Расширенный динамический диапазон: Какие форматы HDR (расширенного динамического диапазона) совместимы с телевизором Sony с Android TV?

что это такое? Расширенный динамический диапазон

Функция DWDR представляет собой функцию расширенного динамического диапазона. Она применяется в современных камерах видеонаблюдения для улучшения качества изображения. Это относится как к черно-белому, так и к цветному видео. Применяя эту опцию, владелец системы сможет увидеть те детали, которые иначе бы остались «за кадром». Например — даже при недостаточном освещении он сможет рассмотреть и часть объекта, находящуюся на свету, и то, что расположено в тени.

Обычно камеры «обрезают» лишнее, и темные участки смотрятся абсолютно черными, и увидеть что-либо можно лишь там, куда падает больше всего света. Применение других функций для улучшения качества изображения не позволяет сделать его более контрастным, передав все оттенки цветов (а не просто черный, белый и серый). 

Например:

• Увеличив время диспозиции, удастся лучше рассмотреть каждый фрагмент, но такой вариант неприемлем, если требуется вести съемку движущихся предметов;

• Обработка картинки с целью усиления затемненных зон сделает их более яркими, но одновременно засветит те области, которые и так были хорошо заметны.

При описании технология DWDR способность камер к работе с изображением измеряется в децибелах. Оптимальный вариант — когда можно с одинаковой четкостью рассмотреть и то, что происходит на освещенной стороне (улицы), и на противоположной, находящейся в тени. Поэтому для уличных камер слежения этот параметр даже более важен, чем четкость.

Показатель в 2-3 и более мегапикселей вовсе не говорит о хорошей светочувствительности или высокой контрастности картинки. Подобная камера может выиграть только при хорошем освещении, но ночью или в тени покажет себя не лучшим образом.

Виды WDR

Что это — DWDR мы ответили. Но необходимо описать отличия двух распространенных способов, с помощью которых реализована эта функция:

• WDR или RealWDR — технология, основанная на аппаратных методах;

• DWDR или DigitalWDR — технология, основанная на программных методах.

Камеры с WDR используют двукратное (иногда четырехкратное) сканирование объекта. То есть, сначала делается снимок с обычной экспозицией, позволяющей увидеть детали на освещенной стороне. Затем производится съемка с увеличенной экспозицией — освещенная область засвечивается, а теневая становится более светлой. На третьем этапе оба кадра накладываются друг на друга, формируя уже ту картинку, которую увидит оператор.

Если в камере используется DWDR (обычно это IP-системы), все действия происходят исключительно за счет программ обработки изображения. Они сами определяют, какие зоны нужно сделать более яркими, контрастными, и не трогают те, которые и так хорошо просматриваются. Такой подход дает большую отдачу, но и требует дополнительной мощности от системы.

Зависимость от разрешения

Что значит DWDR для системы наблюдения на объекте? В первую очередь это возможность вести наблюдение при любых (в разумных пределах) условиях освещенности. Поэтому, приобретая камеру, необходимо смотреть не только на ее разрешение и угол обзора, но и на другие параметры.

В последние годы стоимость аппаратуры с указанной функцией падает в цене, однако все еще ощущается разница между ней и «простыми» видеокамерами. Если вы приобретаете оборудование из нижнего или среднего ценового сегмента, скорее всего, придется пожертвовать либо разрешение, либо дополнительными опциями.

Далеко не всегда нужна картинка в несколько мегапикселей, но и не везде требуется DWDR. Можно посоветовать, лишь отталкиваться от конкретных задач для конкретного объекта и выбирать оборудование уже на основании этого.

Назад к списку

Глава 8 — Что такое расширенный динамический диапазон?

Глава 8 — Что такое расширенный динамический диапазон?

Расширенный динамический диапазон — это способ распознавания различных уровней интенсивности света. В обычных обстоятельствах визуализации, когда средний уровень освещенности по всей сцене примерно одинаков, восьмиразрядной точности представления цвета достаточно для отображения различных цветов и интенсивности света. Однако в реальной жизни существует много ситуаций, когда уровни освещения отдельных частей сцены значительно различаются, приводя к тому, что точности становится недостаточно для представления всех явлений, возникающих из-за различия в интенсивности.

Общий процесс, используемый в HDR-визуализации прост и включает использование цели визуализации, с чем мы уже сталкивались в предыдущих главах. Все это показано на рис. 8.1.

Рис. 8.1. Диаграмма общего процесса, используемого для визуализации эффектов расширенного динамического диапазона

Засветка

Возможно, самый общий эффект, возникающий из-за интенсивности света, это засветка. Яркий источник света вызывает эффект засветки, распространяющийся на края объектов, находящиеся между источником света и приемником.

Эффект вызывается тем, как работает человеческий глаз и фотографическое оборудование; излишняя световая энергия влияет не только на отдельную точку приемника, но и на ее соседей.

Фактически, излишняя световая энергия растекается по окружению, создавая эффект сияния, часто называемый ослеплением (glare) или засветкой (blooming).

В прошлом этот эффект воспроизводился путем размещения поверх источника света щитов с хитрым использованием альфа-смешивания. Этот подход прост и эффективен, но страдает от одного существенного недостатка. Он не может учитывать различие интенсивности, когда источник света частично заслонен. Позже в этой главе я покажу вам, как этот эффект может быть выполнен с использованием фильтров размытия и целей визуализации с правильным учетом расширенного динамического диапазона.

Следует упомянуть и еще один побочный эффект, происходящий из-за чрезмерной засветки приемника. Поскольку источник яркого света перенасыщает приемник, то в течение некоторого времени после исчезновения этого источника света все предметы кажутся более темными, чем обычно. Это явление происходит, когда вы некоторое время видите белые пятна после яркой вспышки света.

В данной главе этот эффект не будет реализован, но он аналогичен установке основанного на интенсивности фильтра размытия движущихся объектов, где текущее изображение влияет на последующие, пока возбуждение спадает.

Полосы

Возможно, едя в автомобиле вы замечали, что иногда вокруг уличных огней и фар встречных машин возникают звездообразные лучи. Обычно это явление происходит из-за внутренних отражений и преломлений, вызванных микроскопическими царапинами на поверхности линзы камеры. То же самое происходит и при взгляде через ветровое стекло автомобиля, поскольку оно не является идеально отполированным.

Позднее в этой главе я покажу вам, как можно воссоздать этот эффект, используя специально разработанный фильтр размытия. Этот фильтр размывает яркие части изображения по диагонали, а не стандартным способом, как обычный фильтр.

Светорассеяние в объективе

Светорассеяние в объективе или призраки (ghosts) — это эффект, обычно наблюдаемый, когда вы снимаете яркий источник света, такой как солнце. Это один из первых HDR-эффектов, использованных в видеоиграх. Явление происходит из-за того, что лучи источника света отражаются между линзами объектива, создавая призрачные изображения источника света.

Видеоигры воспроизводят этот эффект, создавая фальшивые щиты, размещаемые в зависимости от того, где находится источник света. В этой главе вы узнаете, как в общем воспроизвести это явление с соответствующими фильтрами.

Сайт управляется системой uCoz

«EDR» от Apple обеспечивает расширенный динамический диапазон для дисплеев без HDR — Prolost

04 декабря 2020 г.

Apple вызвала настоящий ажиотаж, анонсировав свой Pro Display XDR, дисплей с расширенным динамическим диапазоном, который занимает замысловатое место на рынке. Он стремится быть как очень хорошим компьютерным дисплеем, так и эталонным видеомонитором HDR, но по большинству показателей он слишком дорог, чтобы быть первым, и не совсем соответствует редким спецификациям последнего. Как ни странно, по некоторым показателям он также превосходит некоторые HDR-дисплеи, которые стоят значительно дороже. В настоящее время это единственное устройство Apple, предназначенное только для дисплея, и оно одновременно смехотворно дорогое и слишком хорошее, чтобы быть правдой. Достаточно сказать, что, хотя может быть очень мало людей, для которых Pro Display XDR является бесспорно правильным выбором, они знают, кто они, и им не нужны советы из Интернета по этому поводу.

Когда я смотрел объявление об этом дисплее, мне было любопытно, как Apple справится с видеомонитором HDR, на который также возложена рутинная обязанность по отображению вашей электронной почты и веб-браузера. Планировала ли Apple рендеринг 255-255-255 ¹ ? «белый» на домашней странице Google с одним уровнем яркости и сверхяркость HDR из видеоклипа с гораздо более ярким уровнем яркости, расположенные рядом друг с другом на одном и том же дисплее?

HDR In Situ

Ответ — громкое «да», и эффект одновременно впечатляет и немного нервирует. Ниже приведена фотография Pro Display XDR, на которой небрежно показана миниатюра клипа HLG, снятого мной на Sony a7RIV в Finder. Небо радикально ярче, чем «белые» пиксели над ним.

Скриншот миниатюры показывает, где значения HDR обрезаются по «белому».

Фотография, конечно, не может передать, насколько это поразительно вживую. Это как прогуливаться по художественной галерее и наткнуться на картину с собственной подсветкой.

Одно дело смотреть HDR-видео на HDR-телевизоре, где все изображение выглядит ярче и богаче. Другое дело — видеть подобные образы в давно знакомом контексте экрана компьютера, полного значков папок и имен файлов. Вероятно, это правильный способ обработки HDR в мире SDR, но он странный и новый и, возможно, уникальный для Apple.

Похоже, это важная часть текущей стратегии Apple в области дисплеев. Компания, давно известная тем, что поставляет высококачественные дисплеи с точной цветопередачей, не оставляет этот опыт HDR в мире SDR для людей, выкладывающих 6000 долларов за компьютерный монитор. Это также часть того, как все OLED-дисплеи iPhone определяются как HDR. Здесь вы можете увидеть HDR-видео, снятое на iPhone 12 Pro Max, на котором небо за окном моей студии выглядит ярче, чем «белый» фон в приложении «Фотографии»:

Дисплей HDR на iPhone 12 Pro Max просто дикий. Он с удовольствием показывает пиксели ярче белого вместе с «белым» пользовательским интерфейсом. pic.twitter.com/3nYhF5WuVH

— Стю Машвиц (@5tu) 15 ноября 2020 г.

Apple превращает в товар и нормализует HDR на своей самой популярной платформе, как при захвате, так и при отображении. И они делают это не только за счет того, что делают экраны iPhone ярче. Они делают правых пикселей яркостью правых . Это впечатляющий технический подвиг, который тем более достоин восхищения тем, насколько естественно он ощущается на практике.

Пожилые люди радуются

Итак, у Apple есть метод одновременного показа контента HDR и SDR на одном экране. Он работает на каждом дисплее Apple, который Apple называет «HDR», даже несмотря на то, что телефоны выполняют этот трюк с использованием другой базовой технологии, чем 32-дюймовый дисплей Mac. XDR использует «локальное затемнение», чтобы по мере необходимости загораться массивом светодиодов за пикселями HDR ярче. В OLED-дисплеях каждый пиксель индивидуально доводится до нужной яркости.

Apple объединяет все это под одним зонтиком, который они называют EDR, или расширенный динамический диапазон. И даже несмотря на то, что они рекламируют EDR как преимущество своих профессиональных дисплеев и флагманских iPhone, Apple также незаметно распространила его на старые Mac, которые никогда не рекламировались как поддерживающие HDR.

Из документации разработчика Apple:

Некоторые компьютеры Mac могут обрабатывать данные пикселей с более широким диапазоном значений пикселей и отправлять эти расширенные значения на дисплей. В macOS возможность обработки больших значений пикселей и их отображения называется расширенным динамическим диапазоном (EDR). Когда вы настраиваете слой Metal для поддержки расширенных значений, вы можете указать значения пикселей — и, следовательно, уровни яркости — которые превышают обычный диапазон SDR для отображения HDR-контента.

«Некоторые компьютеры Mac» не ограничиваются компьютерами, подключенными к Pro Display XDR. Он включает в себя мой 16-дюймовый MacBook Pro 2019 года и даже мой трехлетний iMac Pro. Я думаю, что ограничивающими факторами могут быть дисплеи с гаммой P3 на компьютерах Mac под управлением Catalina или более поздних версий. Если у вас есть такой Mac, вы можете попробовать это дома.

Два клипа HDR, один снят в формате Dolby BT.2020 на iPhone 12 Pro Max, другой — в HLG на Sony a7RIV. Как в Finder, так и в Quicktime Player на Catalina основные моменты в этих клипах должны быть заметно ярче, чем «белый» интерфейс.

Скачать образцы HDR-клипов

Если Pro Display XDR похож на поиск картины в галерее с собственной подсветкой, то увидеть, как HDR-пиксели появляются на дисплее Mac, который вы знали как SDR в течение трех лет, — это все равно, что обнаружить картину, которая вечно висела в вашем доме, внезапно исчезла. кнопка подсветки.

Вот еще один HDR-клип, который радостно воспроизводит свои значения «белее белого» на моем экране iMac Pro без HDR.

Итак, добавьте третий метод отображения контента EDR в список Apple: на этих дисплеях без HDR Apple переназначила «белый» на что-то меньшее, чем 255-255-255, оставив запас для значений HDR, если они потребуются. Операционная система замешана в этом обмане, поэтому пипетка Digital Color Meter показывает «белый» как 255, как и скриншоты. ²

С Catalina Apple незаметно изменила понятие «белый» для миллионов компьютеров Mac, и никто из нас этого не заметил.

Подумайте об этом так: эта философия отображения EDR настолько важна для Apple, что они готовы тратить на нее время автономной работы. Когда вы преобразуете «белый» в серый, вам нужно сделать светодиодную подсветку ярче для той же воспринимаемой яркости экрана, используя больше энергии. Apple заставляет ваш ноутбук делать это постоянно, на случай, если некоторые пиксели HDR займут этот запас (или нет: см. Обновление ниже). Это огромная гибкость и сильный признак приверженности Apple будущему HDR.

Это также означает, что когда вы настраиваете яркость дисплея, macOS соразмерно регулирует запас, доступный для сверхяркости. Медленно увеличивайте яркость до максимума, и вы можете наблюдать, как значения HDR постепенно сжимаются по сравнению с «белым» пользовательским интерфейсом по мере уменьшения запаса, пока белый HDR и белый Google не встретятся. И наоборот, чем ниже яркость вашего дисплея, тем больше запаса для EDR, хотя его никогда не будет так много, как на Pro Display XDR или даже на iPhone 12 Pro.

Различия в возможностях EDR на устройствах Apple — вот где в игру вступает определяющая функция HDR-дисплея. Стандарты HDR, такие как Dolby Vision, были разработаны для экранов с различной максимальной яркостью. Контент не зависит от дисплея, и когда macOS начинает его рендеринг, он сначала запрашивает дисплей, насколько ярким он может быть, а затем создает специальный поиск для этой выходной яркости, правильно отображая контент в доступном диапазоне.

Apple, работающая со всем этим для разработчиков, — это новый шаг в сложной области управления цветом. На самом деле правильно отображать HDR-контент на полуновом Mac довольно просто. Такие приложения, как DaVinci Resolve, Affinity Photo и, конечно же, Final Cut Pro, уже делают это, и вы также можете ожидать увидеть это в инструментах Red Giant и Maxon.

Apple продает одно очень дорогое устройство с очень хорошими возможностями для отображения HDR — и буквально миллионы iPhone, iPad и Mac, которые чертовски хороши в этом.

Это мир HDR

Я критически отношусь к HDR как к творческому инструменту. Моя путеводная звезда — это внешний вид фильма с его великолепным переходом в светлых тонах. Пытаться продать мне «ярче» было все равно, что кричать мне в первом ряду на концерте Metallica, что звук может быть громче.

По словам великого Роджера Дикинса:

Если вы создаете баланс света и тьмы на съемочной площадке, вы ожидаете, что этот баланс будет поддерживаться на протяжении всего процесса. Меня лично возмущает, когда мне говорят, что моя работа выглядит «лучше» с более яркими белыми цветами и большей насыщенностью.

Это он говорил о Сикарио, пять лет назад. С тех пор он снял ряд фильмов, в том числе «Бегущий по лезвию 2049», , в которых, черт возьми, искусно используется творческое преимущество показа HDR. По большей части, как Sicario, намеренно занимает узкую полосу доступного динамического диапазона. Но в ключевых моментах истории определенные цвета выходят за пределы этого самовольного контейнера SDR, что дает большой эффект. В очень эмоциональной сцене с экрана взрываются блестящие розовые и фиолетовые цвета — цвета, которых не только не было в фильме до этого момента, но они вообще казались выходящими за рамки спектра сюжетной палитры. Такой момент был бы невозможен без HDR.

Или будет? Хотя, безусловно, есть цвета, которые цифровая проекция может отображать уникальным образом, во многих отношениях цифровая кинематография все еще гонится за огромным динамическим диапазоном и точностью цветопередачи целлулоидной пленки. Правильно спроецированный фильм ³ — это, по любым меркам, HDR. Так что, может быть, мне стоит смириться с последними усилиями цифровых технологий, чтобы соответствовать этому наследию.

Насколько более оранжевым он может быть? Ответ — нет. Нет больше оранжевого.

Обними, не отвергай

HDR-презентация дополняет богатый каталог кинотехник, которые могут оказать глубокое влияние на аудиторию, если ими не злоупотреблять; наряду с экстремальными крупными планами, агрессивным объемным микшированием, работой с ручной камерой, пердёжными шутками и, ну, практически всеми инструментами кинопроизводства, от цвета до звука.

Полагаю, я знал, что эта реальность грядет. Наверное, я просто не ожидал увидеть его на экране своего ноутбука, который смотрит на меня между электронной почтой и списком покупок.

Обновление 2020-12-05

Есть веские доказательства того, что я ошибаюсь в том, что EDR спекулятивно постоянно включен на дисплеях Apple без HDR. Майкл Фортин пишет:

Когда предварительный просмотр [EDR] впервые появляется на экране, он отображается в обычном режиме в формате SDR. Затем он постепенно становится ярче в течение одной или двух секунд. Ярче окружающего белого. Похоже, это срабатывает система EDR: медленно увеличивая яркость дисплея, в то же время затемняя стандартную белую точку для всего, кроме видео. Эти две операции настолько хорошо выполняются в тандеме, что вы не заметите никаких изменений на экране, кроме того, что видео станет ярче».

Я отметил эту анимацию перехода в Твиттере, но именно эта часть «так хорошо» меня обманула  — очень трудно увидеть изменение белого пользовательского интерфейса во время этого нарастания EDR, что кажется невозможным. Еще одно доказательство: границы скриншота, которые я упоминаю здесь, являются EDR-белыми только тогда, когда на экране есть другие пиксели EDR. Плавность этого перехода полностью одурачила меня и служит впечатляющим свидетельством того, насколько программное и аппаратное обеспечение Apple настроено на вопросы цвета.

На XDR значения HDR отображаются мгновенно. На старых компьютерах Mac они исчезают за несколько прерывистых шагов, как показано здесь. pic.twitter.com/6WvG26Yz0k

— Стю Машвиц (@5tu) 2 декабря 2020 г.

Вот страница с некоторой информацией. Когда я сделал часть скриншота на своем iMac, я заметил, что обрезка скриншота отображается в EDR (визуально ярче, чем белая страница 255). Как мета.https://t.co/XNN8EDazgq pic.twitter.com/hR1G8N72t4

— Стю Машвиц (@5tu) 3 декабря 2020 г.

Обновление 2021-06-11

К WWDC 2021 Apple разместила отличное видео на EDR.

1. Мне не нравится использовать эту упрощенную 8-битную номенклатуру для цветовых значений RGB, но в этом контексте я делаю это, чтобы вызвать знакомые чувства старой школы (отголоски приложения Digital Color Meter). Между дисплеями P3 с высокой битовой глубиной, управлением цветом дисплея, программной калибровкой и True Tone, вероятно, прошло очень много времени с тех пор, как «белый» в пользовательском интерфейсе Mac действительно был 255-255-255.

2. Если EDR напоминает вам eLin, поздравляю со старостью. И круто.

3. То, что, к сожалению, мало кто когда-либо видел.

Tags: Apple, HDR, цвет, изображение Nerdery

Расширенный динамический диапазон | STEMMER IMAGING

Для промышленного использования широкий динамический диапазон является проблемой, например, в осмотр очень ярких сцен, где детали процесса, как а также требуется высокое богатство деталей фона. Типичный видеокамера с динамическим диапазоном 8 или 10 бит сможет только чтобы увидеть темные или светлые области с любой детализацией. С помощью специальных поддерживающих схем или обработки сигналов камеры могут для получения и вывода увеличенного динамического диапазона. Несколько технологий Для этого доступны:

Мультиэкспозиция

С линейным сенсором последовательность изображений с разной экспозицией раз приобретается. Эти изображения объединяются в изображение HDR.

Экспозиция с чередованием

Некоторые датчики можно использовать с режимом экспозиции с чередованием. Странный и даже линии используют разное время экспозиции. Эти строки могут объединяться в HDR-изображение непосредственно на чипе (например, с вертикальным Binning), путем обработки в FPGA или на хосте.

Многоскатная/кусочно-линейная характеристика

Эта технология доступна для некоторых датчиков CMOS. Он основан на импульс сброса, который применяется с различными уровнями в выбранное время в течение всего времени экспозиции. Обычно этот сброс можно сделать 1-2 раз в течение одного периода воздействия. Уровень импульса сброса и положение относительно времени экспозиции определяет результат HDR сжатие. На изображении ниже показан типичный пример этого режима:

» data-tooltip=»Диаграмма с несколькими уклонами» >

 

В начале экспозиции, все пиксели сбрасываются до одного уровня. Во время экспозиции пиксели могут достигать разного уровня в зависимости от освещенность (это видно по разным наклонам пикселей). Применяемые импульсы сброса отбрасывают пиксели, которые превышают определенный уровень. В качестве это можно наблюдать на изображении выше, на один пиксель не влияет импульсы сброса, потому что освещенность была слишком низкой. Другой пиксель однако сбрасывается 2 раза.

Другие технологии:

• 2-чиповые камеры: 2 изображения с разным временем экспозиции на в то же время.

• Двойные или многострочные камеры линейного сканирования: работают несколько строк в разное время экспозиции.

• Различный отклик пикселей: датчики, где пиксели имеют разные реакции (например, за счет прироста или емкости скважины).

• Логарифмический или кусочно-логарифмический датчик: датчики с чистым логарифмический отклик или регулируемый логарифмический отклик.

На изображении справа показан эффект при использовании технологии HDR.