La televisión de alto rango dinámico (HDR o HDR-TV) es una tecnología que mejora la calidad de las señales de visualización. Se contrasta con el rango dinámico estándar (SDR) con nombre retroactivo. HDR cambia la forma en que la luminancia y los colores de los videos y las imágenes se representan en la señal y permite una representación más brillante y detallada de las luces, sombras más oscuras y detalladas y una gama más amplia de colores más intensos.
HDR permite que las pantallas compatibles reciban una fuente de imagen de mayor calidad. No mejora las propiedades intrínsecas de una pantalla (brillo, contraste y capacidades de color). No todas las pantallas HDR tienen las mismas capacidades y el contenido HDR se verá diferente según la pantalla utilizada.
HDR-TV se utilizó por primera vez en 2014 para mejorar videos, y ahora también está disponible para imágenes fijas. HDR-TV es parte de las imágenes HDR, un proceso de extremo a extremo para aumentar el rango dinámico de imágenes y videos desde su captura y creación, hasta su almacenamiento, distribución y visualización. HDR-TV también mejora la gama de colores, como Rec. 2100 y todos los formatos HDR comunes requieren que HDR se entregue con amplias gamas de colores (WCG).
Descripción Antes de HDR, las mejoras en la fidelidad de la pantalla generalmente se lograban aumentando la cantidad de píxeles, la densidad (resolución) y la velocidad de fotogramas de la pantalla. Por el contrario, HDR mejora la fidelidad percibida de los píxeles individuales existentes. El rango dinámico estándar (SDR) todavía se basa y está limitado por las características de los tubos de rayos catódicos (CRT) más antiguos, a pesar de los grandes avances en las tecnologías de pantalla y visualización desde la obsolescencia de los CRT.
Los formatos SDR son capaces de representar un nivel de luminancia máximo de alrededor de 100 nits. Para HDR, este número aumenta a alrededor de 1000 a 10 000 nits. HDR puede representar niveles de negro más oscuros y colores más saturados. Los formatos SDR más comunes se limitan a la Rec. 709 / gama sRGB, mientras que los formatos HDR comunes usan Rec. 2100, que es una amplia gama de colores (WCG).
En la práctica, HDR no siempre se usa en sus límites. Los contenidos HDR a menudo se limitan a un brillo máximo de 1000 o 4000 nits y colores P3-D65, incluso si se almacenan en formatos capaces de más. Los creadores de contenido pueden elegir en qué medida hacen uso de las capacidades HDR. Pueden limitarse a los límites de SDR incluso si el contenido se entrega en formato HDR.
Los beneficios de HDR dependen de las capacidades de visualización, que varían. Ninguna pantalla actual puede reproducir el rango máximo de brillo y colores que se pueden representar en formatos HDR.
Beneficios Los puntos destacados, las partes más brillantes de una imagen, pueden ser más brillantes, más coloridos y más detallados. La mayor capacidad de brillo se puede utilizar para aumentar el brillo de áreas pequeñas sin aumentar el brillo de la imagen en general, lo que da como resultado, por ejemplo, reflejos brillantes de objetos brillantes, estrellas brillantes en una escena nocturna oscura y objetos emisores de luz brillantes y coloridos. (por ejemplo, fuego y puesta de sol).
Las sombras o luces bajas, las partes más oscuras de una imagen, pueden ser más oscuras y detalladas.
Las partes coloridas de la imagen pueden ser aún más coloridas si se usa un WCG.
El dinamismo del color y la gama más amplia de colores que se atribuyen con frecuencia al video HDR es en realidad una consecuencia de una WCG. Esto se ha convertido en un punto de gran confusión entre los consumidores, por lo que HDR y WCG se confunden entre sí o se tratan como intercambiables. Si bien las pantallas HDR suelen tener WCG y las pantallas con WCG suelen ser capaces de HDR, una no implica la otra; hay pantallas SDR con WCG. Algunos estándares HDR especifican WCG como requisito previo para el cumplimiento. Independientemente, cuando un WCG está disponible en una pantalla HDR, la imagen en su conjunto puede ser más colorida debido a la gama más amplia de colores.
Los beneficios más subjetivos y prácticos del video HDR incluyen una variación de luminancia más realista entre escenas (como escenas iluminadas por el sol, interiores y nocturnas), una mejor identificación del material de la superficie y una mejor percepción en profundidad, incluso con imágenes 2D.
Preservación de la intención del creador de contenido Cuando las capacidades de una pantalla son insuficientes para reproducir todo el brillo, el contraste y los colores que se representan en el contenido HDR, la imagen debe ajustarse para adaptarse a las capacidades de la pantalla. Algunos formatos HDR (como Dolby Vision y HDR10+) permiten que el creador de contenido elija cómo se realizará el ajuste. Otros formatos HDR (como HDR10 e híbrido log-gamma (HLG)) no ofrecen esta posibilidad, por lo que no se garantiza que las intenciones del creador de contenido se conserven en pantallas de menor capacidad.
Para una calidad óptima, los estándares requieren que el video se cree y se vea en un entorno relativamente oscuro. Dolby Vision IQ y HDR10+ Adaptive ajustan el contenido según la luz ambiental.
Formatos Desde 2014, han surgido múltiples formatos HDR, incluidos HDR10, HDR10+, Dolby Vision y HLG. Algunos formatos son libres de regalías y otros requieren una licencia. Los formatos varían en sus capacidades.
Dolby Vision y HDR10+ incluyen metadatos dinámicos, mientras que HDR10 y HLG no. Los metadatos dinámicos se utilizan para mejorar la calidad de la imagen en pantallas limitadas que no pueden reproducir un video HDR en la máxima medida prevista. Los metadatos dinámicos permiten a los creadores de contenido controlar y elegir la forma en que se ajusta la imagen. miniaturadeimagen|Logotipo de HDR10
HDR10
El perfil de medios HDR10, más conocido como HDR10, es un estándar HDR abierto anunciado el 27 de agosto de 2015 por la Consumer Technology Association. Es el más extendido de los formatos HDR, y no es compatible con versiones anteriores de pantallas SDR. Está técnicamente limitado a un brillo máximo de 10.000 nits; sin embargo, el contenido HDR10 normalmente se domina con un brillo máximo entre 1000 y 4000 nits.
HDR10 carece de metadatos dinámicos. En las pantallas HDR10 que tienen un volumen de color más bajo que el contenido de HDR10 (como una capacidad de brillo máximo más bajo), los metadatos de HDR10 brindan información para ayudar a que la pantalla se ajuste al video. Los metadatos son estáticos y constantes con respecto a cada video individual y no informan a la pantalla exactamente cómo se debe ajustar el contenido. La interacción entre las capacidades de visualización, los metadatos de video y el resultado final (es decir, la presentación del video) está mediada por la visualización, con el resultado de que es posible que no se conserve la intención del productor original.
Dolby Vision miniaturadeimagen|220x220px|Logotipo de Dolby Vision Dolby Vision es un ecosistema integral para video HDR y cubre la creación, distribución y reproducción de contenido. Utiliza metadatos dinámicos y es capaz de representar niveles de luminancia de hasta 10.000 nits. La certificación Dolby Vision requiere que las pantallas de los creadores de contenido tengan una luminancia máxima de al menos 1000 nits.
HDR10+ miniaturadeimagen|Logotipo de HDR10+ HDR10+, también conocido como HDR10 Plus, es un formato de video HDR anunciado el 20 de abril de 2017. Es lo mismo que HDR10 pero con el añadido de un sistema de metadatos dinámicos desarrollado por Samsung. Es de uso gratuito para los creadores de contenido y tiene una licencia anual máxima de $ 10,000 para algunos fabricantes. Se ha posicionado como una alternativa a Dolby Vision sin los mismos gastos.
HLG El formato HLG es un formato HDR que se puede usar para videos e imágenes fijas. Utiliza la función de transferencia HLG, Rec. Colores primarios de 2020 y una profundidad de bits de 10 bits. El formato es retrocompatible con SDR UHDTV, pero no con pantallas SDR más antiguas que no implementan la Rec. Estándares de color 2020. No utiliza metadatos y está libre de regalías.
PQ10 (formato PQ) PQ10, a veces denominado formato PQ, es un formato HDR que se puede usar para videos e imágenes fijas. Es lo mismo que el formato HDR10 sin metadatos. Utiliza la función de transferencia del cuantificador perceptivo (PQ), Rec. 2020 colores primarios y una profundidad de bits de 10 bits.
HDR Vivid HDR Vivid es un formato HDR desarrollado por China Ultra HD Video Alliance (CUVA) y lanzado en marzo de 2021. Utiliza metadatos dinámicos estandarizados en CUVA 005-2020.
Otros formatos
Technicolor Advanced HDR: un formato HDR que pretende ser retrocompatible con SDR. no hay contenido comercial disponible en este formato. SL-HDR1 (Single-Layer HDR system Part 1) es un estándar HDR desarrollado conjuntamente por STMicroelectronics, Philips International BV y Technicolor R&D France. Fue estandarizado como ETSI TS 103 433 en agosto de 2016. SL-HDR1 proporciona compatibilidad directa con versiones anteriores al usar metadatos estáticos (SMPTE ST 2086) y dinámicos (usando los formatos SMPTE ST 2094-20 Philips y 2094-30 Technicolor) para reconstruir una señal HDR a partir de una transmisión de video SDR que se puede entregar usando SDR existente redes y servicios de distribución. SL-HDR1 permite renderizar HDR en dispositivos HDR y renderizar SDR en dispositivos SDR usando un flujo de video de una sola capa. Los metadatos de reconstrucción HDR se pueden agregar a HEVC o AVC mediante un mensaje de información de mejora suplementaria (SEI). La versión 1.3.1 se publicó en marzo de 2020. SL-HDR2 SL-HDR3
Comparación de formatos HDR +Tabla de comparación de formatos HDRHDR10HDR10+Dolby VisionHLGDesarrollado porCTASamsungDolbyNHK y BBCAño2015201720142015CostoGratis Gratis (para empresa de contenido) Licencia anual (para el fabricante)PropietarioGratis Espacio de colorFunción de transferenciaPQPQ PQ (en la mayoría de los perfiles) SDR (en perfiles 4, 8.2, y 9) HLG (en perfil 8.4)HLGProfundidad de color10 bit10 bit (o más)10 bit (o 12 bit usando FEL)Los 12 bits se logran mediante la reconstrucción mediante la combinación de una capa base de 10 bits con una capa de mejora de 10 bits. Los perfiles actuales solo permiten una capa de mejora de 1920 x 1080 para video 4K.10 bitPico de luminanciaLímite técnico10,000 nits10,000 nits10,000 nitsVariableContenidoSin reglas 1,000 - 4,000 nits (común)Sin reglas 1,000 - 4,000 nits (común)(Al menos 1,000 nits) 4,000 nits comunes1,000 nits comunesColor primarioLímite técnicoRec. 2020Rec. 2020Rec. 2020Rec. 2020ContenidoP3-D65 (común)P3-D65 (común)Al menos P3-D65P3-D65 (común)Other characteristicsMetadata Estático Estático DinámicoLos metadatos dinámicos de Dolby Vision y HDR10+ no son los mismos. Generada automáticamente Estático Dinámico Generada automáticamente Recortes generados manualmenteRetrocompatibilidad HDR10Según el perfil y el nivel de compatibilidad:
Sin compatibilidad SDR HDR10 HLG UHD Blu-ray (significa HDR10 con más restricciones) Pantallas SDR compatibles con Rec. 2020 (como UHD-TV)NotasEl formato PQ10 es el mismo que HDR10 sin los metadatosLas características técnicas de Dolby Vision dependen del perfil utilizado, pero todos los perfiles admiten HDR con metadatos dinámicos de Dolby Vision.La compatibilidad con versiones anteriores de HLG es aceptable para las pantallas SDR UHDTV que pueden interpretar el espacio de color BT.2020. No está diseñado para pantallas SDR tradicionales que solo pueden interpretar colorimetría BT.709.Referencias
Notas
Pantallas