الدليل الكامل: ما الفرق بين أنواع HDR؟

لقد ولت الأيام التي كانت فيها الدقة أهم سمة للشاشة: سواء على الهواتف الذكية أو أجهزة الكمبيوتر المحمولة أو الأجهزة اللوحية أو أجهزة التلفزيون ، فإن ما يحدد جودة العرض اليوم هو القدرة على إعادة إنتاج الألوان - وعند هذه النقطة المعيار في تقنية HDR مستخدمة (HDR أو HDR10 أو HDR10 + أو HLG أو Dolby Vision أو Advanced HDR) تصبح حاسمة. ولكن ما هو الفرق بين أنواع HDR موجود وأي واحد أفضل؟

عامًا بعد عام ، تم إطلاق الهواتف الذكية الرائدة التي تتباهى بوجود شاشات بأحدث تقنيات HDR. في عام 2020 ، الخط ايفون ١٢ تقدمت خطوة إلى الأمام وأصبحت أول شخص قادر على إعادة إنتاج المحتوى وتسجيله وتحريره بتنسيق دولبي الرؤية، نوع معين من HDR. لفهم أهمية هذه التكنولوجيا في الصور التي نلتقطها والأفلام التي نشاهدها على هواتفنا المحمولة - ولكن ليس هواتفنا فقط - نحتاج إلى فهم ما هو تقرير التنمية البشرية وكيف يختلف كل معيار في السوق. تعال؟

ما هو HDR؟

اختصار لـ عالية المدى الديناميكي، أو "المدى الديناميكي العالي" باللغة البرتغالية ، يتكون HDR ، في أبسط أشكاله ، من سلسلة من التقنيات المستخدمة لالتقاط الصور وعرضها. إنهم يسعون إلى جعل الكاميرات والشاشات التي تدعم التكنولوجيا قادرة على تسجيل وعرض المحتوى بامتداد تباين التباين أكبر وأكبر. عندما نرى أسودًا عميقًا بجانب اللون الرمادي الغامق جدًا ، فإن الاختلاف في التباين ، أي الاختلاف في الضوء والظل من واحد إلى آخر ، هو ما يسمح لنا تفرق بينهم.

تتمثل وظيفة HDR في جعل هذا التباين ملحوظًا أكثر فأكثر ، ولهذا ، فهو يجعل الكاميرات والشاشات أكثر سينسيفيس الاختلافات في التباين ، مما يسمح لهم بالتقاط وإعادة إنتاج عدد أكبر من النغمات بين أسود س الأبيض المطلق.

باختصار ، الهدف من HDR هو جعل الألوان والتباين في الصورة الرقمية دقيقة مثل تلك الموجودة في الصورة الحقيقيةيتم مشاهدتها دون وساطة من الشاشات أو الكاميرات. هذا ، في حد ذاته ، يمثل تحديًا كبيرًا ، حيث تطورت أعيننا على مدى ملايين السنين إلى ما هي عليه اليوم.

كيف يعمل HDR في الكاميرات؟

كما رأينا أعلاه ، فإن صورة HDR موجودة بتنسيق الكاميرات e قماش. مع ذلك ، لا فائدة من تسجيل المحتوى بتقنية HDR وعرضه على شاشة مع SDR - النطاق الديناميكي القياسي أو النطاق الديناميكي القياسي ، بالبرتغالية. وبالمثل ، لن يتمكن تلفزيون HDR الخاص بك من تحويل محتوى SDR إلى HDR. على الرغم من أن هذا ممكن ، وفقا للبعض أفاد باحثون فرنسيون في عام 2017، هو شيء يتطلب تحويل المحتوى باستخدام الذكاء الاصطناعي، ولا يزال يتعذر القيام بذلك عن طريق أجهزة التلفزيون أو الهواتف الذكية لدينا.

فهم أن HDR ، للعمل ، يجب أن يكون موجودًا في كل من الكاميرا التي تلتقط المحتوى وفي الشاشة التي تعرضه ، يصبح من السهل فهم كيفية عمله في كل من الاثنين. في الكاميرات ، تتكون أبسط تقنية HDR من التقط 3 صور في نفس الوقت ، واحد ذو حساسية عالية للضوء ، وواحد متوسط ​​والآخر بحساسية منخفضة للضوء. ثم برنامج ما بعد المعالجة ، والذي يختلف باختلاف طراز الكاميرا ، تداخل الصور الثلاث وإنشاء صورة واحدة.

في هذه الصورة التي تم إنشاؤها بعد التراكب ، يكون التباين بين النقطة الأفتح والأغمق أكبر - وبالتالي ، هناك تكبير - اتساع النطاق الديناميكي الأصلي لتلك الكاميرا. لفهم كيفية تطبيق صورة HDR في مقاطع الفيديو ، تخيل فقط أن الكاميرا تقوم بهذا العمل مع كل إطار (أو إطار) من الفيديو. هذا هو السبب في أن العديد من كاميرات الهواتف الذكية ، على سبيل المثال ، لا يمكنها التسجيل بدقة عالية وبتقنية HDR - ينتهي الأمر بذلك معلومات كثيرة لأجهزة الاستشعار والمعالجات الخاصة بك للتعامل معها.

كما هو مذكور أعلاه ، ستعتمد نتيجة التراكب على برنامج المعالجة اللاحقة المستخدم في الكاميرا. إذا لم يكن يعرف كيفية القيام بعمل جيد ، فستظهر الصورة غريبة ، مع تباين واسع ، لكن هذا لا يتوافق مع الواقع. وبالمثل ، فإن تقرير التنمية البشرية لا يجب ببساطة قم بإنتاج ألوان أقوى: يجب أن تكون الصورة أكثر وضوحًا ليس لأنها أكثر تشبعًا ، ولكن لأن الاختلاف في درجات كل لون يكون أكثر وضوحًا ، وبالتالي يكون أكثر إخلاصًا للواقع.

عندما نتحدث عن التباين ، من الشائع التفكير فقط بالأبيض والأسود. ومع ذلك ، فإن التباين ينعكس أيضًا في الألوان ، حيث أن كل لون يتكون من الضوء والظل ، وأن النسبة بين كل منهما (الضوء والظل) ستنتج لهجة مختلفة من هذا اللون. في كل من الكاميرات والشاشات ، تسعى تقنية HDR إلى جعل الاختلافات النغمية في كل لون أكثر وضوحًا ، حتى لو كانت دقيقة. HDR أبدا يجب أن تجعل الألوان متوهجة.

بمجرد فهم ذلك ، دعنا نعود إلى تراكب الصور: تعتمد الطريقة التي سيتم بها تراكب الصور على الشركة المصنعة للكاميرا. هذا هو السبب في أننا نرى مثل هذا الاختلاف في HDR الخاص بـ جوجل بكسل المتعلق ب اي فون، علي سبيل المثال. حاليًا ، تستخدم معظم الشركات المصنعة الذكاء الاصطناعي لتحسين تراكب الصور ، وكذلك لتنميقها حتى بعد تركيبها. إنه جزء مما يسمى التصوير الحاسوبي ، الذي يسعى إلى التحايل على القيود التقنية لكاميرات الهواتف الذكية بجرعة من الذكاء.

طريقة عملها ، HDR هي نوع من الكعك ، يقوم كل مصنع بإعداد وصفته بطريقته الخاصة ، مثل الكعك ، من الجيد فهم الفرق بين أنواع HDR لاختيار النوع الذي يعجبك أكثر. جوجل ، على سبيل المثال ، تعمل على تحسين HDR للهواتف الذكية بكسل باستخدام تقنيات متقدمة للذكاء الاصطناعي وتراكب ليس فقط 3 صور ولكن أكثر من 10. كمية الصور التي سيتم تراكبها أيضًا غير ثابت، يعتمد على عدد الذكاء الاصطناعي الذي يراه ضروريًا.

سيعتمد هذا ، من بين عوامل أخرى ، على ظروف الإضاءة وحتى حركة الكاميرا: إذا هزت ذراعك كثيرًا ، فإن الذكاء الاصطناعي يدرك أنه لا يمكن التقاط العديد من الصور ، أو أن كل شيء سيكون معطلاً. تمحى. هذه عملية حسابية معقدة ، أليس كذلك؟ علاوة على ذلك ، لا يساعد هذا التجزئة المستهلك على فهم الفرق بين أنواع HDR.

وكيف تعمل تقنية HDR على أجهزة التلفزيون؟

الآن بعد أن عرفنا كيفية عمل HDR في الكاميرات وأنه يختلف باختلاف كل مصنع يقرر استخدامه ، نحن أقرب إلى الإجابة على سؤالنا الرئيسي: ما هو الفرق بين أنواع HDR الحالية؟ ليس فقط ، ولكن بشكل أساسي عندما نتحدث عن أجهزة التلفزيون ، هناك سلسلة من الاختصارات (HDR ، HDR10 ، HDR10 + ، HLG ، Dolby Vision ، HDR Advanced وغيرها) لإرباكنا. كيف تختلف وما هي "تقارير التنمية البشرية" هذه التي يمكن اعتبارها الأفضل؟

حسنًا ، بمجرد أن تفهم كيفية عمل HDR في الكاميرات ، من السهل أن تستنتج أن إحدى نتائج الصور المتداخلة هي زيادة كمية المعلومات (تقاس بـ البيانات الوصفية) موجود في الصورة أو الفيديو. بشكل أساسي ، HDR على التلفزيون "يجعل الأمر أكثر وضوحًا" للشاشة ، والعفو عن التورية ، وهي أكثر النقاط سطوعًا وظلامًا في الصورة ، بالإضافة إلى تفصيل أفضل للاختلاف بينهما. وبالتالي ، لن تقوم الشاشة بعمل جيد إلا إذا كانت تمثل كل هذه المعلومات الإضافية. بدقة.

بهذا المعنى ، شاشة HDR مشترك هي إحدى الميزات التي تمكنت ، نظرًا لمواصفاتها الفنية ، من عرض مجموعة واسعة من درجات الألوان الفاتحة والداكنة ، باللونين الأسود والأبيض واللون. لأغراض القياس ، يتم قياس هذا الاختلاف بـ القمل، وحدة قياس غير رسمية (نظرًا لعدم وجودها في النظام الدولي للوحدات) ولكنها مستخدمة على نطاق واسع في التكنولوجيا وتعادل شمعة واحدة لكل متر مربع (1cd / m²). يتم استخدام "nit" بدلاً من "1cd / m²" لأنه يحتوي على اسم تجاري أكثر وضوحًا (haha).

بشكل أساسي ، كلما زاد عدد الشموع في التلفزيون ، زاد سطوعه. بشكل عام ، عدد أكبر من القمل يعني أيضا أكبر القدرة على التبايننظرًا لأنه مع زيادة الحد الأقصى من الضوء المنبعث ، يصبح الطيف اللوني بين الإضاءة الكاملة والظلام التام أوسع. باختصار ، كلما زادت سعة السطوع القصوى ، زادت كفاءة التلفزيون في درجات ألوان مختلفة. وسطاء، لتحقيق الدقة اللازمة لعرض محتوى HDR على التلفزيون.

في كانون الثاني (يناير) 2016 ، أنشأ تحالف مكون من العديد من مصنعي الشاشات ، يُدعى Ultra HD Alliance ، معيارين للتمكن من القول إن التلفزيون يحتوي على تقنية HDR: في الأول ، يجب أن يختلف بين 1000 e 0,05 القمل من السطوع ، وفي الثانية يجب أن يختلف بين 540 e 0,0005 القمل من السطوع. مع ذلك ، يمكن لكل تلفزيون وصل إلى هذه المقاييس أن يحمل علامة HDR "الأساسية" ، حتى لو لم ينتج عن ذلك تحسين في الصورة النهائية.

كما يمكنك أن تتخيل ، فإن عدم وجود توحيد أوسع جعل HDR ، على أجهزة التلفزيون ، موردًا لم تكن مزاياه الحقيقية موجودة دائمًا. كان كافياً بالنسبة لي أن يكون لدي تلفزيون بسعة سطوع أعلى من 1.000 شمعة يمكنني تسميتها HDR والتنافس مع الشاشات التي أضافت ، بالإضافة إلى ذلك ، تقنيات أخرى لتكون الأفضل. الأفضل في السوق، صيح؟ حسنًا ، إذا لم يخترعوا معايير HDR المختلفة التي تسبب لنا الكثير من الارتباك ، فسيحدث هذا كثيرًا.

بالإضافة إلى إرباكك ، يتم إنشاء كل معيار HDR تقنيات أخرى يجب أن يكون موجودًا على التلفزيون الذي يريد أن يحمل اسمه. مع هذا ، يحاول المصنعون منع HDR في أجهزة التلفزيون من أن تصبح الفوضى التي أصبحت HDR في الكاميرات: فهم يريدون التأكد من أنه في حين أن كل مصنع يمكنه تحسين شاشاته بتقنياته الخاصة ، فإن معيار HDR المستخدم يحدد الحد الأدنى من الجودة عندما يتعلق الأمر للصورة بشكل عام ، وليس التباين فقط.

لذلك ، فإن معايير HDR المختلفة هي شهادة، وعد بأنه من خلال حمل هذا الختم (HDR10 ، HLG ، Dolby ...) ، خضع التلفزيون لاختبارات معملية صارمة ووصل إلى العديد من المتطلبات المحددة مسبقًا. هذه المتطلبات ، التي تختلف وفقًا لكل معيار ، لا تقتصر على قيم السطوع القصوى أو الدنيا - فهي تعمل في الواقع على تحسين إدراك اللون والضوء في صور التلفزيون.

إذن ما الفرق بين أنواع HDR؟

بعد أن أصبحت تقريبًا خبيرًا في HDR ، ستفهم أخيرًا الفرق بين أنواع HDR الموجودة. نظرًا لأننا قد أوضحنا أعلاه كيفية عمل التكنولوجيا في أبسط أشكالها ، فسوف نعرض كل "تطورات" ، من أبسطها إلى أكثرها تقدمًا ، وشرح مزاياها وعيوبها.

HLG

يلبي تنسيق HLG ، الذي تم تصوره من قبل مذيعي BBC و NHK ، مصالح هاتين الشركتين في توفير أفضل صورة ممكنة ، مع الأخذ في الاعتبار أنه في البث التلفزيوني ، هناك مشاهدون بشاشات HDR و SDR. مع هذا ، لا يقتصر HLG على أجهزة التلفزيون ذات النطاق الديناميكي العالي ، ويتيح نقل المحتوى المباشر إلى كلا الجماهير (مع تلفزيونات HDR وبدونها). هذا التقسيم مهم لأنه ، في حالات معينة ، يمكن أن يؤدي عرض محتوى HDR على تلفزيون SDR إلى تحقيق ذلك تبدو أسوأ، بألوان باهتة وحتى مشوهة.

الميزة العظيمة لـ HLG هي أنه تنسيق HDR متوافق مع الإصدارات السابقة مع تلفزيونات SDR. يعد هذا أمرًا ضروريًا في عمليات البث التلفزيوني المفتوحة ، ولكن المعيار لا يحظى بشعبية كبيرة خارج المملكة المتحدة واليابان ، حيث تم إنشاؤه. في البرازيل ، البث التلفزيوني المفتوح هو SDR بالكامل. بالنسبة إلى تدفق المحتوى ، على منصات مثل Netflix و YouTube ، من الممكن تحديد التقنيات التي يدعمها التلفزيون ، والتأكد من توافق المحتوى معه بنسبة 100٪ والقضاء على مخاطر تدهور الصورة.

بسبب هذا ، هو جدا من غير المرجح أصبح HLG ذائع الصيت يومًا ما ، لأنه حل وسيط مصمم للتلفزيون المفتوح ، والذي عادة ما يستغرق سنوات لتبني تقنيات جديدة. على الأرجح ، لن يتم بث التلفزيون المجاني إلا بتقنية HDR عندما تدعم غالبية أجهزة التلفزيون في جمهورها هذه الميزة.

HDR10 و HDR10 +

نتيجة الشراكات بين سوني e Samsungأو HDR10 يوحد قدرة التباين العالية لـ HDR مع عمق ألوان 10 بت. عمق اللون هذا أكبر بكثير من عمق الألوان القياسي 8 بت ، مما يعني أن شاشة HDR10 ، مقارنة بشاشة HDR "العادية" ، قادرة على عرض ألوان لا تستطيع الأخيرة.

بالفعل HDR10 +، قدم بواسطة Samsung e باناسونيك، يعزز HDR10. لهذا ، ترتفع سعة السطوع القصوى ، من 1.000 إلى 4.000 القمل، بالإضافة إلى البيانات الوصفية الموجودة في الصورة متحرك. هل تتذكر عندما قلنا أن HDR تتكون من إدخال مزيد من المعلومات (البيانات الوصفية) في الصور؟ حسنًا ، هذه البيانات الوصفية ترشد التلفزيون إلى كيفية عرض المحتوى ، ويقولون ما هو الحد الأقصى للسطوع والحد الأدنى من السطوع الذي يمكن تمثيله على الشاشة.

عندما تكون هذه البيانات الوصفية ثابتة ، كما هو الحال في HDR10 ، تكون القيم القصوى والدنيا هي نفس الشيء في جميع الإطارات ، حتى لو كان المحتوى عبارة عن فيلم مدته ساعات. نتيجة لذلك ، تتأثر الدقة في تشغيل المحتوى حيث يتم إنشاء البيانات الوصفية بناءً على الفيلم بأكمله ، والذي يمكن أن يحتوي على مشاهد أغمق ومشاهد أفتح.

في حالة HDR10 + ، التي تكون بياناتها الوصفية ديناميكية ، يتغير هذا التباين وفقًا لكل مشهد معروض. يحتوي كل إطار على بيانات وصفية خاصة به ، يتم إنشاؤها باستخدام تقنية تسمى "تعيين درجة اللون". كما يوحي الاسم ، تقوم هذه التقنية بتعيين الإطارات ، والتحقق من الأجزاء الداكنة والأفتح من كل إطار ، وتوليد البيانات الوصفية. نتيجة لذلك ، تتمتع HDR10 + بمستويات تشبع وسطوع دائمًا مناسب إلى الصورة المعروضة ، تقترب من جودة منافستها ، Dolby Vision.

HDR متقدم

تم تطوير معيار HDR الأكثر شهرة بواسطة تكنيكولور، وهي شركة تعمل في تقنيات التلوين الفوتوغرافي منذ عصر رول الفيلم. على الرغم من أنه يحمل اسمًا فريدًا ، إلا أن HDR متقدم يغطي ثلاثة معايير فرعية لـ HDR ، لكل منها غرضه الخاص:

• أولهم ، إس إل-HDR1، يبرز لكونه HDR "أساسي" ومتوافق 100٪ مع شاشات SDR.
• المعيار الثاني يسمى إس إل-HDR2، يشبه إلى حد كبير معايير HDR10 + و Dolby Vision ، لأنه يحتوي أيضًا على بيانات وصفية ديناميكية.
• المعيار الثالث والأخير ، لا يزال في مرحلة الاختبار ، يحاول ذلك توحد الأمرين. إذا نجح الأمر، فسيكون أول تنسيق HDR يحتوي على بيانات تعريف ديناميكية متوافقًا مع أجهزة تلفزيون SDR. (ctlsites.uga.edu)

الهدف ليس ترك تلفزيون SDR بجودة HDR10 + ، ولكن لتجنب التشوهات التي ذكرناها سابقًا. بالنظر إلى ذلك ، يتساءل الكثير من الناس عن فائدة إضافة تقنيتين متعارضتين (HDR و SDR). أثناء البث ، من الممكن بالفعل نقل محتوى HDR إلى أجهزة التلفزيون المتوافقة فقط ، بينما في حالة محطات التلفزيون المفتوحة ، من المحتمل جدًا أنها ستبدأ فقط في إنتاج محتوى HDR عندما يكون لدى معظم الجمهور أجهزة تلفزيون من هذا النوع.

في الوقت الحالي ، لا يُعد HDR أمرًا مثيرًا للاهتمام للمذيعين التلفزيونيين ، حيث إنه من المكلف إنتاج محتوى باستخدام التكنولوجيا ، ولا يزال معظم الناس في جميع أنحاء العالم يمتلكون أجهزة تلفزيون SDR. لهذا السبب بالتحديد ، يعتقد الكثيرون أن HDR Advanced محكوم عليه بالفشل مع أخيه HLG.

دولبي الرؤية

نظرًا لكونها "المعيار الذهبي" لمعايير HDR ، فإن دولبي الرؤية إنه موجود في أغلى التلفزيونات ويمكن القول إنه أفضل ما هو متاح حاليًا. كما هو الحال غالبًا ، تنبع الكثير من الجودة من المعايير العالية التي تطلبها Dolby Labs: بينما يمكن لشاشتين HDR10 + عرض صور متناقضة قليلاً ، اعتمادًا على مواصفاتها ، تخضع أجهزة العرض وأجهزة التلفزيون المعتمدة من Dolby Vision للاختبارات لضمان ذلك ، على الرغم من خصائص الجهاز ، يتم عرض الصور بدقة وفقًا لمعايير Dolby.

بالإضافة إلى كل هذا الاختبار ، فإن دولبي الرؤية لديها متطلبات تقنية أكثر تعقيدًا. الحد الأقصى لقيمة القمل مدعوم ، على سبيل المثال ، هو 12.000. على الرغم من أنه لا يوجد تلفزيون اليوم يقترب من هذا المستوى - فإن أعلىها تكلفة تصل إلى 2.000 القمل السطوع - يوضح هذا كيف تم التفكير في النمط أيضًا للمستقبل. كانت Dolby Vision أيضًا أول معيار له تخطيط نغمة وبيانات وصفية ديناميكية ، وقد أوضحنا طبيعتها في مؤشر ترابط HDR10 +.

كما لو أن ذلك لم يكن كافيًا ، فإن تقنية Dolby تقدم أيضًا لون 12 بت، أي أن الشاشات التي تحمل هذه الشهادة تعرض بعض الألوان التي لا تستطيع حتى أجهزة التلفزيون المزودة بتقنية HDR10 + عرضها. الجانب السلبي لهذه التقنية هو السعر: نظرًا لأن التنسيق من Dolby ، تطلب الشركة رسومًا من الشركات التي تستخدمها ، مما يجعل أي جهاز متوافق أكثر تكلفة. هذا العامل يجعل الأفلام والمسلسلات ذات التقنية أكثر تكلفة.

بينما ال Netflix بالفعل بعض العناوين مع دولبي الرؤية e HDR10، فقط رئيس الأمازون رئيس لديها عناوين في HDR10 +. بالإضافة إلى ذلك ، عند تشغيل محتوى Blu-Ray ، من الضروري أن يكون جهاز المشغل أيضًا معتمدًا من Dolby ، وهذا ليس هو الحال مع معظم مشغلات هذا النوع من الوسائط (وحدات التحكم). في البرازيل، فقط إل جي تمتلك حقوق استخدام تقنية Dolby Vision على أجهزة التلفزيون ، بينما يقتصر HDR10 + على تلفزيونات Samsung و Panasonic التي طورتها لتنافس Dolby.

* دولبي أتموس: غالبًا ما يتم تقديمها جنبًا إلى جنب مع Dolby Vision ، و دولبي الغلاف هو نمط الصوت معتمدة من Dolby Labs ، وهي موجودة بشكل شائع في أجهزة التلفزيون والهواتف الذكية من مختلف العلامات التجارية. نظرًا لأنه يتعامل مع الصوت وليس الفيديو ، فإن Atmos ليس جزءًا من نطاق هذه المقالة ، ومع ذلك ، فإننا نقوم بتضمينه هنا حتى لا تشعر بالارتباك عندما ترى اسمه. إذن ، هل تفهم الفرق بين أنواع HDR؟

بمعلومات من: CNET, AVForums, JMGO, ريلاينس ديجيتال, Samsung, HowToGeek