High Dynamic Range uitgelegd

HDR, High Dynamic Range, is de volgende stap naar ultra-realistische televisiebeelden. Maar hoe ver staan we er vandaag mee?

Het dynamisch bereik (Dynamic Range) van een beeldscherm verwijst naar de verhouding tussen het donkerste zwart en het helderste wit dat het scherm kan weergeven. We noemen dat eigenlijk al jaren het contrast. Maar die term is uitgehold geraakt door fabrikanten vanwege creatieve meetmethodes voor zwart. Daardoor zijn contrastwaardes van oneindig al lang in gebruik, en zeggen ze dus eigenlijk niets meer. In realiteit ligt de contrastwaarde ergens tussen 1.000:1 en 4.000:1, met een zwartwaarde van 0,2 tot 0,05 nit (de eenheid van luminantie) en een witwaarde van ongeveer 200 tot 400 nit.

Wanneer we over dynamisch bereik spreken, en meer bepaald over HDR, ‘High Dynamic Range’, dan spreken we in de eerste plaats over hogere piekwaarden bij wit. De piek witwaardes van onze huidige televisies zijn immers ontoereikend om echte realistische beelden te creëren. De bovenstaande figuur illustreert dat duidelijk. Televisiebeelden worden gemastered op een studiomonitor die als maximum 100 nit weergeeft. En dat is ruim onvoldoende om zelfs eenvoudige binnenverlichting weer te geven, laat staan een zonnige hemel. Maar er is ook een ander gevolg. Door dat beperkt dynamisch bereik moeten televisies ook dikwijls keuzes maken. Tonen ze alle donker detail, dan geven ze heldere delen van het scherm een grijzige tint. Tonen ze dan weer alle heldere delen duidelijk, dan verlies je alle detail in de donkere partijen.

,

Meer licht, dat is de eerste vereiste voor een HDR tv. Maar dat is niet zo eenvoudig. Meer licht wil natuurlijk ook zeggen dat je de leds harder moet aansturen en dat leidt tot meer stroomverbruik. En met nieuwe richtlijnen van de EU in het verschiet willen fabrikanten dat ten allen prijze vermijden. Gelukkige zijn er een paar nieuwe technologieën die daarbij helpen. Quantum dots, en ‘wide color leds’ die we in eerste instantie gebruiken om meer kleur te krijgen, helpen ook om de lichtprestaties te verbeteren.

Welke televisies zitten er dan klaar om HDR-prestaties te leveren? De Samsung SUHD-reeks met voorop de JS9500 (1.000 nit), maar ook de JS9000 (600 nit). Sony presenteert de X93C en X94C (geen lichtopbrengst gepubliceerd). Panasonic’s CX800 en CR800 reeks ondersteunt HDR (450 nit, onbevestigd). LG toont de UF950V (460 nit) de OLED EG9600 (550 nit), alsook de nieuwere OLEDs die dit najaar op de markt komen. Philips voorziet de 9000-reeks die in het najaar gelanceerd wordt (geen verdere specificaties).

,

Net zoals wanneer je Full HD content bekijkt op een Ultra HD scherm, of content met Rec.709 kleurbereik op een ‘wide color gamut’ tv, zullen deze HDR-tv’s bestaande content kunnen ‘scalen’ naar HDR. Maar ook hier zal het zo zijn dat je de beste resultaten enkel krijgt met HDR-content. Waar halen we die vandaan? Op de eerste plaats lijken streaming diensten zoals Netflix en Amazon alweer aan de kar te trekken. Ze pionierden Ultra HD content en dat zal nu niet anders zijn voor HDR. Netflix kondigde al aan dat hun eigen reeks ‘Marco Polo’ de eerste HDR tv-reeks zal zijn, en ze voorzien dat 10 van de 60 eigen reeksen ook een HDR-behandeling krijgen.

Streaming is één ding, maar ook fervente liefhebbers van het fysische medium, lees schijfjes, zullen aan hun trekken komen. Al zullen die wel nog even moeten wachten. HDR-content op schijfjes zal er pas komen als de eerste UHD Blu-ray schijven er zijn, en dat is voorzien tegen het einde van dit jaar. Mogelijke titels: Exodus: Gods And Kings, Life Of Pi, Edge of Tomorrow, Into the Storm, en Lego Movie. Een aantal van die titels zijn inmiddels al bevestigd dor Fox. De content is dus onderweg, maar een barrage van HDR content zal het niet worden. Zeker aangezien we vanuit de tv-zenders al helemaal niet al te snel op beweging moeten rekenen. En nog een detail: theoretisch is het mogelijk om Full HD HDR content te maken, maar voorlopig ziet het er naar uit dat alle HDR-content ook UHD-content zal zijn. Aangezien enkel UHD-tv’s voorzien worden van HDR-mogelijkheden is dat geen probleem.

,

We zijn er dus van overtuigd, we willen HDR-televisies en de bijhorende content. Maar dat impliceert ook een HDR-standaard voor die nieuwe HDR-content en televisies. En laat daar nu net het schoentje wringen. Tot hier toe zijn er immers een aantal verschillende standaarden voorgesteld. Dolby Vision, Technicolor, BBC, Philips, OpenHDR, de lijst is al veel langer dan we zouden willen.

Zijn ze allemaal verschillend? In sommige opzichten niet. Heel wat voorstellen bouwen verder op een nieuwe internationale standaard ‘Electro Optical Transfer Function’ of EOTF, genaamd SMPTE.2084. Nog nooit van een EOTF gehoord? Toch wel, het is wat we tot nu toe altijd de gamma-curve noemden. Die bepaalt hoe de elektrische videosignalen omgezet worden naar luminantie waardes op het display. Dat gebeurt immers niet op een lineaire wijze. De nieuwe EOTF houdt rekening met een groter dynamisch bereik en minimaliseert ook artefacten zoals bandpatronen in fijne gradiënten.

Maar er is helaas ook veel differentiatie in aanpak. Sommige standaarden bieden geen compatibiliteit met oudere apparaten, anderen wel. Sommige vereisen een aanpassing aan de HDMI-interface, anderen niet. Sommige standaarden maken gebruik van één videostroom, anderen van twee (een ‘basis’-laag en een ‘enhancement’ layer voor HDR). Sommige houden rekening met de karakteristieken van het scherm, anderen niet. Dan zijn er nog verschillen in overhead, met andere woorden, hoeveel meer data vereist de HDR-stroom en mogelijk ook in kwaliteit. Sommige standaarden zijn ook meer geschikt voor streaming en optische media, terwijl andere juist beter zijn voor broadcast.

,

Staan we dan aan de vooravond van een nieuwe formaat-oorlog? Mogelijk niet. De specificaties van de nieuwe Ultra HD Blu-ray schijven zijn al gedeeltelijk bekend. Daar is voor een HDR-film het gebruik van OpenHDR verplicht, en het gebruik van DolbyVision en Philips is optioneel.

De UHD Alliance, een samenwerking tussen fabrikanten, filmmakers en technologiehuizen, met als doel het creëren van nieuwe standaarden die doorheen heel de creatie tot consumptieketen worden gebruikt, heeft er ook alle belang bij om een formaat-oorlog te vermijden. En gezien de indrukwekkende lijst deelnemers, waaronder LG, Panasonic, Samsung, Sharp, Sony, Netflix, Dolby Laboratories, Technicolor, Walt Disney, Twentieth Century Fox en Warner Bros, lijkt het ons waarschijnlijk dat ook zij snel tot een eenduidige standaard zullen komen. Bij een formaat-oorlog zijn er de eerste jaren immers alleen verliezers.

De meeste informatie lijkt er op te wijzen dat OpenHDR en DolbyVision voorlopig de belangrijkste rol zullen spelen.

,

Met al die onduidelijkheid die er heerst aan de content creatie zijde willen ook de tv-fabrikanten nog niet te veel kaarten laten zien. Sony liet weten dat de nieuwe X93C en X94C HDR-compatibel zijn. Maar dat blijkt enkel zo voor de OpenHDR standaard. Ook de Samsung SUHD-toestellen en de nieuwe Philips 9000-reeks die in het najaar op de markt komt lijken in de eerste plaats te voldoen aan de OpenHDR standaard. LG liet weten dat een aantal toestellen HDR-compatibel zullen zijn, maar welke standaard dat zal zijn is nog niet duidelijk. En dan is er de kwestie van verschillende maximale helderheden. Die variëren al naargelang de fabrikant tussen 1.000 en 500 nit. Welke piekhelderheid je zal nodig hebben om echt van een HDR-ervaring te spreken is nog niet duidelijk.

Kunnen de modellen van dit jaar een firmware update krijgen om bepaalde standaarden alsnog te ondersteunen? Mogelijk, maar dat is alleszins geen zekerheid. Een vereiste van OpenHDR is bijvoorbeeld HDMI 2.0a. Daarvoor moeten de bestaande HDMI 2.0 poorten een upgrade krijgen. Enkel Sony kon dat tot hier toe garanderen. Samsung en Panasonic onderzoeken de zaak nog. Voor Samsung is er natuurlijk altijd de Smart Evolution Kit, een sterke troef om het model van dit jaar toch nieuwe functionaliteit te geven. LG liet weten dat de nieuwe UHD OLED EG9600 wel HDR ondersteuning krijgt, maar geen HDMI upgrade. Wat betekent dat je enkel van HDR via streaming zal kunnen genieten.

High Dynamic Range is een van de nieuwste features waarvan we overtuigd zijn dat ze de televisie ervaring naar een volgend niveau kunnen tillen. Ook Ultra HD kan dat, ook uitgebreide kleuren kunnen dat, maar HDR kan dat erg zichtbaar. Maar gezien de huidige onduidelijkheid in de markt moet je als consument wel twee keer nadenken voor je nu een nieuwe aankoop doet. Als je HDR echt belangrijk vindt, loont het misschien wel de moeite om de kat even uit de boom te kijken, en te wachten tot het stof van deze mini formaat-oorlog is gaan liggen. Tegen dan hebben de fabrikanten waarschijnlijk ook een duidelijkere boodschap.