Introdução: o que é HDR?

Nos últimos dois a três anos, a abreviatura "HDR" foi frequentemente encontrada no contexto de discussões sobre as características das telas de TV dos principais fabricantes. Essa tecnologia se tornou um "grande novo marco" no campo da qualidade da imagem da televisão, o que também é facilitado pelo desenvolvimento das indústrias de filmes e videogames. O HDR também está se tornando mais amplamente usado em monitores de desktop, e estamos ouvindo mais sobre o suporte de HDR nesta área, especialmente na CES 2017 em Las Vegas.

Achamos que será útil olhar para trás e ver o que é a tecnologia HDR, o que ela nos oferece, como funciona e o que o usuário precisa saber para escolher deliberadamente uma tela para o conteúdo apropriado que requer HDR. Aqui, tentaremos nos concentrar mais em monitores de computador, sem entrar no reino da TV.

Simplificando, "High Dynamic Range" (HDR) refere-se à capacidade de uma tela de transmitir grandes diferenças de brilho entre as partes claras e escuras de uma imagem. Para jogos e filmes, esta é uma vantagem significativa, pois ajuda a criar imagens mais realistas e ajuda a preservar os detalhes em cenas onde o contraste pode ser o fator limitante. Em uma tela com baixo contraste ou operando na faixa dinâmica padrão (SDR) pequenas partes em cenas escuras serão perdidas - devido ao fato de que os tons de cinza escuro serão exibidos como preto. Da mesma forma, em cenas com alto brilho, os detalhes podem ser perdidos devido aos elementos brilhantes que ficam brancos. Isso se torna um problema ao reproduzir cenas na tela em que há detalhes claros e escuros. A NVIDIA resumiu sua lógica para HDR como um princípio triplo: "as áreas claras da imagem devem permanecer claras, as escuras, escuras e os detalhes devem ser visíveis em ambas." Isso contribui para uma imagem mais realista e "dinâmica" (daí o nome) em comparação com exibições de alcance padrão.

Em marketing, o termo HDR é frequentemente interpretado de forma mais ampla, significando não apenas aumentar o contraste entre as áreas claras e escuras de uma imagem, mas também melhorar a reprodução de cores com um aumento na gama de cores. Falaremos sobre isso mais tarde, mas do ponto de vista técnico, HDR significa principalmente aumentar o contraste entre as partes claras e escuras da imagem.

Renderizando imagens em HDR

HDR está associado ao termo HDRR (High Dynamic Range Rendering), que descreve o processo de renderização no qual o sistema gráficos de computador aplica cálculos de luminância de pixel de alta faixa dinâmica. Já discutimos o significado de contraste na introdução; A renderização HDR também é útil para manter o brilho natural enquanto transmite propriedades transparentes de materiais (como vidro) e fenômenos ópticos, como reflexão de luz e refração na tela. Na renderização SDR, os elementos de fontes de luz muito brilhantes, como o sol, são atribuídos a um fator de luma de 1,0 (branco). Ao transmitir o reflexo de tal fonte, o fator de luminância deve ser menor ou igual a 1,0. No entanto, na renderização HDR, elementos de fontes de luz muito brilhantes podem ter um fator de luminância maior que 1,0 para melhor transmissão seu brilho real. Isso torna possível reproduzir seus reflexos de superfícies, correspondendo ao brilho natural de tais fontes de luz.

Um monitor de desktop típico com um filme TN ou painel IPS pode realmente fornecer uma taxa de contraste na região de 800: 1-1200: 1, enquanto um painel VA está normalmente na faixa de 2000: 1-5000: 1. O olho humano pode perceber cenas visuais com contraste muito alto - aproximadamente 1 milhão: 1 (1.000.000: 1). Quando a iluminação muda, a adaptação é alcançada devido às reações adaptativas da íris do olho, que demoram algum tempo - como, por exemplo, durante a transição da luz forte para a escuridão. A qualquer momento, o alcance do olho é muito menor - cerca de 10.000: 1. No entanto, isso ainda é mais do que a variedade da maioria dos monitores, incluindo painéis VA. É aqui que entra a tecnologia HDR - para expandir a faixa dinâmica da tela e fornecer um contraste "ao vivo" mais alto.

Padrões de conteúdo e HDR10

Ainda existe uma área um tanto obscura no mercado de HDR - os padrões de conteúdo que garantem a compatibilidade da tela e do conteúdo reproduzido nela. Atualmente, existem dois padrões principais - HDR10 e Dolby Vision. Não entraremos em detalhes aqui e apenas diremos que o padrão Dolby Vision implica em uma qualidade de imagem superior, uma vez que suporta metadados dinâmicos (capacidade de ajustar dinamicamente o conteúdo - quadro a quadro) e formato de cores de 12 bits. No entanto, isso implica o uso de tecnologia proprietária, que inclui uma taxa de licença adicional, e também requer hardware adicional, portanto, os dispositivos que suportam esse padrão são mais caros. Por outro lado, HDR10 suporta apenas metadados estáticos e formato de cor de 10 bits, mas é aberto e, portanto, mais difundido. Por exemplo, a Microsoft e a Sony adotaram o padrão HDR10 para seus novos consoles de jogos. Também é o padrão para discos Blu-ray Ultra HD.

Na verdade, apesar das diferenças nos padrões de conteúdo, os monitores podem suportar vários formatos com relativa facilidade. É bastante comum no mercado de TV encontrar telas que suportam Dolby Vision e HDR10, além de outros padrões menos comuns como Hybrid Log Gamma (HLG) e Advanced HDR.

A Samsung começou recentemente a promover ativamente o desenvolvimento do chamado padrão HDR10 +, que contém uma série de melhorias para resolver as deficiências da versão anterior, como suporte para metadados dinâmicos. Por sua vez, a Dolby Vision recentemente reorientou seu padrão inteiramente em Programas, eliminando assim as dificuldades com "hardware" adicional e o aumento adicional de preço associado a ele.

Quando o tempo virá para visualizar vários conteúdos HDR, você precisará de um monitor que suporte o padrão correspondente. Os monitores compatíveis com HDR10 são muito difundidos e o conteúdo HDR10 é amplamente suportado. Dolby Vision é menos comum, embora algumas TVs anunciem suporte para esse padrão para aqueles que desejam assistir a conteúdo Dolby Vision. O mercado de monitores parece estar focado em HDR10 por enquanto, mas veremos telas com suporte para Dolby Vision anunciado. É só uma questão de tempo.

Maneiras de alcançar alta faixa dinâmica e melhorar o contraste

Você provavelmente está familiarizado com o termo Taxa de contraste dinâmico (DCR), que se refere a uma tecnologia que foi amplamente usada em monitores e telas de TV por muitos anos, embora recentemente tenha perdido parte de sua popularidade. O contraste dinâmico é baseado na capacidade da tela de aumentar ou diminuir todo o brilho - dependendo do conteúdo de uma cena em particular - alterando o brilho da luz de fundo (unidade de luz de fundo, BLU). Este "escurecimento geral" funciona da seguinte forma: em cenas mais claras, a luz de fundo muda para um brilho mais alto, em cenas mais escuras - para um mais baixo. Às vezes, a luz de fundo pode até desligar completamente se a cena na tela estiver completamente preta. Claro, isso raramente é visto no conteúdo do mundo real, mas pode ser obtido especificamente em testes para determinar se é possível reproduzir pontos com níveis de preto ainda mais baixos - porque a tela está essencialmente desligada! Isso permite que os fabricantes definam taxas de contraste dinâmico extremamente altas que comparam a diferença de níveis entre o branco mais brilhante (na intensidade máxima da luz de fundo) e o preto mais escuro (na configuração de luz de fundo mais baixa e às vezes até mesmo quando a luz de fundo está completamente desligada). Essa técnica se tornou muito difundida e agora já estamos vendo valores absurdos de DCR definidos pelos fabricantes de telas - na ordem de milhões para um. Na prática, mudar constantemente o brilho da luz de fundo pode ser uma distração ou irritante, muitas pessoas não gostam e simplesmente desligam. Na verdade, o brilho variável da luz de fundo não contribui muito para a expansão da faixa dinâmica na percepção de contraste, pois com uma mudança rápida no brilho de toda a tela, o olho humano não tem tempo para se adaptar para o novo valor do brilho geral, e a diferença entre as áreas claras e escuras na mesma cena permanece a mesma.

Escurecimento local da borda

Recentemente, os fabricantes costumam usar o termo "escurecimento local" ao falar sobre as possíveis maneiras de superar uma série de limitações em termos de contraste do LCD. O escurecimento local é usado para escurecer áreas "locais" da tela - as áreas da tela que deveriam estar escuras são escurecidas, enquanto as áreas restantes permanecem inalteradas. Isso ajuda a melhorar o contraste aparente e realçar os detalhes em cenas escuras ou conteúdo de baixo brilho em geral.

Existe jeitos diferentes criando escurecimento local reduzindo o brilho da luz de fundo em várias áreas locais da tela. A abordagem mais simples e barata é o método de "dimerização local da borda". Todos os LEDs de luz de fundo usados ​​neste método estão localizados ao longo das bordas da tela e divididos em grupos que controlam o brilho de certas áreas (zonas) da tela. Quanto mais zonas, melhor, pois o controle do conteúdo da tela se torna mais discreto. Em alguns casos, esse escurecimento local pode ter algum efeito positivo nos monitores DCR, mas na maioria das vezes não ajuda em nada. Às vezes, a imagem pode até piorar se a mudança geral no brilho for simultaneamente sobreposta em grandes áreas da tela. Isso pode ser influenciado pela localização dos LEDs, por exemplo, eles estão localizados ao longo do perímetro da tela ou apenas ao longo das bordas superior e inferior ou esquerda e direita dela. A tecnologia de dimerização local geralmente é oferecida apenas como uma opção - onde há limitações de energia ou onde um fator de forma mais fino é necessário, como em algumas TVs e especialmente em laptops. O escurecimento local do Edge ainda é usado na maioria dos monitores de desktop hoje. Não é muito caro nem muito complexo para uso comum e, o mais importante, fornece um nível de escurecimento local para avançar com sucesso a tecnologia HDR. A iluminação de borda de 8 zonas em monitores de mesa é um padrão bastante comum até hoje. Por exemplo, o Samsung C32HG70 usa apenas esse tipo de luz de fundo para escurecimento local.

Escurecimento local da matriz

O dimerização local pode ser alcançado de forma mais otimizada usando "Full-Array Local Dimming" (FALD), onde, ao contrário dos circuitos de borda, os LEDs de luz de fundo individuais localizados atrás do painel LCD formam uma matriz sólida. A iluminação lateral é um método muito mais comum em monitores de computador, mas as técnicas de iluminação de fundo de matriz se tornaram mais comuns em telas de televisão. Seria ideal se cada LED tivesse controle individual, mas na realidade, toda a área da luz de fundo do LCD é dividida apenas em "zonas" separadas, nas quais o escurecimento local é realizado. A maioria dos fabricantes não divulga quantas zonas são usadas em modelos específicos, mas geralmente o número de zonas está na casa das dezenas. Algumas telas de televisão de última geração têm, na verdade, zonas muito grandes de 384. Cada zona é responsável por uma área específica da tela, embora as imagens de objetos menores que a zona (por exemplo, uma estrela contra um céu noturno) não o façam se beneficiam do escurecimento local e podem aparecer um tanto atenuados na tela. Quanto mais e menores as zonas, melhor você pode controlar o brilho do conteúdo da tela.

A adoção generalizada da tecnologia de iluminação de fundo de matriz enfrenta uma série de dificuldades. Em primeiro lugar, é muito mais caro do que a simples iluminação de borda, portanto, você deve se preparar com antecedência para o alto preço de varejo dos monitores que suportam essa tecnologia. O sistema de retroiluminação da matriz de 384 zonas contribui muito para o custo de produção, o que inevitavelmente afeta o preço de varejo. Em segundo lugar, a retroiluminação por LED de matriz controlável requer um aumento no tamanho da tela em profundidade, de modo que aqui vemos até um certo passo para trás em comparação com os perfis ultrafinos que já se tornaram familiares. Atualmente, apenas alguns monitores suportam a tecnologia FALD, entre os quais existem duas variedades: modelos 16: 9 de 27 polegadas com 384 zonas de luz de fundo e modelos 21: 9 ultra-wide de 35 polegadas com 512 zonas de luz de fundo. Vamos examiná-los com mais detalhes a seguir. Deve-se ter em mente que monitores com tecnologia FALD são considerados os melhores até o momento em teoria, mas na prática podem se manifestar de diferentes maneiras. O uso da tecnologia FALD em monitores não significa necessariamente que eles necessariamente se tornarão muito melhores, simplesmente implica em seu maior potencial se a tecnologia for implementada com sucesso.

Visualização de conteúdo HDR

Tela HDR e computador pessoal

Hoje, é muito difícil entender as portas de conexão que suportam HDR, e antes de comprar um monitor HDR moderno para o seu computador, existem algumas coisas que você deve saber. Primeiro, você precisa se certificar de que seu sistema operacional (SO) é compatível com HDR. Por exemplo, últimas versões O Windows 10 oferece suporte a HDR, mas muitos sistemas operacionais se comportam de maneira um tanto incomum quando você conecta o novo monitor ao computador. A imagem pode parecer sem brilho e desbotada como resultado das configurações de HDR propagação do SO para todos os outros conteúdos. Em teoria, trabalhar com conteúdo HDR deve ocorrer sem problemas (se você pode conseguir isso - compartilhe sua experiência!) E deixe uma impressão agradável de alta faixa dinâmica e ampla gama de cores. Porém, na prática, o trabalho normal do dia a dia, mesmo com a opção HDR ativada, dificilmente pode ser chamado de normal. O Windows impõe um limite de brilho de tela de não mais que 100 cd / m 2, porque o brilho total da luz de fundo de 1000 cd / m 2 pode ser deslumbrante ao trabalhar com conteúdo como documentos do Word ou Excel. Essa limitação tem impacto direto na percepção da imagem original, reduzindo o brilho e a saturação da cor. O sistema operacional também está tentando combinar o conteúdo sRGB regular com o espaço de cores mais amplo da tela HDR, o que causa problemas adicionais. Infelizmente, no momento o Windows nem sempre muda automaticamente para HDR e de volta quando reconhece o conteúdo correspondente, então pode ser o mesmo caso quando você precisa ir para a seção de configurações e definir manualmente a opção desejada (configurações> exibição> HDR e Advanced Color> off / on). O Windows mostra o seu melhor ao usar a interface HDMI - com essa conexão de monitor, ele parece alternar corretamente entre o conteúdo SDR e HDR, e você pode esperar que não tenha que ligar ou desligar a opção HDR nas configurações do Windows todas as vezes. quando você lança conteúdo diferente. Isso não é um sinal de mau funcionamento da tela e é possível que, quando a tecnologia HDR se estabilizar um pouco, tenhamos um suporte mais adequado do sistema operacional.

Compartilhar conteúdo de PCs e HDR tem outra parte complicada - suporte para placa de vídeo. Mapas mais recentes NVIDIA e AMD suportam HDR e ainda possuem as portas correspondentes: DisplayPort 1.4 ou HDMI 2.0a +. Se você quiser uma experiência full HDR, precisará de uma placa de vídeo de primeira linha. Além disso, há uma série de complicações adicionais associadas à proteção e transmissão de conteúdo de vídeo ao vivo (se desejar, você pode explorar mais essas questões). Hoje, existem placas de vídeo à venda com suporte para HDR, mas é improvável que elas se tornem mais baratas em breve.

Finalmente, há mais uma questão a ser considerada relacionada ao suporte de conteúdo HDR quando visualizado em um PC. Atualmente, filmes HDR e vídeos oferecidos por serviços de transmissão como Netflix, Amazon Prime e YouTube não são reproduzidos corretamente em um PC devido a uma série de problemas de segurança. Esses serviços transmitem conteúdo HDR por meio de seus aplicativos dedicados diretamente para a TV HDR, onde o hardware independente torna o monitoramento muito mais fácil. Assim, uma quantidade significativa de conteúdo HDR fornecido por esses serviços de transmissão é atualmente difícil ou impossível de visualizar em um computador pessoal. Felizmente, conectar um player Blu-ray Ultra HD externo ou caixa de mídia habilitada para HDR, como a Amazon Fire TV 4K, ao seu monitor simplifica as coisas, eliminando problemas de hardware e software porque o HDR é tecnicamente inerente a esses dispositivos.

Jogos de PC de alta faixa dinâmica são um pouco mais fáceis se você encontrar jogos com o suporte HDR correto, se seu sistema operacional for compatível com HDR e se você tiver a placa gráfica certa. Os jogos de PC com HDR são poucos e distantes entre si - mesmo que haja algum no mercado de jogos de console, eles nem sempre têm uma versão de PC HDR equivalente. Obviamente, com o tempo haverá mais deles, mas até agora eles foram criados em um número relativamente pequeno. Resumindo, esta é uma área bastante complicada para os PCs interagirem com o HDR agora.

Tela HDR e dispositivos externos

Felizmente, as coisas são mais fáceis com dispositivos externos. O firmware integrado de um player Blu-ray Ultra HD ou decodificador (Amazon Fire TV 4K HDR, etc.) torna a vida mais fácil. A exibição de conteúdo HDR desses dispositivos é simples - você só precisa da tela certa.

Também dignos de nota são os consoles de jogos que suportam HDR. Este segmento de mercado já está um pouco resolvido, e graças ao layout perfeito do software e hardware desses sistemas, você não precisa se preocupar com possíveis limitações do sistema operacional ou da placa de vídeo ao reproduzir conteúdo HDR. O suporte HDR em consoles de jogos como PS4, PS4 Pro ou X Box One S está disponível quando conectado a um monitor via HDMI 2.0a.

Padrões e certificação HDR: segmento de TV

Embora o conteúdo HDR seja criado de acordo com padrões específicos, os próprios monitores HDR podem variar em desempenho e suporte para diferentes aspectos da imagem. As telas de TV e, mais recentemente, os monitores de PC, costumam ser comercializados como "HDR", mas diferem em suas especificações e no nível de suporte HDR. A UHD Alliance foi formada para impedir o uso abusivo do termo HDR, especialmente no mercado de TV, e para evitar a proliferação de muitas especificações e brochuras publicitárias enganosas. A aliança é um consórcio de fabricantes de TV, desenvolvedores de tecnologia e estúdios de TV e cinema. Antes disso, não havia padrões claros para HDR e não havia especificações desenvolvidas pelos fabricantes de monitores para fornecer aos usuários informações sobre o nível de suporte de HDR. Em 4 de janeiro de 2016, a Ultra HD Alliance publicou requisitos de certificação para a "tela HDR correta", com foco no segmento de TV, uma vez que monitores de computador HDR ainda não estavam no mercado na época. O documento resumiu as principais disposições da norma para o suporte "correto" de HDR, bem como uma série de outros requisitos importantes que são obrigatórios para os fabricantes que irão certificar suas telas como "Ultra HD Premium". A especificação Ultra HD Premium se concentra no desempenho de contraste e cor.

Contraste / Brilho / Profundidade de Preto

Existem duas opções de especificação - para telas LCD e OLED, respectivamente - diretamente relacionadas aos aspectos de HDR.

Opção 1. O brilho máximo é de 1000 cd / m2 ou mais, e o nível de escuridão é inferior a 0,05 cd / m2, resultando em uma relação de contraste de 20.000: 1. Esta especificação representa o padrão Ultra HD Alliance para monitores LCD.

Opção 2. O brilho máximo é superior a 540 cd / m2 e o nível de escuridão é inferior a 0,0005 cd / m2, resultando em uma relação de contraste de 1.080.000: 1. Esta especificação está em conformidade com o padrão para monitores OLED. A tecnologia OLED está lutando para maximizar o brilho. No entanto, embora ainda não forneça o mesmo alto brilho que as telas de LCD, a profundidade de preto muito mais profunda permite que as telas OLED alcancem taxas de contraste muito altas que atendem aos requisitos de HDR.

Além dos aspectos relacionados ao HDR, o padrão Ultra HD Premium inclui uma série de outros requisitos importantes que devem ser atendidos para uma certificação bem-sucedida:

Permissão- Uma tela designada como "Ultra HD Premium" deve fornecer uma resolução de pelo menos 3840 x 2160. Essa resolução costuma ser chamada de "4K", mas oficialmente é "Ultra HD" e "4K" é 4096 x 2160.

Profundidade de cor- o monitor deve receber e processar um sinal de cor de 10 bits para fornecer maior profundidade de cor. Isso implica na capacidade de processar sinais com mais de 1 bilhão de cores. Você pode ouvir falar frequentemente de TVs com cores de 10 bits, ou melhor, "cores intensas". Este processamento de sinal de 10 bits permite gradações de cores mais suaves na tela e, como a tarefa não é mostrar toda a gama de cores na TV, mas apenas processar o sinal de 10 bits, aumentar a profundidade da cor não é um grande problema.

Gama de cores Um dos requisitos de certificação da Ultra HD Alliance é que um monitor Ultra HD Premium deve fornecer uma gama de cores mais ampla do que os padrões típicos de iluminação de fundo. A gama de cores da tela da TV deve abranger o padrão sRGB / Rec. 709 (35% da gama de cores do olho humano), que é cerca de 80% da certificação exigida. Em termos de gama de cores, o monitor deve atender ao padrão DCI-P3 (54% gama de cores do olho humano) para cinemas digitais. Este espaço de cores expandido permite uma gama mais ampla de cores - 25% a mais do que sRGB (ou seja, 125% sRGB). Na verdade, esse valor é apenas ligeiramente melhor do que a gama de cores Adobe RGB de aproximadamente 117% sRGB. Além disso, um espaço de cores ainda mais amplo é conhecido (aproximadamente 76% da gama de cores do olho humano), que é chamado de BT. 2020 e é uma meta ainda mais ambiciosa para os fabricantes de telas no futuro. Atualmente, nenhum dos monitores de consumo tem uma gama de cores que chegue perto de pelo menos 90% BT. 2020, no entanto, muitos formatos de conteúdo HDR, incluindo o HDR10 publicamente disponível, usam esse espaço de cores para predefinições futuras, que cabe aos designers de exibição.

Opções de conexão- A TV requer HDMI 2.0. Este programa de certificação foi originalmente desenvolvido para o mercado de TV, mas DisplayPort também é uma opção comum no mercado de monitores de computador, usado para suportar taxas de atualização mais altas (acima de 60 Hz). Portanto, não ficaríamos surpresos se o programa de certificação Ultra HD Premium mudasse para um monitor para incluir DisplayPort como interface compatível.

Os monitores que foram oficialmente confirmados para atender a esses requisitos podem apresentar o logotipo "Ultra HD Premium" especialmente projetado para esse fim. Esteja ciente de que alguns monitores que não possuem este logotipo são, no entanto, comercializados como monitores compatíveis com HDR. As especificações de HDR são apenas parte do programa de certificação, portanto, a tela pode suportar HDR, mas pode não atender a outros requisitos Ultra HD Premium adicionais (como gama de cores). Se uma tela é anunciada como capaz de HDR, mas não tem o logotipo Ultra HD Premium, não está claro como ela atinge alta faixa dinâmica e se ela realmente atende aos requisitos mínimos que a Ultra HD Alliance definiu para o próprio HDR. Nesses casos, você pode ter uma ideia dos benefícios do HDR, mas será incompleto. Se o monitor for certificado e receber o logotipo Ultra HD Premium, você pode ter certeza de que está assistindo "full HDR" - pelo menos como esse termo é entendido pelos desenvolvedores da especificação correspondente da Ultra HD Alliance.

Monitores HDR - Qual é "certo"?

O mercado de TV já está mais ou menos decidido sobre os requisitos para suporte HDR, e é muito bom que haja um padrão Ultra HD Premium para telas de TV. Mas qual monitor de computador HDR está "certo"? Se você voltar um pouco, perceberá que mencionamos caminho alcançar uma alta faixa dinâmica (a opção de escurecimento local usada) como um aspecto importante. Por exemplo, você pode ter uma tela que atenda a todas as especificações Ultra HD Premium, mas tem poucas zonas de escurecimento em um sistema com iluminação lateral. Todos os requisitos são atendidos tecnicamente, mas a experiência real de HDR pode ser ruim. Por outro lado, você pode ter uma tela com uma implementação FALD muito boa que não atende a todas as especificações Ultra HD Premium - por exemplo, uma tela que é comparativamente pequena e não oferece resolução Ultra HD total. A tecnologia FALD oferece melhor controle de escurecimento local, resultando em uma experiência HDR geral que pode ser muito superior à do primeiro monitor atendendo a todos os requisitos de certificação com um sistema de luz de fundo de escurecimento local de borda mais fraca. A segunda tela não pode ser classificada como uma tela HDR "correta", embora seja melhor na prática. A escolha e implementação de uma tecnologia de dimerização local específica em um display é de grande importância.

Ao escolher uma TV com HDR, basta ficar atento ao sistema de backlight e a presença do logotipo Ultra HD Premium, não excluindo as possíveis discrepâncias entre as especificações especificadas na documentação e o padrão.

Tudo isso pode ser transportado para o mercado de monitores? Aqui, novamente, a situação é mais complicada. Em primeiro lugar, não acreditamos que Ultra HD 3840 x 2160 seja necessária para a maioria dos monitores. Para uma tela de TV de grande formato, é muito mais importante, mas em um monitor de computador com o tamanho usual de 24-27 ", você não precisa desse tipo de resolução. A imagem sem ela será bastante nítida e clara, e a tela será capaz de processar conteúdo de uma resolução mais alta (por exemplo, em Blu-ray Ultra HD), diminuindo a resolução sem perder notavelmente a qualidade da imagem - é claro, se você olhar para a tela de uma distância um pouco mais longe do que o normal para visualizar multimídia conteúdo - isso por si só cria problemas com a certificação Ultra HD Premium.

Outro assunto polêmico é o brilho máximo. Ultra HD Premium especifica 1000 cd / m2. Isso é bom para uma TV que você assiste a uma distância de vários metros, mas e o monitor de um computador, que geralmente fica a cerca de meio metro de distância? Um brilho de 1000 cd / m2 é necessário para fornecer o máximo de detalhes em cenas claras, mas na verdade, em uma faixa próxima, pode ser um grande desgaste para os olhos. Este é um argumento a favor da redução do valor máximo de brilho para monitores de computador, e embora alguns detalhes em efeitos de iluminação e cenas com brilho muito alto possam ser perdidos (e os detalhes ainda serão muito melhores do que em SDR), você evitará problemas associado ao desconforto de alto brilho em uma faixa próxima. Não oferecemos recomendações inequívocas a favor ou contra aqui, mas simplesmente indicamos a área de possível desacordo.

Além disso, a especificação Ultra HD Premium não aborda atualmente a interface DisplayPort padrão do PC. Apesar do fato de que a tela deve necessariamente ter uma porta HDMI 2.0a +, que é conveniente para conectar dispositivos externos, ela provavelmente precisará ser incluída na especificação e DisplayPort para conectar a um PC. Em teoria, você poderia ter um monitor apenas para PC sem nenhuma porta HDMI, mas com DP 1.4 para fornecer suporte HDR e, neste momento, não atenderá ao padrão Ultra HD Premium, que requer HDMI para conexões compatíveis com HDR.

Pode haver a necessidade de alguns programas alternativos de certificação de monitor HDR que levem em consideração os problemas discutidos aqui e evitem a classificação em preto e branco como "não é compatível com Ultra HD Premium, então esta é a tela HDR errada". Acreditamos que essa argumentação não seja totalmente correta.

Em nossa opinião, atualmente a capacidade de um monitor de computador para suportar HDR é determinada pelos seguintes parâmetros (em ordem decrescente de importância):

1) Tecnologia de dimerização local- A tecnologia FALD é preferida e quanto mais zonas, melhor.

2) Contraste- 20.000: 1 ou mais, como para TV.

3) Profundidade e gama de cores- o espaço de cor adicional faz uma diferença notável na percepção da imagem.

4) Brilho máximo- O brilho total de 1000 cd / m2 não é necessário e não será necessariamente ideal. Ainda assim, é necessário um brilho maior do que os habituais 300-350 cd / m2 para realmente apreciar os benefícios das telas HDR sobre SDR. No momento, levando em consideração as capacidades dos fabricantes de painéis, os valores máximos de brilho na região de 550-600 cd / m2 são ótimos para uso generalizado.

5) Opções de conexão- Para suportar HDR, você precisará de uma porta HDMI 2.0a + ou DisplayPort 1.4 e, em nossa opinião, DP também deve ser considerado em termos de certificação de tela no futuro.

6) Permissão- A resolução Ultra HD não é necessária para telas de computador relativamente pequenas.

HDR no mercado de monitores de computador

Já mencionamos no início que o termo HDR tem se tornado cada vez mais usado quando se refere a monitores de computador, inclusive em comunicados à imprensa sobre os próximos modelos. E os fabricantes de monitores continuam a apresentar uma confusão de especificações em um esforço para posicionar sua tela como "HDR" - a nova palavra da moda neste mercado.

Aqui, por exemplo, está o LG 32UD99 (veja a imagem acima), que afirma ter resolução Ultra HD, 95% de gama de cores DCI-P3 e suporte HDR10. No entanto, nem a especificação nem o comunicado à imprensa dizem nada sobre a opção de escurecimento local usada, e assumimos iluminação de borda lá. Os valores de luminância citados - brilho médio de 350 cd / m2 e brilho máximo de 550 cd / m2 - não atendem ao limite Ultra HD Premium - ou o valor de brilho HDR10 total de 1000 cd / m2. Isso é estranho, já que a LG designou especificamente o suporte HDR10 como um de seus recursos de tela. Ou seja, neste caso, o HDR não é oferecido na íntegra e há uma série de perguntas sobre como ficará na prática. A especificação do monitor LG usa o seguinte logotipo especial: "HDR para PC".

Ainda mais confusão veio com o termo HDR quando aplicado ao monitor Dell S2718D. O comunicado de imprensa da Dell expresso como um resumo: "Este monitor Dell HDR é projetado para usuários de PC e usa especificações diferentes dos padrões de TV HDR existentes. Leia as especificações com atenção para obter mais detalhes." Aqui, pelo menos, os usuários não têm a promessa de "suporte total de HDR". Esta tela oferece apenas resolução de 2560 x 1440, brilho de 400 cd / m2 e gama de cores 99% sRGB / Rec. 709. Nada é dito sobre a tecnologia de dimerização local e só podemos adivinhar o que eles oferecem lá para fornecer o chamado suporte HDR. Nenhuma das especificações chegou perto dos padrões de TV nos quais os fabricantes de monitores poderiam pelo menos confiar.

Em seguida, vem o BenQ SW320 (veja também a imagem acima), uma tela dedicada projetada para o processamento de fotos profissionais. Aqui, a especificação em termos de suporte declarado para HDR e alguns aspectos de desempenho, pelo menos parece focada nos requisitos do padrão de TV: resolução Ultra HD, profundidade de cor de 10 bits e gama de cores 100% DCI-P3. O brilho declarado, no entanto, é de apenas 350 cd / m2, então novamente surgem questões sobre a qualidade final do suporte HDR.

Portanto, existem muitos modelos atualmente no mercado de monitores de computador que são faturados como "monitores HDR" e uma série de especificações que não estão em conformidade com nenhum padrão único. Situação semelhante ocorria no mercado de TVs quando surgiram as primeiras TVs HDR, e esse foi um dos motivos pelos quais a Ultra HD Alliance desenvolveu seu próprio sistema de padronização e certificação. Mais cedo ou mais tarde, algo semelhante teria que acontecer no mercado de monitores de computador - emprestar ou complementar o padrão "Ultra HD Premium", ou outra coisa. Em particular, os dois principais fabricantes de placas de vídeo parecem ter suas próprias idéias para certificação e padrões para HDR neste segmento. E no final do ano passado, a VESA introduziu o sistema de certificação "DisplayHDR". Tudo isso será discutido mais adiante. Neste ponto, recomendamos que você tome cuidado ao ouvir o termo "HDR" quando aplicado a monitores de computador, pois pode realmente significar coisas muito diferentes. Tentaremos cobrir em nossas notícias e análises as características de modelos específicos que serão reivindicados como monitores com capacidade HDR.

Abordagem NVIDIA e monitores de jogos FALD HDR

Em janeiro de 2017, a NVIDIA anunciou o desenvolvimento de uma nova geração de tecnologia G-sync. A tecnologia G-sync oferece suporte a taxas de atualização variáveis ​​para ajudar a melhorar o desempenho dos jogos de placas gráficas e monitores compatíveis, bem como evitar problemas como tela rasgada e trepidação em jogos em que as taxas de quadros podem mudar no decorrer do jogo. A nova geração do G-sync visa fornecer suporte HDR também e é chamada de "G-sync HDR". Essa tecnologia foi desenvolvida pela NVIDIA em parceria com a AU Optronics, uma das maiores fabricantes de painéis de exibição. Ao contrário das TVs HDR, os monitores HDR G-sync, que combinam os benefícios do G-sync com suporte a conteúdo HDR, foram projetados desde o início para evitar a maioria dos problemas de atraso de entrada associados ao conteúdo HDR. Além disso, e talvez ainda mais importante em termos de suporte HDR, há relatos de que as novas telas HDR G-sync incluirão um sistema de luz de fundo FALD para maximizar o efeito do escurecimento local e o próprio HDR. Pelo menos eles estão falando sobre isso.

Também há sinais de que, junto com o suporte HDR, a NVIDIA está trabalhando para atender ao resto do padrão Ultra HD Premium. Monitores com G-sync HDR terão uma gama de cores muito próxima a DCI-P3. A gama de cores necessária (~ 125% sRGB) será alcançada usando a tecnologia Quantum Dot recentemente desenvolvida. A tecnologia Quantum Dot Enhancement Film (QDEF) é usada para produzir cores mais profundas e saturadas na tela. Usado pela primeira vez em TVs de última geração, o filme QDEF é revestido com pontos nanoscópicos que emitem luz de uma cor específica dependendo do tamanho do ponto, reproduzindo assim tons brilhantes, saturados e alternados em toda a gama de cores - do verde escuro ao vermelho ao azul brilhante . Esta é uma maneira moderna e mais econômica de obter uma gama de cores mais ampla do que o sRGB, sem a necessidade de retroiluminação RGB-LED totalmente discreta (e mais cara). Essa luz de fundo, que oferece uma ampla gama de cores, às vezes é encontrada apenas em telas profissionais, e você verá a tecnologia Quantum Dot em muitas telas em qualquer segmento de mercado. Os monitores convencionais, multimídia e de jogos usarão maciçamente a tecnologia Quantum Dot, se essa for a escolha dos fabricantes. Também depende da escolha do painel na tela e do tipo de luz de fundo. A tecnologia Quantum Dot pode ser usada em visores retroiluminados W-LED convencionais para aumentar a gama de cores, bem como em visores retroiluminados de matriz, como os visores G-sync HDR mais recentes. No entanto, o uso da tecnologia Quantum Dot não significa necessariamente suporte HDR. Você pode encontrar muitos visores Quantum Dot que não oferecem HDR ou iluminação de fundo de matriz. Esses monitores usam Quantum Dot simplesmente para aumentar a gama de cores e fornecer cores mais ricas e vibrantes que são comumente encontradas em jogos e multimídia. Para monitores com HDR, a tecnologia Quantum Dot é um método para aumentar a gama de cores, inclusive para cumprir o padrão Ultra HD Premium. Os monitores com tecnologia NVIDIA suportam HDR usando um sistema de luz de fundo de matriz para criar escurecimento local e usam a tecnologia Quantum Dot para expandir a gama de cores.

Em 2017, vários monitores foram anunciados com suporte para a tecnologia G-sync HDR, o primeiro dos quais foi o Asus ROG Swift PG27UQ. Este modelo usa iluminação de fundo FALD de 384 zonas e oferece resolução Ultra HD 3840 x 2160, brilho máximo de 1000 cd / m2, gama de cores sRGB de 125% e outros recursos impressionantes, como taxa de atualização de 144 Hz (primeiro para tela Ultra HD) ... Os concorrentes são modelos da Acer - Predator X27 e da AOC - AGON AG273UG. Todos esses são modelos de 27 polegadas e é interessante observar a implementação da tecnologia FALD aqui para um suporte HDR ideal. O lançamento desses monitores em 2017 foi adiado e é improvável que cheguem no primeiro trimestre de 2018.

Duas telas também foram apresentadas tamanho maior: Acer Predator X35 e Asus ROG Swift PG35VQ são modelos ultra-largos de 35 polegadas com 512 zonas FALD. Esses monitores oferecem uma resolução de 3440 x 1440 (que não atende formalmente o requisito Ultra HD 3840 x 2160), mas eles afirmam um brilho máximo de 1000 cd / m2 e uma gama de cores DCI-P3 de 90%.

É possível que a linha de monitores NVIDIA G-sync HDR evolua em direção ao padrão "Ultra HD Premium" já existente, mas conhecendo a NVIDIA, é fácil presumir que eles podem introduzir seu próprio "melhor" padrão para certificação de telas com suporte para G-sync HDR. O white paper da NVIDIA diz que "Um monitor HDR requer soluções técnicas sofisticadas que combinam alto brilho, alto contraste, ampla gama de cores e altas taxas de atualização." Os três primeiros requisitos são parte integrante da especificação Ultra HD Premium e o último é um acréscimo da NVIDIA, projetado, aparentemente, para usar G-sync e estimular desenvolvimento adicional exibe uma alta taxa de atualização (mais de 60 Hz). Por exemplo, os modelos de 27 polegadas mencionados anteriormente têm uma taxa de atualização de 144 Hz, enquanto os modelos de 35 polegadas oferecem 200 Hz. Portanto, é provável que os monitores correspondentes apresentem o logotipo "NVIDIA G-sync HDR" em vez do logotipo Ultra HD Premium. O tempo mostrará.

Uma observação separada de um ponto de uso da placa de vídeo: GPUs NVIDIA com arquiteturas Maxwell e Pascal suportam HDR10 sobre DisplayPort e HDMI, com a NVIDIA monitorando e avaliando continuamente novos formatos e padrões conforme eles surgem.

Abordagem da AMD e tecnologia FreeSync 2

No ano passado, a AMD anunciou seu mais recente desenvolvimento em tecnologia de taxa de atualização variável FreeSync, que foi desenvolvida com sucesso desde 2015. Uma nova versão a tecnologia, que se chama FreeSync 2, também lida principalmente com a taxa de atualização da tela, mas desta vez com o suporte de alta faixa dinâmica (HDR). Ele não foi projetado para substituir o FreeSync, mas como uma solução abrangente para o que a AMD e seus parceiros no mercado de monitores e jogos de PC podem fazer para aprimorar os jogos de última geração. O FreeSync 2 está mais focado no segmento de alto preço do mercado de games, o que se explica pelo custo de desenvolvimento desta tecnologia.

O suporte HDR está no centro do desenvolvimento. Como Brandon Chester afirmou repetidamente no site da Anandtech, o suporte de exibição para tecnologias do Windows de próxima geração é caótico na melhor das hipóteses. O HiDPI de alta definição não está funcionando como deveria e nenhuma decisão abrangente e consistente foi tomada para oferecer suporte a monitores com HDR e / ou gama maior que sRGB. As atualizações mais recentes do Windows 10 ajudaram um pouco, mas não corrigem todos os problemas e, obviamente, não são voltadas para jogadores com sistemas operacionais mais antigos. O Windows simplesmente não tem os canais de suporte HDR embutidos certos, então usar uma tela HDR com o Windows é difícil. Outro problema é que os monitores com HDR podem ter atrasos de entrada adicionais criados por seus processadores internos.

O FreeSync 2 soluciona esses problemas modificando todo o sistema de comunicação do monitor, o que deve corrigir problemas com o Windows e, se possível, descarregar o monitor. A tecnologia AMD FreeSync 2 é essencialmente uma otimização de transferência de dados de exibição para facilitar o suporte a HDR e ampla gama de cores e melhorar o desempenho da exibição. Também ajuda a reduzir a latência, incluindo atraso de entrada adicional ao processar sinais HDR. Você pode ler sobre os detalhes técnicos e requisitos no site da Anandtech.

Como todas as placas AMD com FreeSync 1 (incluindo GCN 1.1 e mais recente) já suportam HDR e VFR, o FreeSync 2 também funcionará nessas placas. Todas as GPUs com suporte para FreeSync 1 também serão capazes de oferecer suporte para FreeSync 2. Você só precisa atualizar os drivers.

Embora presumamos que as especificações do FreeSync 2 estão apenas chegando ao estágio de certificação, já existem vários monitores com suporte para FreeSync 2. Por exemplo, o modelo Samsung C32HG70 suporta AMD FreeSync e HDR. Este modelo usa iluminação de borda para criar escurecimento local e não atende às especificações Ultra HD Premium, sugerindo que a abordagem da AMD para suporte HDR é indiscutivelmente mais flexível.

Padrões DisplayHDR

Como já dissemos em várias ocasiões, o Ultra HD Premium HDR foi projetado para telas de TV. E assim, no final de 2017, a VESA apresentou o seu novo sistema de certificação “DisplayHDR” - já para monitores de computador. Foi desenvolvido com contribuições de mais de 20 empresas, incluindo AMD, NVIDIA, Samsung, Asus, AU Optronics, LG.Display, Dell, HP e LG, e é "O primeiro padrão totalmente aberto na indústria de monitores de computador, definindo a qualidade de imagem HDR e os requisitos correspondentes para as seguintes características: brilho, gama de cores, profundidade de cores e tempo de resposta com brilho crescente."

No primeiro lançamento do DisplayHDR versão 1.0, eles se concentraram em monitores LCD, deixando para o futuro o que parece ser a certificação HDR de OLED e outras tecnologias. Para LCDs de computador, o sistema de certificação DisplayHDR apresenta 3 níveis: baixo, médio e alto. A classificação VESA é a seguinte (citação):

As características selecionadas como critérios de classificação também estão listadas no site da VESA na seguinte tabela:

Uma vez que a própria ideia de introduzir alguma uniformidade no mercado de monitores de computador HDR nos parece muito razoável, também expressaremos nossas reflexões sobre este assunto. A principal preocupação são os requisitos muito baixos para telas HDR básicas, o que pode levar vários fabricantes a se envolverem em marketing injusto e enganoso. Talvez tenha sido sob pressão deles que a VESA adotou requisitos tão baixos, permitindo que eles se agarrassem ao tema da moda e vendessem suas telas certificadas como "HDR"? Já estamos ansiosos para ver muitas telas certificadas "DisplayHDR 400" chegando ao mercado, prometendo ao comprador suporte e desempenho de conteúdo HDR. Um usuário mal informado pode tomar isso pelo valor de face, quando na verdade, pelo que podemos dizer, o nível 400 desta classificação não oferece nada que, em termos de características técnicas e capacidades, aproxime a tela do verdadeiro HDR. Não vemos em quais parâmetros reais essas telas irão superar significativamente a maioria das telas que estavam disponíveis antes mesmo do advento do HDR. Deixe-nos explicar.

Se você observar os requisitos de nível DisplayHDR 400 do padrão, verá uma qualidade de imagem de 8 bits, mas os painéis IPS e VA com diagonal de 27 "e acima já atendem a esse requisito. Muitos painéis TN Film (do mesmo tamanho ) também são de 8 bits. Para aumentar o contraste, o padrão oferece suporte apenas para a tecnologia de escurecimento geral. Funciona apenas com o brilho de toda a tela, dependendo do conteúdo de uma determinada cena, ou seja, é uma tecnologia muito conhecida de relação de contraste dinâmico (DCR). Sim, na prática, ela aumenta ligeiramente o contraste dinâmico, mas a DCR perdeu sua popularidade por um longo tempo. Muitas pessoas não gostam dela e, o mais importante, de uma tela assim não mostrará as vantagens reais do HDR em comparação com a imagem que um sistema de luz de fundo DCR pode fornecer. a luz de fundo em pequenas áreas determina a capacidade da tela de reproduzir uma imagem HDR, o que a distingue de telas convencionais. E, francamente, acreditamos que uma tela sem escurecimento local feito de uma forma ou de outra não deve ser comercializada como HDR. O requisito de brilho máximo de apenas 400 cd / m 2 - um valor que já foi alcançado em uma série de telas que surgiram antes mesmo do HDR. Embora a maioria das telas hoje ofereça brilho de 300-350 cd / m2, a pequena marcação de até 400 cd / m2 não faz uma diferença significativa. Isso não nos aproxima dos valores máximos de brilho nos formatos HDR10 e Dolby Vision (e outros). A tabela de especificações também especifica os requisitos de relação de contraste, que para essas telas deve ser "pelo menos 955: 1" ... e já é alcançado na maioria dos painéis modernos. Embora o valor mostrado na tabela para a característica "túnel" nos prometa uma relação de contraste de pelo menos 4000: 1. Finalmente, em termos de gama de cores, DisplayHDR 400 requer apenas 95% do espaço de cores ITU-R BT.709, ou seja, essencialmente 95% sRGB, que quase todos os monitores podem fornecer hoje.

Agora você pode ver porque nos preocupamos com o padrão DisplayHDR 400 básico - sua adoção pode resultar em abuso massivo da certificação HDR para monitores que diferem muito pouco (ou nada) dos modelos convencionais. Os padrões DisplayHDR 600 e 1000 são felizmente mais adequados e já caem no reino do que chamaríamos de HDR bom ou adequado. O nível DisplayHDR 600 requer um brilho máximo de 600 cd / m2, que é uma melhoria notável em relação às telas convencionais e combina com o alto brilho do conteúdo HDR. Além disso, o nível 600 assume suporte para um sinal de cor de 10 bits (profundidade de cor - 8 bits + FRC), uma relação de contraste de 6000: 1 e, o mais importante, o uso obrigatório de escurecimento local. A gama de cores necessária também foi aumentada para 90% DCI-P3, que já se aproxima dos padrões de TV. Modelos como o Samsung C32HG70 se encaixam bem nesta categoria de monitores HDR de gama média.

A extremidade superior do DisplayHDR 1000 está muito próxima do padrão de TV Ultra HD Premium. Requer um brilho máximo de 1000 cd / m2, uma relação de contraste de 20.000: 1, suporte para profundidade de cor de 10 bits (8 bits + FRC pelo menos) e uma gama de cores de 90% DCI-P3. E novamente - a necessidade de usar escurecimento local. Prevemos que a tecnologia FALD será necessária para a maioria dos modelos com esse nível de brilho, embora este programa de certificação não a especifique como um requisito específico. Outro ponto interessante: para os níveis 600 e 1000, é indicado o "tempo de resposta com brilho crescente" (do preto ao branco). Esta característica não tem nada a ver com o tempo de resposta do pixel no sentido usual, mas determina a rapidez com que a luz de fundo é acionada ao mudar de preto para branco - ou seja, quanto tempo leva para ir do brilho mínimo de uma cena HDR escura ao brilho máximo do ponto branco quando ele aparece. O rápido tempo de resposta da luz de fundo garante que não haja atrasos irritantes ao escurecer e clarear a imagem, bem como rastros borrados atrás de objetos em movimento. No padrão VESA DisplayHDR, o tempo de resposta é medido de um nível de brilho limite de 10% ao brilho máximo. Para monitores HDR 600 e 1000, VESA definiu um tempo de resposta máximo de 8 quadros, mas eles assumem que esse número será menor na maioria dos casos. Em uma tela de 60 Hz, 8 quadros equivalem a aproximadamente 133,33 ms, muito menos do que, por exemplo, o tempo de resposta semelhante do Dell UP2718Q (aproximadamente 624 ms). É interessante ver quantos monitores hoje atendem a esse requisito. A uma frequência de 100 Hz, o tempo de resposta não deve exceder 80 ms, e a 144 Hz, não deve ser superior a 55,56 ms.

O padrão VESA não tem requisitos especiais para a resolução e proporção da tela de uma tela HDR. Achamos que é uma boa ideia dada a variedade de resoluções, tamanhos e formatos de monitores de computador. As especificações do sistema de áudio também foram deixadas para trás, pois não têm nada a ver com HDR. Além disso, a VESA se tornou a primeira organização de padronização e certificação a desenvolver método aberto testes que permitirão aos usuários testar uma tela HDR sem ter que investir em equipamentos de laboratório caros. O teste DisplayHDR estará disponível no primeiro trimestre de 2018.

Em nossas próximas rodadas de monitores HDR, veremos seu desempenho em termos de padrões diferentes, bem como - conforme o surgimento - novo software para testá-los.

Conclusão

Para resumir, a tecnologia HDR está sendo desenvolvida para uma imagem mais dinâmica e é apoiada pelo fato de que o aprimoramento de contraste necessário deve ser realizado na presença de limitações devido às tecnologias de painel de tela. Isso representa uma melhoria significativa no desempenho da tela e uma tendência revolucionária em tecnologia de exibição. Existem várias maneiras de suportar HDR usando o controle de luz de fundo, algumas das quais são mais eficientes (a luz de fundo de matriz é preferível). No mercado de TV, a tecnologia HDR vem se desenvolvendo há dois a três anos, em grande parte devido ao surgimento de um grande número jogos e filmes em formato HDR. Ao falar sobre HDR, os fabricantes de TV tendem a combinar alta faixa dinâmica com outras características da tela, ou seja, alta resolução (normalmente Ultra HD 3840 x 2160) e ampla gama de cores (perto de DCI-P3). Devido ao uso abusivo do termo HDR no mercado de TV e ao surgimento de muitas especificações e padrões diferentes para telas de TV, a Ultra HD Alliance foi formada para trazer a ordem. Esta organização desenvolveu o programa de certificação "Ultra HD Premium", que define os requisitos para a tela em termos de HDR, características de cor, resolução, etc. Esses requisitos se tornaram uma espécie de "padrão ouro" para TVs HDR.

A tecnologia HDR chegou ao mercado de monitores de computador posteriormente. Em termos de visualização de conteúdo, o HDR ainda é bastante difícil de usar com um PC, mas conectar dispositivos externos como players Ultra HD Blu-ray e consoles de jogos modernos ao monitor torna as coisas muito mais fáceis. Em termos dos parâmetros do próprio display, ao contrário do já estabelecido mercado de TV, não há clareza total na interpretação do termo HDR em relação a um monitor de computador, sendo propostas especificações completamente diferentes. Resumindo, ainda não há pedido. A NVIDIA e a AMD estão desenvolvendo suas próprias abordagens para padronização nessa área, e a tecnologia NVIDIA G-sync HDR, a julgar pela especificação, é guiada pelo padrão existente de TV Premium Ultra HD. Embora a VESA tenha introduzido seu sistema de certificação DisplayHDR, provavelmente permaneceremos por algum tempo em uma situação semelhante à que estava recentemente no mercado de TV, quando diferentes especificações e interpretações também foram propostas juntamente com um (des) entendimento geral do termo HDR. Tudo isso existirá em paralelo ao padrão DisplayHDR com suas três categorias, o que dificilmente ajudará muito aqui. Tenha cuidado ao escolher um monitor - "HDR" nem sempre significa a mesma coisa.

Data da publicação: 25.06.2015

Três maneiras de expandir a faixa dinâmica

Na última lição, aprendemos o que é a faixa dinâmica e como trabalhar com ela ao fotografar para preservar os detalhes da foto nas áreas claras e escuras.

Mas há cenas com uma diferença tão grande de brilho que a câmera simplesmente não consegue transferi-las sem perda. Existem várias maneiras de expandir a faixa dinâmica disponível para cada fotógrafo. Com a ajuda deles, você pode mostrar todos os detalhes até mesmo o enredo mais contrastante.

1. Capacidades da câmera: tecnologias HDR e D-Lighting

Quando usar HDR e quando usar D-Lighting ativo?

Para a fotografia do dia-a-dia e de viagens, é mais conveniente usar o D-Lighting ativo para uma caminhada. Esta tecnologia é muito fácil de usar e não requer nenhuma habilidade especial do fotógrafo.

Se você estiver fotografando assuntos estáticos (como paisagens) e deseja obter a qualidade perfeita sem fotografar no formato RAW, é aconselhável usar a tecnologia HDR. Porém, lembre-se de que é aconselhável usar um tripé para trabalhar com ele.

Como você pode ver, essas duas tecnologias são limitadas à captura de JPEG. Mas e quanto a um fotógrafo avançado procurando capturar imagens RAW? Mais sobre isso mais tarde.

2. Filtros de gradiente

Acho que todos usavam óculos escuros, que na parte superior do vidro eram mais escuros do que na parte inferior - e a luz do sol não batia nos olhos, e a estrada é bem visível. O mesmo princípio é usado pelos fotógrafos há muito tempo.

O que é mais freqüentemente superexposto nas fotos? Céu. Ele pode ser escurecido, deixando a parte inferior mais escura do quadro intacta.

Um filtro de gradiente é o vidro que desbota gradualmente em direção a uma de suas bordas. Existem filtros de gradiente de cor, mas estaremos mais interessados ​​em incolores (Densidade Neutra Graduada, GND).

Os filtros de gradiente têm várias características importantes. O principal é o formulário de liberação.

• Threaded... São filtros de gradiente da forma usual para fotógrafos (em uma moldura redonda), que são aparafusados ​​na lente. Eles são relativamente baratos, mas não muito práticos. Afinal, para que o filtro de gradiente funcione, sua parte escura deve coincidir claramente com a borda inferior do céu na foto. E está localizado de maneiras diferentes em fotos diferentes: às vezes é muito, às vezes apenas uma faixa no topo da moldura permanece dela. Não podemos alterar a posição do gradiente em tal filtro. E só temos que ajustar a composição do quadro ao filtro ou nos recusar a usar este dispositivo.
• Sistêmico... Esses filtros são peças retangulares de plástico óptico (muito raramente de vidro) inseridas em um suporte especial. Existem vários tamanhos de filtro padrão e vários sistemas de fixação (Cokin, Lee, SinghRay). Há muito a dizer sobre os filtros de luz do sistema e sua aplicação, mas agora faremos apenas uma breve visão geral de seus recursos.

A principal vantagem dos filtros do sistema é a flexibilidade de operação e uma ampla gama de acessórios. Esse filtro pode ser definido para qualquer posição, alterando arbitrariamente a área de sombreamento no quadro. Assim, podemos usá-los em qualquer composição de frame. Além disso, esses filtros diferem na natureza do gradiente. Os principais tipos são moles, duros e reversos. Diferentes tipos de gradiente são aplicados a diferentes assuntos.

Independentemente da forma de liberação, os filtros de gradiente diferem no grau de escurecimento (em termos de densidade). O princípio é o mesmo dos filtros ND convencionais: quanto mais denso (mais escuro) o filtro, mais escuro ele pode produzir. O maximalismo é inapropriado aqui - o enquadramento perderá sua naturalidade se você escurecer demais o céu. O melhor, talvez, seria um filtro com densidade ND4, que dá escurecimento em 2 pontos de exposição.

Quais são as vantagens dos filtros de gradiente?

• Quando usados ​​corretamente, eles fornecem o resultado mais natural e atraente (sem processar e colar molduras).
• Podem ser usados ​​com qualquer equipamento fotográfico - digital ou filme - independentemente de suas características e funções. A única limitação é que o filtro deve se ajustar ao tamanho da lente.
• Os filtros de gradiente não são úteis apenas para fotografia de paisagem. Eles podem ser usados ​​com o mesmo sucesso, por exemplo, ao fotografar um retrato na natureza.

Mas eles também têm muitas desvantagens:

• Instalar um filtro em uma câmera leva tempo. E a instalação de filtros de sistema - e uma certa habilidade. Contanto que você envolva os filtros em torno da câmera e os posicione da maneira que desejar, sua história pode "ir embora".
• Filtros de luz devem ser carregados com você. Portanto, eles podem ser perdidos ou quebrados. Os filtros do sistema podem ser bastante complicados. HDR e D-Lighting Ativo em casa você não vai esquecer e eles não ocupam espaço.
• Bons filtros de gradiente, especialmente filtros de sistema, custam muito dinheiro. Nem todo mundo pode comprá-los.

Resumindo, devo dizer que os filtros de gradiente serão úteis, em primeiro lugar, para fotógrafos e profissionais avançados. Esses filtros são úteis para a fotografia de tripé cuidadosa. É improvável que sejam usados ​​em reportagens e fotografias de viagens.

3. Bracketing de exposição e processamento de computador

Os dois métodos anteriores de expansão da faixa dinâmica estavam relacionados ao processo de fotografia - eles são usados ​​diretamente ao fotografar.

O método, que discutiremos a seguir, é aplicado no processamento de quadros. É adequado para quem está familiarizado com o processamento de imagens de computador. No entanto, esse método também requer algumas etapas preparatórias.

Bracketing de exposição... Este é um disparo sequencial de vários quadros com exposições diferentes. Uma série de molduras pode ser usada de diferentes maneiras no futuro. Tendo quadros de brilho diferente, podemos simplesmente escolher a imagem ideal em termos de brilho e trabalhar com ela, ou mesclar uma imagem HDR de uma série de imagens.

Nem todas as câmeras têm Bracketing de Exposição Automática (a Nikon D3300 mais acessível não tem). No entanto, qualquer câmera permite que você tire três fotos com exposições diferentes.

O bracketing de exposição envolve a captura de quadros em uma etapa de exposição específica. O primeiro quadro da série é feito com a exposição definida pelo fotógrafo, e os subsequentes - com compensação de exposição positiva e negativa.

Uma série de fotos tiradas com bracketing de exposição. Etapa 2 EV:

Normalmente, ao fazer o bracketing da exposição, você ajusta a velocidade do obturador, pois o ajuste da abertura mudará a profundidade de campo e o ISO introduzirá ruído desnecessário. No entanto, em alguns dispositivos, o parâmetro pelo qual o bracketing será realizado pode ser selecionado independentemente.

O passo de bracketing é medido nas paradas de exposição que já conhecemos. Quanto maior o passo, mais os quadros terão brilho diferente. Ao gravar cenas de contraste muito alto, faz sentido usar um passo de 2 EV, menos contraste - 1 EV.

Expanda a faixa dinâmica com correção RAW única... Via de regra, se os detalhes nas áreas claras do quadro forem preservados, ao processar o arquivo RAW, é perfeitamente possível iluminar as áreas escuras, expandindo assim a faixa dinâmica. Este método é dedicado a um de nossos materiais da série "Como foi filmado".

Gama dinâmicaé a relação entre o valor máximo permitido do valor medido (brilho para cada um dos canais) e o valor mínimo (nível de ruído). Em fotografia, a faixa dinâmica é geralmente medida em unidades de exposição (passo, parada, EV), ou seja, logaritmo de base 2, com menos frequência - logaritmo decimal (denotado pela letra D). 1EV = 0,3D. Raramente, a notação linear também é usada, por exemplo 1: 1000, que é igual a 3D ou quase 10EV.

A faixa dinâmica também é usada para formatos de arquivo usados ​​para gravar fotografias. Nesse caso, ele é atribuído pelos autores de um determinado formato de arquivo, com base nas finalidades para as quais esse formato será utilizado. Por exemplo, DD

O termo "faixa dinâmica" às vezes é errado qualquer proporção de brilho na fotografia é chamada de:

• a proporção do brilho dos assuntos mais claros e mais escuros
• relação máxima de brilho das cores branco e preto no monitor / papel fotográfico (relação de contraste do termo inglês correto)
• faixa de densidade óptica do filme
• outras opções ainda mais exóticas

A faixa dinâmica das câmeras digitais modernas no início de 2008 é de 7 a 8 EV para câmeras compactas a 10-12 EV para câmeras SLR digitais (veja os testes de câmeras modernas em http://dpreview.com). Vale lembrar que a matriz renderiza fotografar objetos com qualidade diferenciada, os detalhes nas sombras são distorcidos pelo ruído, nos realces - são muito bem transmitidos. O DD máximo de DSLRs está disponível apenas ao fotografar em RAW, ao converter para JPEG, a câmera corta os detalhes, reduzindo o intervalo para 7,5-8,5EV (dependendo das configurações de contraste da câmera).

A faixa dinâmica de arquivos e matrizes de câmeras costuma ser confundida com o número de bits usados ​​para registrar as informações, mas não há uma relação direta entre esses valores. Portanto, por exemplo, DD Radiance HDR (32 bits por pixel) é maior que 16 bits RGB (foto latitude), mostrando a faixa de brilho que o filme pode transmitir sem distorção, com contraste igual (a faixa de brilho do linear parte da curva característica do filme). O DD total do filme é geralmente ligeiramente mais largo do que a fotolatitude e é visível na curva característica do filme.

A largura do slide é 5-6EV, negativo profissional - cerca de 9EV, negativo amador - 10EV, filme - até 14EV.

Ampliando a faixa dinâmica

A gama dinâmica de câmeras e filmes modernos não é suficiente para transmitir qualquer cena do mundo ao redor. Isso é especialmente perceptível ao fotografar em um slide ou câmera digital compacta, que muitas vezes não consegue reproduzir nem mesmo uma paisagem diurna brilhante no centro da Rússia, se houver objetos nas sombras (e a faixa de brilho de uma cena noturna com iluminação artificial e sombras profundas pode alcance até 20EV). Este problema pode ser resolvido de duas maneiras:

• um aumento na faixa dinâmica das câmeras (câmeras de vídeo para sistemas de vigilância têm uma faixa dinâmica visivelmente maior do que as câmeras, mas isso é conseguido degradando outras características da câmera; novos modelos de câmeras profissionais com melhores características são lançados a cada ano, enquanto sua faixa dinâmica está aumentando lentamente)
• combinando imagens tiradas com diferentes exposições (tecnologia HDR em fotografia), resultando em uma única imagem contendo todos os detalhes de todas as imagens originais, tanto em sombras extremas quanto em realces máximos.

Arquivo: HDRIexample.jpg

Fotografia HDRi e três instantâneos dos quais foi compilado

Ambos os caminhos requerem a resolução de dois problemas:

• Selecione o formato de arquivo no qual você pode gravar uma imagem com uma faixa estendida de brilho (arquivos sRGB comuns de 8 bits não são adequados para isso). Hoje os formatos mais populares são Radiance HDR, Open EXR, bem como Microsoft HD Photo, Adobe Photoshop PSD, arquivos RAW de câmeras DSLR com alta faixa dinâmica.
• Exibindo uma fotografia com uma ampla faixa de brilho em monitores e papel fotográfico que possuem uma faixa máxima de brilho significativamente menor (taxa de contraste). Este problema é resolvido usando um dos dois métodos:
  • mapeamento de tons, no qual uma grande faixa de brilho é reduzida em uma pequena faixa de papel, monitor ou arquivo sRGB de 8 bits, reduzindo o contraste de toda a imagem, de forma uniforme para todos os pixels da imagem;
  • mapeamento tonal (mapeamento de tons), no qual uma mudança não linear no brilho dos pixels é feita, por uma quantidade diferente para Áreas diferentes enquanto mantém (ou mesmo aumenta) o contraste original, no entanto, as sombras podem parecer estranhamente claras e halos podem aparecer na foto nas bordas das áreas com diferentes mudanças no brilho.

O mapeamento de tons também pode ser usado para processar imagens com uma pequena faixa de brilho para melhorar o contraste local.

Devido à capacidade do mapeamento de tons para produzir imagens "fantásticas" no estilo de jogos de computador, e à apresentação massiva de tais imagens com o sinal "HDR" (mesmo obtidas a partir de uma única imagem com uma pequena faixa de brilho), a maioria dos fotógrafos profissionais e amadores experientes desenvolveram uma aversão persistente à tecnologia de expansão dinâmica devido ao equívoco de que ela é necessária para obter tais imagens (o exemplo acima mostra o uso de métodos HDR para obter uma imagem realista normal).

Veja também

Links

• Definições de conceitos básicos:
  • TSB, artigo "latitude fotográfica"
  • P. Gorokhov “Dicionário Explicativo de Rádio Eletrônica. Termos básicos "- M.: Rus. linguagem, 1993
• Latitude de foto de filmes e câmeras DD
  • http://www.kodak.com/global/en/professional/support/techPubs/e4035/e4035.jhtml?id=0.2.26.14.7.16.12.4&lc=en
• Formatos de arquivo:

Fundação Wikimedia. 2010

Veja o que é "Faixa dinâmica em fotografia" em outros dicionários:

Faixa dinâmica: faixa dinâmica (técnica) característica de um dispositivo ou sistema projetado para converter, transmitir ou armazenar uma certa quantidade (potência, força, tensão, pressão sonora, representando o logaritmo ... ... Wikipedia

A faixa dinâmica é uma característica de um dispositivo ou sistema projetado para converter, transmitir ou armazenar uma determinada quantidade (potência, força, tensão, pressão sonora, etc.), representando o logaritmo da razão do máximo e ... ... Wikipedia

Este termo tem outros significados, consulte Faixa dinâmica. A faixa dinâmica é uma característica de um dispositivo ou sistema projetado para converter, transmitir ou armazenar uma certa quantidade (potência, força, tensão, som ... ... Wikipedia

A latitude fotográfica é uma característica de um material fotossensível (filme fotográfico, tubo de transmissão de televisão, matriz) em fotografia, televisão e cinema. Determina a capacidade de um material sensível à luz de transmitir corretamente o brilho ... ... Wikipedia

Contraste no sentido mais geral, qualquer diferença significativa ou perceptível (por exemplo, "A Rússia é um país de contrastes ...", "contraste de impressões", "contraste de sabor de bolinhos e caldos em torno deles"), não necessariamente quantificada . Grau de contraste ... Wikipedia

Para melhorar este artigo, é desejável?: Encontre e organize na forma de notas de rodapé links para fontes confiáveis ​​que confirmam o que foi escrito ... Wikipedia

Este termo tem outros significados, consulte HDR. High Dynamic Range Imaging, HDRI, ou simplesmente HDR, é um termo genérico para tecnologias de imagem e vídeo que possuem uma faixa de luminância que excede os recursos das tecnologias padrão. Mais frequentemente ... ... Wikipedia

Este artigo deve ser wikificado. Por favor, organize-o de acordo com as regras de formatação de artigos ... Wikipedia

Wikipedia tem n ... Wikipedia

- (Redactus latino posto em ordem) modificação da imagem original por métodos clássicos ou digitais. Também pode ser denotado pelo termo retoque, retoque (fr. Retocador para pintar, corrigir). O propósito de editar ... ... Wikipedia

Função DWDR representa função de alta faixa dinâmica uma. É usado em câmeras de CFTV modernas para melhorar a qualidade da imagem. Isso se aplica a vídeos em preto e branco e em cores. Ao usar esta opção, o proprietário do sistema poderá ver os detalhes que, de outra forma, seriam deixados em segundo plano. Por exemplo - mesmo com pouca luz, ele será capaz de ver a parte do objeto que está na luz e a que está na sombra.

Normalmente as câmeras "eliminam" o excesso e as áreas escuras parecem absolutamente pretas e você pode ver algo apenas onde incide mais luz. Usar outras funções para melhorar a qualidade da imagem não permite torná-la mais contrastante, transferindo todos os tons das cores (não apenas preto, branco e cinza).

Por exemplo:

Aumentando o tempo de disposição, será possível examinar melhor cada fragmento, mas esta opção é inaceitável se você deseja atirar em objetos em movimento;

O processamento da imagem para realçar as áreas escuras as tornará mais claras, mas ao mesmo tempo iluminará as áreas que já eram claramente visíveis.

Ao descrever a tecnologia DWDR, a capacidade das câmeras de trabalhar com imagens é medida em decibéis. A melhor opção é quando você consegue ver com igual clareza o que está acontecendo do lado iluminado (rua) e do outro lado, na sombra. Portanto, para câmeras de segurança externas, este parâmetro é ainda mais importante do que a clareza.

Um indicador de 2-3 megapixels ou mais não significa boa sensibilidade à luz ou alto contraste da imagem. Essa câmera só pode se beneficiar de uma boa iluminação, mas à noite ou na sombra ela não se mostrará da melhor maneira.

Tipos de WDR

O que é - DWDR respondemos. Mas é necessário descrever as diferenças entre as duas formas comuns em que esta função é implementada:

WDR ou RealWDR é uma tecnologia baseada em métodos de hardware;

DWDR ou DigitalWDR é uma tecnologia baseada em software.

Câmeras com WDR usam varredura 2x (às vezes 4x) de um objeto. Ou seja, em primeiro lugar, uma foto é tirada com uma exposição normal, permitindo que você veja os detalhes no lado iluminado. Em seguida, a fotografia é realizada com uma exposição aumentada - a área iluminada é exposta e a área de sombra fica mais clara. No terceiro estágio, os dois frames se sobrepõem, formando a imagem que o operador verá.

Se a câmera usa DWDR (geralmente sistemas IP), todas as ações são realizadas exclusivamente pelos programas de processamento de imagem. Eles próprios determinam quais zonas precisam ser tornadas mais brilhantes, mais contrastantes e não tocam aquelas que já são bem visíveis. Essa abordagem dá um grande retorno, mas também requer energia adicional do sistema.

Dependência de resolução

O que DWDR significa para um sistema de vigilância no objeto? Em primeiro lugar, é a capacidade de conduzir a observação sob quaisquer condições de iluminação (dentro de limites razoáveis). Portanto, ao comprar uma câmera, você precisa olhar não apenas para sua resolução e ângulo de visão, mas também para outros parâmetros.

V últimos anos o custo do equipamento com esta função está caindo de preço, mas ainda há uma diferença entre ele e câmeras de vídeo “simples”. Se você estiver comprando equipamentos do segmento de preço baixo ou médio, provavelmente terá que sacrificar a permissão ou opções adicionais.

Uma imagem de vários megapixels nem sempre é necessária, mas o DWDR nem sempre é necessário. Você pode aconselhar, basta construir em tarefas específicas para um objeto específico e escolher o equipamento com base nisso.

Com este artigo, iniciamos uma série de publicações sobre uma direção muito interessante em fotografia: High Dynamic Range (HDR) - fotografia de alta faixa dinâmica. Vamos começar, é claro, do básico: vamos descobrir o que são imagens HDR e como capturá-las corretamente, dados os recursos limitados de nossas câmeras, monitores, impressoras, etc.

Vamos começar com uma definição básica de Faixa Dinâmica.

Gama dinâmicaé determinado pela proporção de elementos escuros e brilhantes que são importantes para a percepção de sua fotografia (medido pelo nível de brilho).

Este não é um intervalo absoluto, pois depende muito da sua preferência pessoal e do que você deseja alcançar.

Por exemplo, existem muitas fotografias maravilhosas com sombras muito ricas, sem nenhum detalhe nelas; neste caso, podemos dizer que tal fotografia mostra apenas a parte inferior da faixa dinâmica da cena.

• DD da cena sendo filmada
• Câmeras DD
• DD do dispositivo de saída de imagem (monitor, impressora, etc.)
• Visão humana DD

Durante a fotografia, DD se transforma duas vezes:

• DD da cena sendo filmada> DD do dispositivo de captura de imagem (aqui, queremos dizer a câmera)
• DD para dispositivo de captura de imagem> DD para dispositivo de saída de imagem (monitor, impressão de foto, etc.)

Deve ser lembrado que qualquer detalhe que seja perdido durante o estágio de captura da imagem nunca pode ser restaurado posteriormente (veremos isso com mais detalhes um pouco mais tarde). Mas, no final das contas, só importa que a imagem resultante exibida no monitor ou impressa em papel agrade a seus olhos.

Tipos de faixa dinâmica

Faixa dinâmica da cena filmada

Qual das partes mais claras e mais escuras de uma cena você gostaria de capturar? A resposta a esta pergunta depende inteiramente de sua decisão criativa. Provavelmente, a melhor maneira de internalizar isso é considerar alguns quadros como referência.

Por exemplo, na foto acima, queríamos capturar detalhes internos e externos.

Nesta foto, também queremos mostrar detalhes nas áreas claras e escuras. No entanto, neste caso, os detalhes nas áreas claras são mais importantes para nós do que os detalhes nas sombras. O fato é que as áreas de realce tendem a ter uma aparência pior na impressão de fotos (muitas vezes podem parecer papel branco comum no qual a foto foi impressa).

Nessas cenas, a faixa dinâmica (contraste) pode chegar a 1:30 000 ou mais - especialmente se você estiver filmando em sala escura com janelas pelas quais entra luz forte.

Em última análise, a fotografia HDR nessas condições é a melhor opção para capturar uma foto que agrada a seus olhos.

Alcance dinâmico da câmera

Se nossas câmeras fossem capazes de capturar a alta faixa dinâmica de uma cena em 1 foto, não precisaríamos das técnicas descritas neste e nos artigos HDR subsequentes. Infelizmente, a dura realidade é que a faixa dinâmica das câmeras é significativamente menor do que em muitas das cenas para as quais são usadas.

Como é determinada a faixa dinâmica de uma câmera?

O DD da câmera é medido desde os detalhes mais brilhantes no quadro até os detalhes de sombra que excedem o nível de ruído.

O ponto chave para determinar a faixa dinâmica de uma câmera é que a medimos desde os detalhes visíveis dos realces (não necessariamente e nem sempre branco puro), aos detalhes das sombras, claramente distinguíveis e não perdidos entre muito ruído .

• Uma câmera SLR digital moderna padrão pode cobrir uma faixa de 7 a 10 pontos (de 1: 128 a 1: 1000). Mas não seja excessivamente otimista e confie apenas nos números. Algumas fotos, apesar da presença de uma quantidade impressionante de ruído nelas, ficam ótimas em formato grande, enquanto outras perdem seu apelo. Tudo depende da sua percepção. E, é claro, o tamanho da impressão ou exibição de sua foto também é importante.
• O filme de transparência é capaz de cobrir um intervalo de 6 a 7 pontos
• A faixa dinâmica do filme negativo é de cerca de 10-12 pontos
• A recuperação de destaque em alguns conversores RAW pode ajudá-lo a obter até +1 ponto extra.

Recentemente, as tecnologias usadas em DSLRs fizeram grandes avanços, mas não devemos esperar milagres. Não existem muitas câmeras no mercado que podem capturar uma ampla faixa dinâmica (em comparação com outras câmeras). Um exemplo notável é a Fuji FinePixS5 (atualmente não disponível), cuja matriz possuía fotocélulas de duas camadas, o que possibilitou aumentar o DD disponível no S5 em 2 pontos.

Exibir faixa dinâmica do dispositivo

De todos os estágios da fotografia digital, a saída de imagem tende a exibir a menor faixa dinâmica.

• A faixa dinâmica estática de monitores modernos varia de 1: 300 a 1: 1000
• A faixa dinâmica de monitores HDR pode ser de até 1: 30.000 (visualizar a imagem em tal monitor pode causar desconforto perceptível aos olhos)
• A maioria das revistas brilhantes tem uma faixa dinâmica de fotos de cerca de 1: 200
• A faixa dinâmica de uma impressão de foto em papel fosco de alta qualidade não excede 1: 100

Você pode razoavelmente fazer a pergunta: por que tentar capturar uma grande faixa dinâmica ao fotografar, se o DD dos dispositivos de saída de imagem é tão limitado? A resposta está na compressão da faixa dinâmica (como você aprenderá mais tarde, o mapeamento tonal também tem a ver com isso).

Aspectos importantes da visão humana

Já que você demonstra seu trabalho para outras pessoas, será útil para você dominar alguns aspectos básicos da percepção do mundo ao redor do olho humano.

A visão humana funciona de maneira diferente de nossas câmeras. Todos nós sabemos que nossos olhos se adaptam à luz: no escuro, as pupilas dilatam-se e, na luz forte, elas se estreitam. Normalmente, esse processo leva muito tempo (não é instantâneo). Graças a isso, sem treinamento especial, nossos olhos podem cobrir uma faixa dinâmica de 10 stops e, no total, temos uma faixa de cerca de 24 stops.

Contraste

Todos os detalhes de que dispomos não são baseados na saturação absoluta do tom, mas sim nos contrastes dos contornos da imagem. Os olhos humanos são muito sensíveis até mesmo às menores mudanças no contraste. É por isso que o conceito de contraste é tão importante.

Contraste geral

O contraste geral é determinado pela diferença de brilho entre os elementos mais escuros e mais claros da imagem como um todo. Ferramentas como Curvas e Níveis apenas alteram o contraste geral, uma vez que tratam todos os pixels no mesmo nível de brilho da mesma maneira.

Em contraste geral, existem três áreas principais:

• Tons médios
• Sveta

A combinação dos contrastes dessas três áreas determina o contraste geral. Isso significa que se você aumentar o contraste dos meios-tons (o que é muito comum), você perderá o contraste geral nos realces / sombras em qualquer forma de exibir uma imagem que dependa do contraste geral (por exemplo, ao imprimir em brilho papel).

Os meios-tons tendem a representar o assunto principal do seu assunto. Se você diminuir o contraste na área de tons médios, sua imagem ficará desbotada. Por outro lado, conforme o contraste dos meios-tons aumenta, as sombras e os realces se tornam menos contrastantes. Como você verá a seguir, alterar o contraste local pode melhorar a exibição geral de sua foto.

Contraste Local

O exemplo a seguir o ajudará a entender o conceito de contraste local.

Os círculos localizados opostos têm níveis de brilho absolutamente idênticos em cada uma das linhas. Mas o círculo superior direito parece muito mais brilhante do que o da esquerda. Porque? Nossos olhos podem dizer a diferença entre ele e o ambiente ao seu redor. O da direita parece mais claro em um fundo cinza escuro, em comparação com o mesmo círculo em um fundo mais claro. O oposto é verdadeiro para os dois círculos abaixo.

Para nossos olhos, o brilho absoluto é menos interessante do que sua relação com o brilho dos objetos próximos.

Ferramentas como FillLight e Sharpening no Lightroom e Shadows / Highlights no Photoshop operam localmente e não cobrem todos os pixels do mesmo nível de brilho de uma vez.

Dodge e Burn são ferramentas clássicas para alterar o contraste local de uma imagem. Dodge & Burn ainda é um dos melhores métodos de aprimoramento de imagem, porque nossos próprios olhos são naturalmente bons em julgar como uma determinada foto aparecerá aos olhos de um observador externo.

HDR: Controle de faixa dinâmica

Mais uma vez, de volta à questão: por que desperdiçar esforço e filmar cenas com uma faixa dinâmica mais ampla do que o DD de sua câmera ou impressora? A resposta é que podemos pegar um quadro com alta faixa dinâmica e depois enviá-lo por meio de um dispositivo com DD menor. Qual é o ponto? O resultado final é que durante esse processo você não perderá nenhuma informação sobre os detalhes da imagem.

Claro, o problema de filmar cenas com alta faixa dinâmica pode ser resolvido de outras maneiras:

• Por exemplo, alguns fotógrafos apenas esperam o tempo nublado, e não fotografam, quando o DD da cena está muito alto.
• Use flash de preenchimento (este método não é aplicável para fotografia de paisagem)

Mas durante uma viagem longa (ou não), você deve ter o máximo de oportunidades para fotografar, então você e eu devemos encontrar soluções mais eficazes.

Além disso, a iluminação ambiente pode ser afetada por mais do que apenas o clima. Para entender melhor isso, vamos rever alguns exemplos.

A foto acima é bastante escura, mas apesar disso, ela captura uma faixa dinâmica de luz incrivelmente ampla (5 quadros foram tirados em 2 paradas).

Nesta foto, a luz proveniente das janelas à direita era bastante clara em comparação com uma sala escura (não havia fontes de luz artificiais nela).

Portanto, sua primeira tarefa é capturar toda a faixa dinâmica de uma cena com sua câmera sem perder nenhum dado.

Exibição de faixa dinâmica. Cena Low DD

Vamos, de acordo com a tradição, primeiro olhar para o esquema de fotografar uma cena com um DD baixo:

Neste caso, usando a câmera, podemos cobrir a faixa dinâmica da cena em 1 quadro. A pequena perda de detalhes na área de sombra geralmente não é um problema significativo.

O processo de imagem no estágio: câmera - dispositivo de saída é realizado principalmente usando curvas tonais (geralmente, comprimindo luz e sombra). Aqui estão as principais ferramentas usadas para isso:

• Ao converter RAW: exibe o tom linear da câmera por meio de curvas tonais
• Ferramentas do Photoshop: curvas e níveis
• Ferramentas Dodge e Burn no Lightroom e no Photoshop

Nota: na época da fotografia de filme. Os negativos foram ampliados e impressos em papel de vários graus (ou em papel universal). A diferença nas qualidades do papel fotográfico estava no contraste que eles podiam reproduzir. Esta é a técnica clássica de mapeamento de tons. Mapeamento tonal - pode parecer algo novo, mas está longe disso. Na verdade, apenas no início da fotografia, o esquema para exibir uma imagem parecia uma cena - um dispositivo de saída de imagem. Desde então, a sequência permaneceu inalterada:

Cena> Captura de imagem> Saída de imagem

Exibição de faixa dinâmica. Cena com DD maior

Agora, vamos examinar uma situação em que estamos filmando uma cena com uma faixa dinâmica mais alta:

Aqui está um exemplo do que você pode obter como resultado:

Como podemos ver, a câmera só consegue capturar uma parte da faixa dinâmica da cena. Observamos anteriormente que a perda de detalhes nos realces raramente é aceitável. Isso significa que precisamos alterar a exposição para proteger a área de destaque de perder detalhes (é claro, sem prestar atenção aos destaques especulares, como reflexos). Como resultado, obtemos o seguinte:

Agora temos uma perda significativa de detalhes de sombra. Em alguns casos, pode parecer bastante agradável esteticamente, mas não quando você deseja exibir detalhes mais escuros na foto.

Abaixo está um exemplo de como uma fotografia pode parecer ao diminuir a exposição para preservar os detalhes nos destaques:

Capture uma alta faixa dinâmica com escalonamento de exposição.

Então, como você pode capturar a faixa dinâmica completa com uma câmera? Nesse caso, a solução é o Bracketing de Exposição: tirar vários quadros com mudanças sucessivas no nível de exposição (EV) para que essas exposições se sobreponham parcialmente:

No processo de criação de uma foto HDR, você captura várias exposições diferentes, mas interconectadas, que abrangem toda a faixa dinâmica da cena. Em geral, as exposições diferem em 1-2 pontos (EV). Isso significa que o número necessário de exposições é determinado da seguinte forma:

• DD da cena que queremos capturar
• DD disponível para captura pela câmera em 1 quadro

Cada exposição subsequente pode ser aumentada em 1-2 pontos (dependendo do enquadramento que você escolher).

Agora vamos descobrir o que você pode fazer com as imagens resultantes com diferentes exposições. Na verdade, existem muitas opções:

• Combine-os em imagem HDR manualmente (Photoshop)
• Combine-os em uma imagem HDR automaticamente com a mesclagem de exposição automática (fusão)
• Crie uma imagem HDR em um software de processamento HDR dedicado

Mesclagem manual

Combinar manualmente imagens com diferentes exposições (usando essencialmente uma técnica de fotomontagem) é quase tão antigo quanto a arte da fotografia. Embora o Photoshop atualmente torne esse processo mais fácil, ele ainda pode ser bastante tedioso. Tendo opções alternativas, é improvável que você recorra à mesclagem de imagens manualmente.

Mistura de exposição automática (também chamada de fusão)

Nesse caso, o software fará tudo por você (por exemplo, ao usar Fusion no Photomatix). O programa realiza o processo de combinação de quadros com diferentes exposições e gera o arquivo de imagem final.

A fusão geralmente é muito boas imagens que parecem mais "naturais":

Criação de imagens HDR

Qualquer processo de criação de HDR envolve duas etapas:

• Criação de imagem HDR
• Conversão tonal de uma imagem HDR em uma imagem padrão de 16 bits

Ao criar imagens HDR, você realmente busca o mesmo objetivo, mas vai de uma maneira diferente: você não obtém a imagem final imediatamente, mas dispara vários quadros em exposições diferentes e, em seguida, combina-os em uma imagem HDR.

Uma inovação em fotografia (que já não pode prescindir de um computador): imagens HDR de 32 bits com ponto flutuante, permitindo armazenar uma gama dinâmica quase infinita de valores tonais.

Durante o processo de imagem HDR, o software verifica todas as faixas tonais de bracketing e gera uma nova imagem digital que inclui a faixa tonal cumulativa de todas as exposições.

Nota: quando algo novo aparece, sempre haverá quem diga que não é mais novo, e o faziam antes mesmo de nascer. Mas vamos apontar os is: a maneira de criar uma imagem HDR descrita aqui é bastante nova, pois requer um computador para usá-la. E a cada ano os resultados obtidos com este método estão cada vez melhores.

Então, de volta à questão: por que criar imagens de alta faixa dinâmica quando a faixa dinâmica dos dispositivos de saída é tão limitada?

A resposta está no mapeamento tonal - o processo de conversão dos valores tonais de uma ampla faixa dinâmica em uma faixa dinâmica mais estreita para dispositivos de exibição.

É por isso que o mapeamento tonal é a parte mais importante e desafiadora da criação de uma imagem HDR para fotógrafos. Afinal, pode haver muitas opções de mapeamento de tom para a mesma imagem HDR.

Por falar em imagens HDR, não se pode deixar de citar que podem ser salvas em diversos formatos:

• EXR (extensão de arquivo: .exr, ampla gama de cores e reprodução precisa de cores, DD de cerca de 30 pontos)
• Radiance (extensão de arquivo: .hdr, gama de cores menos ampla, DD enorme)
• BEF (formato patenteado UnifiedColour, com o objetivo de qualidade superior)
• TIFF de 32 bits (arquivos muito grandes devido à baixa taxa de compressão, portanto, raramente é usado na prática)

Para criar imagens HDR, você precisa de um software que suporte criação e processamento HDR. Esses programas incluem:

• Photoshop CS5 e mais antigo
• HDRsoft em Photomatix
• HDR Expose ou Express da Unified Color
• Nik Software HDR Efex Pro 1.0 e anterior

Infelizmente, todos os programas listados geram imagens HDR diferentes, que podem ser diferentes (falaremos mais sobre esses aspectos posteriormente):

• Cor (matiz e saturação)
• Tonalidade
• Alisamento
• Processamento de ruído
• Processamento de aberração cromática
• Nível de supressão de Halo

Noções básicas de mapeamento de tom

Como no caso de uma cena com uma faixa dinâmica baixa, ao exibir uma cena com um DD alto, devemos comprimir o DD da cena para o DD de saída:

Qual é a diferença entre o exemplo considerado e o exemplo de uma cena com uma faixa dinâmica baixa? Como você pode ver, desta vez, o mapeamento de tons é maior, então o método clássico de curvas de tons não funciona mais. Como de costume, vamos usar a maneira mais acessível para mostrar os princípios básicos do mapeamento de tons - considere um exemplo:

Para demonstrar os princípios do mapeamento de tons, usaremos a ferramenta HDR Expose em Unified Color, pois ela permite que você execute várias operações em uma imagem de maneira modular.

Abaixo você pode ver um exemplo de geração de uma imagem HDR sem fazer nenhuma alteração:

Como você pode ver, as sombras ficam bem escuras e os realces estão superexpostos. Vamos dar uma olhada no que o histograma de exposição HDR nos mostra:

Com sombras, como podemos ver, nem tudo é tão ruim, mas os destaques são cortados por cerca de 2 pontos.

Primeiro, vamos ver como uma compensação de exposição de 2 pontos pode melhorar uma imagem:

Como você pode ver, a área de realces parece muito melhor, mas no geral a imagem parece muito escura.

O que precisamos nesta situação é combinar compensação de exposição e redução geral de contraste.

O contraste geral agora está em ordem. Destaques e detalhes de sombra não são perdidos. Infelizmente, a imagem parece bem plana.

Na era pré-HDR, esse problema poderia ser resolvido usando a curva S na ferramenta Curves:

No entanto, criar uma boa curva em S levará algum tempo e, em caso de erro, pode facilmente levar a perdas na área de realces e sombras.

Portanto, as ferramentas de mapeamento de tons fornecem outra maneira: melhorar o contraste local.

Na versão resultante, os detalhes nos realces são preservados, as sombras não são cortadas e o nivelamento da imagem desaparece. Mas esta ainda não é a versão final.

Para dar à foto uma aparência finalizada, otimize a imagem no Photoshop CS5:

• Ajustar saturação
• Otimizando contraste com DOPContrastPlus V2
• Nitidez com DOPOptimalSharp

A principal diferença entre todas as ferramentas de HDR são os algoritmos que elas usam para reduzir o contraste (por exemplo, os algoritmos para determinar onde as configurações globais terminam e as configurações locais começam).

Não existem algoritmos certos ou errados: tudo depende das suas preferências e do seu estilo de fotografia.

Todas as principais ferramentas para trabalhar com HDR oferecidas no mercado também permitem controlar outros parâmetros: detalhe, saturação, balanço de branco, remoção de ruído, sombras / realces, curvas (cobriremos a maioria desses aspectos em detalhes posteriormente).

Faixa dinâmica e HDR. Resumo.

O método de expansão da faixa dinâmica que uma câmera pode capturar é bastante antigo, pois as limitações das câmeras são conhecidas há muito tempo.

A combinação manual ou automática de imagens oferece maneiras muito poderosas de converter a ampla faixa dinâmica de uma cena para a faixa dinâmica disponível para o seu dispositivo de exibição (monitor, impressora, etc.).

Criar imagens mescladas perfeitamente à mão pode ser muito difícil e demorado: o método Dodge & Burn é indiscutível para criar uma impressão de imagem de alta qualidade, mas requer muita prática e diligência.

A geração automática de imagens HDR é uma nova maneira de superar um problema antigo. Mas, ao mesmo tempo, os algoritmos de mapeamento de tom se deparam com o problema de compactar a alta faixa dinâmica para a faixa dinâmica de uma imagem que podemos ver em um monitor ou em uma forma impressa.

Diferentes métodos de mapeamento de tons podem dar resultados completamente diferentes, e a escolha do método que dá o resultado desejado fica inteiramente a cargo do fotógrafo, ou seja, você.