступных сегодня дисплеев.

Более того за счёт полностью открытого зрачка Ваши глаза воспринимают даже небольшую яркость как что-то существенное. Замечали как экран в кинотеатре кажется безумно ярким, но стоит только зажечь освещение в зале и он сразу же теряется на его фоне? Да, частично это связанно с природой белого экрана и принципами работы проектора, но похожий эффект можно словить с любым экраном. Согласно исследованиям Dolby Laboratories, для устойчивого, комфортного HDR изображения в референсных условиях (кинозал с отключенным светом) достаточно 203 нит на полный экран и что-то около 1000 нит для ярких деталей. Именно поэтому OLED считается идеальным экраном для темных комнат, он идеально попадает в то как наши глаза работают. MiniLED в таких условиях нужно будет искусственно ограничивать, что не всегда возможно, а с яркостью хай-лайтов, особенно мелких, у MiniLED вечные проблемы (классические два стула: либо яркость снижать, либо засветки вокруг ярких объектов смотреть. На какой стул сесть телевизор выбирает сам). Но OLED, что называется, был рожден для этого! Кривая ABL, что сдерживает яркость OLED дисплеев в зависимости от светящейся области, идеально подгоняет экран под комфортные значения. Правда, современные OLED дисплеи уже перешагнули за рекомендации ITU, но и Вы, я уверен, им следовать не собираетесь, а потому горевать о возросшей яркости OLED дисплеев никто не будет.

Если же смириться с тем что в темной комнате никто кино не смотрит и в игры не играет, то нужно обсудить ещё пару нюансов что крадут драгоценный динамический диапазон. Одним из важнейших в этом вопросе является покрытие дисплея. Дело в том что матовое покрытие экрана это коварный элемент, обещающий скрыть назойливые блики и отражения, но не уточняющий какой ценой. А цена может оказаться весомой: Во-первых матовая плёнка портит уровень черного, а во-вторых снижает четкость изображения. И если второе заметят единицы (особенно у телевизора), то первое отчётливо заметно каждый раз как на экран вашего дисплея попадает свет. Черный превращается в серый, а если ещё и матрица подвержена каким либо нюансам в таких условиях (например QD-OLED или WOLED с MLA), то в совокупности эти два нюанса превращаются в фестиваль серой каши! Поэтому при выборе дисплея Вам точно стоит взглянуть на его покрытие и то как оно ведёт себя под лучами света. И, возможно, стоит задуматься об обеспечении правильного освещения в комнате, где этот дисплей будет дислоцирован.

Я должен Вам признаться и честно сообщить: данная глава самая слабая в этом материале. Причина проста, я просто-напросто не пользуюсь главным ПО из списка выше: MadVR. Это потрясающий, полу-профессиональный софт, позволяющий Вам переложить процессинг с мозгов и софта телевизора, на вашу зверски мощную видеокарту. В умелых руках он может... всякое. Градиенты получше? Бам! Хитрый тон-маппинг!? Пожалуйста! Ну и что-то ещё он там может, да. Мне оно не нужно просто. Я доволен картинкой моего LG CX (Ладно, не доволен. Но дело в устаревшей на сегодняшний день матрице, а не процессоре и обработке). Окей, я бы не отказался от более красивых градиентов, чуть более приятных темных тонов в некоторых сценах и прочих подобных плюшек. Но городить ради этого велосипед? Нет, спасибо! Однако я Вам оставлю ссылки на материалы посвященные MadVR, но за их безупречное качество не ручаюсь, ибо, повторюсь, я не спец в вопросе данного софта.

Что касается RTX VSR и HDR, то это довольно интересные инструменты, однако стоит ли их использовать для кинематографа или лучше оставить только для более простого контента - вопрос открытый и каждый даст на него свой ответ. Моя задача рассказать Вам об этих инструментах.

RTX VSR - Video Super Resolution, это нейро апскейлинг видео контента, использующий тензерные ядра вашей видеокарты. И работает он довольно неплохо. Разумеется он не сделает из вашего замыленного шакалами третьей степени видео с выпускного кристально чистое 4К, но он отлично справляется с подавлением артефактов сжатия, реконструкцией тех деталей что все же присутствуют в видео и очень аккуратно наводит резкость. В общем инструмент однозначно полезный, у меня он включен всегда. Но напомню Вам, что я смотрю кино на телевизоре, а не через средства самого ПК.

Так что для кинематографа я его не использую. Можно ли его использовать для этих целей? Да, если использовать подходящий плеер, в котором драйвер даст применить свои средства. Нужно ли? Решать Вам, я бы все же не стал. У AMD есть схожий инструмент, однако я его никогда не использовал.

RTX HDR - Вообще под этим именем у Nvidia есть два решения: одно для видео, другое для игр. Сейчас речь про первое, но сказанное здесь о качестве данного инструмента можно во многом перенести и на второй вариант - они довольно схожи. На самом деле данный инструмент очень полезен и способен довольно хорошо растягивать любой видео контент до HDR. Да, он не включен у меня на постоянной основе, просто потому что вечером я люблю посмотреть что нибудь на низкой яркости, а RTX HDR эту парадигму портит. Но в остальное время это отличный инструмент дающий массу возможностей.

Все благодаря обилию настроек, позволяющих отсроить картинку под свой вкус, а если подойти к вопросу с небольшим пониманием того что ты делаешь, то и сохранить авторский замысел. Настройки знакомые: пиковая яркость (ставим то что выдает наш дисплей или ниже); контрастность и средние тона, а так же цветность. Последнее трогаем по минимуму, я люблю убавить пунктов на 5-10. А вот контраст и средние тона необходимо крутить вместе. Контраст желательно повышать, современный контент любит уходить в его недостаток. А вот средние тона мы крутим и под окружающую яркость и под выставленный контраст, все так же "на глазок". Результат порой получается очень убедительный, но наметанный глаз легко отличит реальный HDR контент, от того что создан с помощью RTX HDR. Во-первых бросается в глаза белый цвет. Инструмент Nvidia любит завышать яркость белых элементов, воспринимая их как что-то что должно ярко светиться. Так же он не всегда корректно обрабатывает полупрозрачные элементы, по типу билбордов и других схожих элементов. Но на эти мелочи обратит внимание лишь натренированный глаз. Инструмент легко посоветовать для повседневного использования - он скрасит просмотр любого контента не имеющего HDR версии. Единственное исключение - предельно реалистичное в плане картинки кино. Но мультипликация, аниме, фантастические фильмы и сериалы - все это отличные кандидаты для использования с любым из перечисленных в этом блоке инструментов. Ну а видео с YouTube и других площадок это и вовсе не нуждающийся в комментариях случай. У AMD, к сожалению, нет своего варианта подобной технологии.

Начнем с вопроса - зачем? Разве нельзя просто поиграть в игру в SDR режиме если нет нативной поддержки? И уж тем более зачем что-то менять в игре где поддержка HDR есть "из коробки". Во-первых, HDR, игры и качественный монитор это вещи словно созданные друг для друга (на самом деле так и есть). И взглянув один раз на игру с качественно реализованной поддержкой Широкого Динамического Диапазона на качественном дисплее... В общем это дорога в один конец. Во-вторых, к сожалению, все ещё регулярно выходят проекты с отвратительной реализацией HDR. И в обоих случаях для ПК-геймера открыты дороги для исправления ситуации. Именно их я и разберу ниже.

Но как вообще понять что HDR в игре реализован как-то не так? Опытный глаз легко поймет когда что-то не так, но даже ему не стоит полагаться только на визуальные характеристики. Нужны тесты, благо сегодня есть ресурсы проводящие подобное тестирование. Инструмент "waveform" и карта яркости даст более исчерпывающее представление о том что происходит, но и это не единственные составляющие. Что бы не заниматься изучением пикселей и движка игры самостоятельно, можно довериться тестам из интернетов, но только из проверенных источников. Тесты игр - тут, тесты кино - тут

На эту тему у меня есть длинный, подробный пост затрагивающий множество аспектов этой проблемы и предлагающий пути их решения. Однако его подробность и сложность сыграла ему в минус - для некоторых он оказался слишком тяжелым. В этом блоке я расскажу суть максимально понятным языком. За подробностями ныряем в оригинальный текст:

Как я писал в блоке для зрителей проблема несоответствия гаммы это настолько сюрреалистично выглядящая ситуация, что поверить в ее реальность крайне сложно. Вдумайтесь: профессионалы в студиях, создатели контента и прочие просьюмеры, а так же конечные потребители не сговариваясь используют SDR стандарты одинаково неправильно. Разумеется не все, но большинство. Но изучение стандартов, а так же статей от причастных, как минимум к геймдеву, ярко демонстрирует: это не какой не сюр, а реальность в которой мы живём.

Напомню в чем собственно проблема. До появления стандарта HDR, параллельно существовало множество стандартов отображения видео информации на экранах. Ключевыми были rec.709, BT.1886 и sRGB. И несмотря на схожесть во многих аспектах, например все они используют одну и ту же цветовую гамму, они имеют ключевое отличие - используемую гамма кривую. BT.709 и BT.1886 используют классические гамма кривые: 2.2 и 2.4, соответственно. А вот sRGB использует кусочно-линейную гамма кривую, схожую с классической 2.2 практически полностью, за исключением небольшого участка в темных тонах.

Задумывалась это все следующим образом: BT.1886 это кино-стандарт для просмотра в референсных условиях, sRGB это стандарт для рабочих задач в ярко-освещенных офисах, а Rec. 709 где-то между ними. Проблема в том что изначальная задумка вылилась в полное непонимание со стороны многих профессионалов и тем более рядовых пользователей. В итоге зачастую процесс производства контента происходит при неверно выставленной гамма кривой в мониторе и системе, что выливается в искаженное изображение на дисплее у конечного потребителя. Вернее выливалось бы, если бы у конечного потребителя не было того же несоответствия. А оно, как вы уже поняли, есть. Но все меняется если перевести систему и дисплей в HDR режим. Для отображения SDR-контента в таком режиме происходит эмуляция работы дисплея в этом режиме, вот только эта самая эмуляция уже происходит согласно букве стандартов. Как итог - в абсолютно верном с точки зрения всех SDR стандартов варианте, абсолютное большинство контента начинает выглядеть некорректно. Ровно то же самое будет если Вы в SDR режиме Windows включите на своем мониторе режим sRGB.(Примечание: не все мониторы имеют преднастроенную опциональную кусочно-линейную гамма кривую. Многие даже в режиме sRGB используют классическую 2.2)

Думаю все уже привыкли оценивать возможность отображения цветов дисплеем по такой классический характеристике как "Color Gamut" или по-русски "цветовой охват". Берём цветовой охват какого нибудь стандарта, например sRGB, DCI-P3 или BT.2020 и смотрим сколько процентов от их диапазона покрывает наш монитор. И для SDR форматов это давало нам плюс минус полную картину. Однако у цвета в реальной жизни есть ещё одна характеристика, помимо основной - это интенсивность излучения, его "яркость". Именно измерение этого аспекта и привносит такая характеристика как Color Volume (цветовой объем). Color Volume это более полная характеристики работы дисплея с цветом. Она отображает не только какие цвета и оттенки может отобразить ваш дисплей, но и какую яркость для них он может выдать. Идеальный случай когда над классическим треугольником широкой цветовой гаммы возвышается фигура близкая к треугольной призме и чем она выше, тем лучше.

В идеальных условиях замер этого параметра должен быть лёгкой прогулкой, однако наш мир не очень любит идеальные условия. Я думаю многие привыкли измерять яркость дисплея одной цифрой: зашли на сайт производителя, глянули заветный параметр Brightness (яркость) и ушли намотав на ус одну единственную цифру. Проблема в том что яркость современных дисплеев нельзя выразить одной цифрой.

Все современные дисплеи подвержены работе затемнению через алгоритмы ABL (Automatic Brightness Limiter - алгоритм ограничения яркости для предотвращения перегрева и/или превышения потребления энергии). Этот алгоритм везде работает по разному, но общий принцип един: максимальная яркость жёстко привязана к размеру светящейся области экрана. Чем больший процент экрана имеет яркие элементы, тем меньше будет их яркость.

Проблема в том что ограничение яркости напрямую влияет не только на белый цвет, но и на весь цветовой объем в целом. К сожалению, на сегодняшний день практически никто не проводит замеры Color Volume при разном APL(средний уровень яркости изображения) и это серьезная проблема. Чаще всего замеры производят при чрезвычайно низком APL (5% и ниже) и в таком сценарии многие дисплеи демонстрируют завышенные показатели Color Volume, но в реальном контенте они просто не способны приблизится к ним. Наибольший цветовой объем сегодня демонтируют Mini-LED дисплеи, что не удивительно. А вот ситуация с OLED дисплеями несколько сложнее. С одной стороны, RGB структура пикселя у QD-OLED, в сочетании с использованием квантовых точек даёт этому типу дисплеев преимущество в цветовом объеме. Однако более агрессивный ABL сводит это преимущество на нет довольно быстро. Уже к 25% APL показатели цветового объема падают до уровня WOLED собратьев. Все это реальные проблемы тестирования уже сегодня и будущие проблемы для потребления контента, однако в реалиях сегодняшних рекордные значения цветового объема не дают реального преимущества. Почему? В чем причина? Разумеется в контенте, но об этом в блоке ниже.

Tone mapping это основополагающий процесс HDR конвейера. Как бы производители телевизоров и мониторов не называли свои технологии и сколько бы они не сравнивали картинку на их дисплеях с окружающей реальностью, правда в том что окружающий нас мир имеет бесконечно огромный диапазон яркости, цветового многообразия и действительно бесконечный контраст. Ни одному дисплею сегодня даже не снилось приблизится к возможности отображения этого многообразия. Более того видеоигровые движки уже больше десятилетия отрисовывают сцены с высочайшим динамическим диапазоном (с цветами правда есть вопросы, их сдерживают текстуры), и даже кинокамеры сегодня захватывают очень достойный спектр диапазона. Что бы отобразить все это великолепие даже на самых прогрессивных дисплеях в дело и вступает tone mapping.

С кинематографом ситуация сложнее и комплекснее. В разговоре о нем неминуемо придется вспомнить современные стандарты Dolby vision 2 и HDR10+ Advance, мета-данные, а ещё мастер дисплеи, LUT и комплексный вопрос цветокоррекции связанный с ним - в общем кино это сложный, комплексный вопрос в разрезе поднимаемой темы. Поэтому я воспользуюсь удобным предлогом и вспомню что DTF это сайт про игры, а потому возьму за пример именно их и начну разбирать вопрос тонального отображения через призму игровых движков.

Возьмём в пример световой меч джедая. В своей сути это ОЧЕНЬ яркий, ЦВЕТНОЙ объект. На идеальном дисплее в вакууме он должен отображаться как очень яркий зелёный/жёлтый/синий/красный продолговатый источник света (важно: цветной источник). И некоторые современные дисплеи даже могли бы отобразить такой световой меч довольно корректно, но, и этот аспект очень важен, далеко не все. Поэтому происходит следующее: яркие цветные области обесцвечиваются, за счёт чего приподнимается яркость, а заодно яркая область выделяется визуально. Разные варианты тонального маппинга отличаются в деталях, но общий принцип схож.

Современные методы тон-маппинга активно используют возможности современных дисплеев, однако они все ещё сдерживаются возможностями массовых передовых дисплеев, а не топовых представителей премиум сегмента. Что касается кино, то там ситуация в этом плане ещё печальнее.

Проблема в том что мастеринг HDR кино сегодня очень сильно откатился назад. У кино сегодня в целом большие проблемы по части цветокоррекции, но вопрос яркости и цветового объема диктуется ещё и со стороны массового оборудования. Подавляющее большинство кинотеатров оснащены откровенно слабым, устаревшим оборудованием. В домах большинства зрителей стоят базовые HDR телевизоры, которым далеко до рекордсменов рынка. Итог печальный: большинство фильмов просто не используют возможности топовых Mini-LED дисплеев (зато легко могут выявить их недостатки, но сейчас не об этом). Поэтому если Вы в серьез решили приобрести безумно яркий MiniLED телевизор себе в гостинную для просмотра кино, убедитесь что у него есть поддержка Dolby Vision 2, HDR10 Plus или любой другой технологии позволяющей адаптировать кинофильм к широким техническим возможностям дисплея.

Это был большой и комплексный материал об HDR, надеюсь он был Вам полезен. К сожалению, многое ушло под нож, где-то пришлось сократить и упростить, где-то опустить важные подробности. Разумеется, я не доволен получившийся результатом, конечно-же я хотел что бы этот лонг-рид был гораздо лучше когда набирал его первые строки - все как всегда. Однако в итоге, на мой взгляд, статья хорошо раскрывает многие аспекты экосистемы HDR, а за подробностями всегда можно перейти в прикрепленные материалы. И какое-никакое красивое оформление все же присутствует. HDR-стандарт это комплексная вещь, но разобраться в ней не так сложно как кажется. И самое главное: затраченные на это усилия обязательно окупятся полученными эмоциями.

#hdr #miniled #oled #windows #пк #игры #кино #longread #лонг