HDR (دامنه دینامیک بالا) چیست؟

4K کنار بگذارید. HDR یکی از ویژگی‌های مهم تلویزیون است که می‌تواند تجربه تماشای شما را به‌شدت بهبود بخشد. در این مطلب، آنچه باید درباره‌ی HDR، HDR10، Dolby Vision و HLG بدانید را توضیح می‌دهیم.

ویدئوی با دامنه دینامیک بالا (HDR) یکی از نکات برجسته‌ی تلویزیون‌های 4K است. این فناوری قادر است محتوای ویدئویی را فراتر از محدودیت‌های قدیمی (که استانداردهای پخش و سایر رسانه‌ها برای دهه‌ها بر آن تکیه داشته‌اند) سوق دهد. اگرچه مشاهده‌ی آن بر روی تلویزیون‌های سازگار بسیار چشمگیر است، اما به دلیل وجود چندین نسخه با تفاوت‌های نامشخص، ممکن است از نظر فنی گیج‌کننده به نظر برسد. ما اینجا هستیم تا همه‌ی این نکات را برای شما روشن کنیم.

دامنه دینامیک در تلویزیون‌ها

کنتراست تلویزیون تفاوت بین تاریک‌ترین و روشن‌ترین حالت‌های تصویر است. دامنه دینامیک، میزان این تفاوت و مقدار جزئیاتی که در میانه‌ی آن نمایش داده می‌شود را توصیف می‌کند. به طور خلاصه، دامنه دینامیک همان کنتراست نمایش است و HDR به معنای گسترش این کنتراست می‌باشد. با این حال، تنها افزایش فاصله بین روشن و تاریک برای بهبود جزئیات تصویر کافی نیست. چه یک پنل بتواند به ۲۰۰ نیت (نسبتاً کم نور) و چه به ۲۰۰۰ نیت (بسیار روشن) برسد، و چه سطوح سیاهی آن ۰.۱ cd/m² (کمی خاکستری) یا ۰ (کاملاً تاریک) باشد، در نهایت تنها می‌تواند اطلاعاتی را بر اساس سیگنال دریافتی نمایش دهد.

بسیاری از فرمت‌های ویدئویی محبوب، از جمله تلویزیون‌های پخش زنده و دیسک‌های Blu-ray، به واسطه‌ی استانداردهایی که بر پایه‌ی محدودیت‌های فیزیکی فناوری‌های قدیمی بنا شده‌اند، محدود شده‌اند. سطح سیاهی تنها تا حد مشخصی تعریف شده است؛ همانطور که کریستوفر گست به زیبایی نوشت که «دیگر سیاه‌تر از این نمی‌تواند باشد». به همین ترتیب، روشنایی نیز در چارچوب محدودیت‌های فناوری نمایش تنها تا حد معینی افزایش می‌یابد. اکنون با ورود فناوری‌هایی مانند OLED و سیستم‌های نور پس‌زمینه‌ی LED با قابلیت کاهش نور محلی در پنل‌های LCD جدید، این دامنه در حال گسترش است. اگرچه هر دو، سطوح سیاه و سفید می‌توانند به اوج‌های بیشتری دست یابند، اما فرمت‌های ویدئویی نمی‌توانند از این ظرفیت کامل بهره ببرند؛ زیرا تنها مقدار مشخصی از اطلاعات در سیگنال موجود است و تلویزیونی که قادر به نمایش فراتر از آن محدودیت‌ها باشد، تنها می‌تواند با داده‌های ارائه‌شده کار کند.

HDR چیست؟

اینجاست که ویدئوی HDR وارد عمل می‌شود. این فناوری محدودیت‌های موجود در سیگنال‌های ویدئویی قدیمی را از بین می‌برد و اطلاعاتی درباره‌ی روشنایی و رنگ در دامنه‌ای بسیار گسترده‌تر ارائه می‌دهد. نمایشگرهای پشتیبان HDR می‌توانند این اطلاعات را دریافت کرده و تصویری بر اساس گستره‌ی وسیع‌تری از رنگ و روشنایی به نمایش بگذارند. به عبارت دیگر، ویدئوی HDR شامل داده‌های بیشتری برای توصیف مراحل بین اوج‌های روشنایی و تاریکی است. این بدان معناست که اشیاء روشن و تاریک در یک صفحه می‌توانند به درجات بسیار بالایی از روشنایی و تاریکی نمایش داده شوند، به شرطی که نمایشگر از آن پشتیبانی کند و تمامی جزئیات لازم در سیگنال وجود داشته باشد، بدون آنکه پردازشگر تصویر مجبور به ساختن آن‌ها شود.

گاموت رنگ چیست؟

اینجاست که موضوع HDR کمی پیچیده‌تر می‌شود. گاموت رنگ وسیع یکی دیگر از ویژگی‌های تلویزیون‌های پیشرفته است که حتی کمتر از HDR تعریف شده است. اگرچه این ویژگی به HDR مرتبط است، اما به طور مستقیم با آن در ارتباط نیست. HDR به میزان نوری که به تلویزیون دستور داده می‌شود (یا همان درخشندگی) می‌پردازد، در حالی که دامنه و مقدار رنگ که به صورت مجزا از نور تعریف می‌شود، به آن کروماتیسیته گفته می‌شود. این دو مقدار جداگانه هستند که به شیوه‌های مختلف با یکدیگر تعامل دارند، اما همچنان متمایز باقی می‌مانند.

نمودارهای گاموت رنگ

این به این معنا نیست که HDR تضمین می‌کند دامنه رنگ‌های وسیع‌تری نمایش داده شود یا رنگ‌ها به طور یکنواخت باقی بمانند. به همین دلیل است که هر تلویزیونی را از نظر کنتراست و رنگ آزمایش می‌کنیم. تقریباً تمام تلویزیون‌های امروزی قادر به رسیدن به مقادیر استاندارد Rec.709 هستند، اما هنوز فاصله‌ی زیادی بین رنگ‌هایی که این تلویزیون‌ها تولید می‌کنند و آنچه چشم انسان قادر به تشخیص آن است وجود دارد. DCI-P3، فضای رنگ استانداردی برای سینمای دیجیتال است که بسیار گسترده‌تر است. بیشتر تلویزیون‌های 4K HDR مدرن باید بتوانند به مقادیر DCI-P3 دست یابند، هرچند بسیاری از آن‌ها به این سطح نمی‌رسند. Rec.2020، فضای رنگ نهایی و ایده‌آل برای تلویزیون‌های 4K است و حتی گسترده‌تر می‌باشد — اما هنوز هیچ نمایشگر مصرف‌کننده‌ای به این سطح نرسیده است. نکته قابل توجه این است که Rec.2020 هم برای SDR (دامنه دینامیک استاندارد) و هم برای HDR اعمال می‌شود، زیرا HDR به طور مستقیم به سطوح رنگ نمی‌پردازد.

انواع HDR

HDR به طور کامل جهانی نیست و در حال حاضر به دو فرمت اصلی تقسیم شده است، در حالی که چند فرمت دیگر نیز در پس‌زمینه وجود دارند.

Dolby Vision

دالبی ویژن، فرمت HDR متعلق به شرکت Dolby است. در حالی که دالبی برای تایید رسانه‌ها و صفحه‌های نمایش به عنوان سازگار با دالبی ویژن نیاز به گواهینامه دارد، این فرمت به اندازه‌ی HDR10 مشخص و قطعی نیست. محتوای دالبی ویژن از متادیتای دینامیک استفاده می‌کند؛ در حالی که متادیتای استاتیک، سطوح مشخصی از روشنایی را در سراسر محتوای مشاهده‌شده حفظ می‌کند. متادیتای دینامیک این سطوح را بر اساس هر صحنه یا حتی هر فریم تنظیم کرده و جزئیات بیشتری در صحنه‌های بسیار روشن یا تاریک حفظ می‌کند. با تنظیم سطوح حداکثر و حداقل نوری که به تلویزیون دستور داده می‌شود در لحظه، همان مقدار داده‌ای که معمولاً در سراسر دامنه‌ی کامل روشنایی یک فیلم یا برنامه اختصاص می‌یابد، می‌تواند در یک بازه بسیار هدفمند تنظیم شود. به این ترتیب، صحنه‌های تاریک می‌توانند جزئیات بیشتری در سایه‌ها حفظ کنند و صحنه‌های روشن نیز بتوانند جزئیات بیشتری در بخش‌های برجسته نشان دهند، بدون آنکه تلویزیون مجبور شود برای نمایش اوج‌های متضاد آماده شود که تا صحنه‌ی بعدی ظاهر نخواهند شد.

HDR10

HDR10 استانداردی است که توسط UHD Alliance ارائه شده است. این یک استاندارد فنی با محدوده‌ها و مشخصات تعریف‌شده‌ای است که برای محتوای استفاده‌کننده و نمایشگرها باید رعایت شود. HDR10 از متادیتای استاتیک استفاده می‌کند که در تمام نمایشگرها یکسان است؛ به این معنا که ویدئوی HDR10 سطوح روشنایی و رنگ را با مقادیر مطلق تنظیم می‌کند، بدون توجه به نوع صفحه‌ی نمایش. این یک استاندارد باز است، بنابراین هر تولیدکننده یا توزیع‌کننده‌ی محتوایی می‌تواند آزادانه از آن استفاده کند. تمامی سرویس‌هایی که محتوای HDR ارائه می‌دهند، از HDR10 پشتیبانی می‌کنند؛ معمولاً به همراه دالبی ویژن یا فرمت HDR دیگری.

HDR10+

HDR10+ استانداردی است که توسط سامسونگ توسعه یافته است. این فرمت بر پایه‌ی HDR10 ساخته شده و با افزودن متادیتای دینامیک مانند دالبی ویژن، بهبود یافته است. اگرچه از متادیتای اختصاصی برای هر صفحه استفاده نمی‌کند، اما همچنان دامنه‌ی نوری را که به تلویزیون برای هر صحنه یا فریم نمایش داده می‌شود تنظیم می‌کند. این امر می‌تواند جزئیات بیشتری به تصویر شما اضافه کند نسبت به HDR10 و، مانند HDR10، یک استاندارد باز است که نیازی به مجوز یا فرایند تولید خاص ندارد.

Hybrid Log-Gamma (HLG)

Hybrid Log-Gamma (HLG) به اندازه‌ی HDR10 یا دالبی ویژن رایج نیست و هنوز محتوای بسیار کمی خارج از برخی پخش‌های BBC و DirecTV برای آن وجود دارد، اما می‌تواند HDR را بسیار در دسترس‌تر کند. دلیل این امر آن است که HLG توسط BBC و NHK ژاپن توسعه یافته تا فرمت ویدئویی‌ای را ارائه دهد که پخش‌کنندگان بتوانند سیگنال‌های HDR (همچنین SDR، زیرا HLG با SDR سازگاری معکوس دارد) را ارسال کنند. از نظر فنی، این فرمت بسیار عمومی‌تر است زیرا از متادیتا استفاده نمی‌کند؛ بلکه از ترکیبی از منحنی گاما (که تلویزیون‌ها برای محاسبه‌ی روشنایی در محتوای SDR استفاده می‌کنند) و منحنی لگاریتمی (برای محاسبه‌ی سطوح بسیار بالای روشنایی که تلویزیون‌های پشتیبان HDR قادر به تولید آن هستند) بهره می‌برد.

HLG می‌تواند با تلویزیون‌های SDR و HDR کار کند، حتی بدون متادیتا، در حالی که همچنان دامنه‌ی بسیار وسیع‌تری از داده‌های نوری را ارائه می‌دهد. تنها چالش در اینجا پذیرش آن است؛ زیرا این فرمت برای پخش‌کنندگان توسعه یافته و هنوز تعداد کمی از پخش‌کنندگان ویدئوی 4K را از طریق امواج، کابل یا خدمات ماهواره‌ای ارائه می‌دهند. در حال حاضر، HLG عمدتاً در بریتانیا با برنامه‌های طبیعت و ورزشی به کار گرفته می‌شود.

نیازهای لازم برای HDR

در اصل، برای استفاده از HDR شما به سه مورد نیاز دارید: محتوای HDR، وسیله‌ای برای پخش محتوای HDR و تلویزیونی که از سیگنال‌های HDR پشتیبانی کند.

HDR تنها به معنای 4K نیست. یک تلویزیون 4K ممکن است از HDR پشتیبانی کند، اما این موضوع برای همه‌ی تلویزیون‌ها صدق نمی‌کند. اگر تلویزیون شما از HDR پشتیبانی نکند، نمی‌تواند از اطلاعات اضافی موجود در سیگنال بهره ببرد. حتی اگر تلویزیون قادر به پردازش سیگنال HDR باشد، ممکن است تصویری بهتر تولید نکند، به‌ویژه اگر مدل آن از دسته‌ی اقتصادی باشد. اکثر تلویزیون‌های 4K امروزی از HDR پشتیبانی می‌کنند، اگرچه مدل‌های ارزان‌تر ممکن است کنتراست یا دامنه‌ی رنگی کافی برای نمایش کامل آن نداشته باشند.

بیشتر سرویس‌های پخش آنلاین اصلی از HDR برای برخی از محتوای 4K پشتیبانی می‌کنند. همچنین دیسک‌های UHD Blu-ray وجود دارند که اغلب دارای HDR10 یا گاهی اوقات Dolby Vision هستند.

اگر تلویزیون شما از HDR پشتیبانی می‌کند، احتمالاً به حداقل برخی از سرویس‌های پخش آنلاین HDR دسترسی دارید؛ اما ممکن است همه‌ی آن‌ها را نداشته باشید. در این صورت، ممکن است بخواهید یک دستگاه پخش رسانه‌ای جداگانه تهیه کنید. دستگاه‌هایی مانند Apple TV 4K، Amazon Fire TV Cube، Fire TV Stick 4K، Chromecast با Google TV و Roku Streaming Stick 4K همه از HDR10، HDR10+، Dolby Vision و HLG پشتیبانی می‌کنند.

کنسول‌های PlayStation 5 و Xbox Series X نیز از HDR10 و Dolby Vision برای برنامه‌های پخش آنلاین و پخش دیسک‌های UHD Blu-ray پشتیبانی می‌کنند. البته نسخه‌های کاملاً دیجیتال این کنسول‌ها که فاقد درایو نوری هستند، نمی‌توانند دیسک‌های UHD Blu-ray را پخش کنند، اما همچنان قادر به پخش محتوای 4K HDR می‌باشند.

آیا HDR ارزشش را دارد؟

امروزه 4K به عنوان استاندارد اصلی تلویزیون‌ها محسوب می‌شود و HDR یکی از مهم‌ترین ویژگی‌هایی است که هنگام خرید تلویزیون جدید باید به آن توجه کرد. اگرچه هنوز به طور کامل جهانی نشده است، اما HDR10 و Dolby Vision ثابت کرده‌اند که بهبودهای قابل توجهی در کنتراست و رنگ نسبت به تعریف استاندارد ارائه می‌دهند و محتوای فراوانی نیز برای تماشا وجود دارد. اگر قصد ارتقای خود به 4K را دارید و بودجه‌ی لازم را دارید، HDR یک ویژگی ضروری محسوب می‌شود.

حالا که با تمام نکات HDR آشنا شدید، حتماً درباره‌ی 8K مطالعه کنید تا ببینید چرا در حال حاضر به اندازه‌ی HDR اهمیت ندارد.

منبع 🙁+)