В чем разница между режимами HDR, Auto HDR, Smart HDR и как они влияют на фотографию. Все, что вам нужно знать об HDR в компьютерных мониторах

До недавнего времени камеры сотовых телефонов линейки Pixel и Nexus не представляли собой ничего особого, но разработчики Google внедрили новый механизм постобработки фотографий HDR+, благодаря которому они поднялись на первые позиции различных рейтингов. И если вам интересно узнать о том, как работает HDR+ и как активировать его на своем смартфоне, читайте далее.

Что такое обычный HDR

Чтобы понять принципы работы HDR+ для начала разберемся с обычным HDR.

Недостаточный охват динамического диапазона в следствии маленького размера матрицы — главный недостаток всех камер смартфонов. Для решения этой проблемы разработали алгоритм HDR (High-Dynamic Range), принцип работы которого заключается в накладывании друг на друга и объединении трех снимков: кадра со стандартным для данной сцены уровнем экспозиции, недоэкспонированного кадра, где четко видны лишь пересвеченные участки изначального снимка и переэкспонированного кадра, на котором видны только затемненные участки изначального снимка. В результате получается снимок с хорошей проработкой всех деталей. Этот метод можно назвать небольшой революцией в области фотографии смартфонов.

К недостаткам алгоритма HDR относятся: долгое время съемки, раздвоение движущихся в кадре объектов, а так же смазывание всей картинки даже при минимальном движении или тряске камеры.

Что такое HDR+

HDR+ (High-Dynamic Range + Low Noise) — это алгоритм, имеющий ряд выдающихся возможностей и при этом лишенный недостатков HDR. В отличии от HDR новый алгоритм HDR+ почти не боится тряски смартфона и движений в кадре. Кроме того этот алгоритм способен повышать качество цветопередачи, что крайне важно при плохом освещении и по краям кадра, вместе с этим он сильно расширяет динамический диапазон фотографии. Ну и наконец, алгоритм HDR+ способен устранять шумы практически без потери детализации.

Первым из смартфоном обладателем поддержки HDR+ в 2013 году стал Nexus 5. Обновление Android 4.4.2., которое принесло с собой поддержку режима HDR+, что в корне изменило качество ночных снимков. Яркость по всему полю кадра не особо конечно изменилась, но зато при сохранении мелких деталей практически исчезли шумы. Ну и конечно же, не могла не порадовать прекрасная передача цветов, резко отличившая снимки Nexus 5 от снимков других смартфонов того времени.

История создания HDR+

История создания алгоритма творящего чудеса использующего обычные камеры Nexus и Pixel началась в 2011 году, когда глава компании Google X Себастьян Трун (Sebastian Thrun) решил подыскать камеру для очков дополненной реальности Google Glass. Он предъявлял очень жесткие требования к массе и габаритам. Размер матрицы камеры необходимо было сделать еще меньше, чем в смартфоне, что привело бы к появлению большого количества шумов на снимке. Поэтому было решено попробовать улучшить качество фотографии с помощью алгоритмов. Этим и занялся преподаватель факультета информатики Стэнфордского университета, эксперт в области вычислительной фотографии Марк Левой (Marc Levoy) , который занимался технологией захвата и обработки изображений на базе программного обеспечения.

Команда Gcam, под управлением М. Левой, занялась изучением метода объединения нескольких снимков в один кадр (Image Fusion). Качество фотографий обработанных при помощи этого метода заметно улучшилось. Они становились более яркими и четкими, а количество шумов заметно уменьшалось.

Эта технология дебютировала в 2013 году в Google Glass . Затем, переименованная в HDR+, в этом же году появилась и в Nexus 5.

Как работает HDR+

Технология HDR+ - чрезвычайно сложная . Поэтому разбирать ее детально в рамках этой статьи мы не будем, но главный принцип работы рассмотрим.

Основной принцип работы HDR+

Для сохранения максимального количества деталей на конечной фотографии После нажатия кнопки спуска затвора камера захватывает целую серию кадров с короткой выдержкой, т.е. недоэкспонированных снимков. Количество кадров зависит от уровня освещенности и количества деталей в тени. Затем вся серия снимков объединяется в один.

Благодаря заниженной выдержке каждая фотография в серии относительно четкая. Для основы используется самый лучший из первых трех кадров как по резкости, так и по детализации. После чего система разделяет все полученные кадры из этой серии на фрагменты и проверяет соседние фрагменты на совместимость. В случае обнаружения лишних предметов в одном из фрагментов, алгоритм удаляет этот фрагмент и выбирает похожий с другого кадра. Далее снимки обрабатываются с помощью специального алгоритма для уменьшения размытости изображений, который применяется в основном в астрофотографии.

Итак, использование короткой выдержки избавляет наши фотографии от пересвеченных мест, расширяя динамический диапазон снимка. Осталось только удалить шумы на темных участках специальным алгоритмом.

После этого фотография обрабатывается системой подавления шумов. Система включает в себя метод усреднения цвета пикселей на основе нескольких снимков и систему предсказания появления шумов. На границах переходов тона и смены текстуры цель «шумодава» минимизировать потерю детализации даже ценой наличия небольшого шума, но на участках с равномерной текстурой алгоритм выравнивает картинку почти до идеально равномерного тона и с великолепным сохранением переходов всех оттенков.

И наконец выполняется постобработка полученного изображения. Алгоритм минимизирует частичное затемнение полученное в результате попаданием света под наклонным углом (виньетирование). Заменяет пиксели высококонтрастных краев на соседние (хроматическая аберрация). Оттенки зеленого делает более насыщенными, синие и пурпурные оттенки смещает в сторону голубого. Так же усиливает резкость (шарпинг) и делает другие операции значительно повышающие качество итоговой фотографии.

Конвейерный алгоритм HDR+ в работе.

Фотография, сделанная стоковой камерой Samsung в HDR, слева, а справа фотография, созданная в Gcam в HDR+. При сравнении этих двух фотографий бросается в глаза, что за счет потери детализации неба лучше прорисованы объекты на земле.

Отличие обновления HDR+ в Google Pixel

Технология ZSL (Zero Shutting Lag) была придумана для того, чтобы делать моментальные снимки. Смартфон сразу после запуска камеры снимает от 15 до 30 кадров в секунду в зависимости от степени освещенности. Pixel же решил использовать эту технологию для работы HDR+ по своему. При нажатии на кнопку спуска смартфон выбирает от 2 до 10 кадров из буфера ZSL. Затем из первых двух-трех кадров выбирается лучший, а остальные, как и в предыдущей версии алгоритма, слоями накладываются на основной.

Наряду с этим появилось разделение на два режима: HDR+ Auto и HDR+. Последний берет максимально большое количество снимков для создания итоговой фотографии. Она получается более сочной и яркой.

HDR+ Auto делает меньше фотографий, благодаря чему движущиеся объекты становятся менее размытыми, влияние тряски рук ниже, а фотография готова практически мгновенно после нажатия на кнопку съемки.

В версии Google Камеры для Pixel 2/2XL режим HDR+ Auto был переименован в HDR+ On, а HDR+ стал называться HDR+ Enhanced.

Во втором поколении Google Pixel появился специальный сопроцессор, называемый Pixel Visual Core. В настоящее время чип применяется только для ускоренной обработки фотографий в режиме HDR+, а также предоставляет сторонним приложениям возможность выполнять снимки в HDR+. На качестве фотографий, сделанных Google Камерой, его наличие или отсутствие никак не сказывается.

Google использует HDR+ даже для устранения проблем с железом. Из-за конструктивной ошибки Google Pixel / Pixel XL мог сделать фотографию с сильным засветом. Google выпустила обновление, которое использует HDR+, чтобы убрать этот засвет, комбинируя снимки.

Преимущества и недостатки HDR

Выделим основные достоинства HDR+:

Алгоритм замечательно устраняет шумы с фотографий, практически не искажая детали.
Цвета в темных сюжетах гораздо насыщеннее, чем при однокадровой съемке.
Движущиеся объекты на снимках реже двоятся, чем при съемке в режиме HDR.
Даже при создании кадра в условиях недостаточной освещенности вероятность смазывания картинки из-за дрожания камеры сведена к минимуму.
Динамический диапазон шире, чем без использования HDR+.
Цветопередача преимущественно получается естественней, чем при однокадровой съемке (не для всех смартфонов), особенно по углам снимка.

На ниже размещенных иллюстрациях слева расположена фотография со стоковой камеры Galaxy S7, а в правой части - фото в HDR+ через Google Камеру на том же устройстве.

Ночные фотографии города. Тут прекрасно видно, что HDR+ дает нам возможность получить отчетливое изображение группы граждан, расположившихся под вывеской Билайн. Небо выглядит чисто, дорожный знак отчетливо. Трава, как и должна быть, зеленая. Вывеска Билайн с правильной передачей цветов. Отчетливая прорисовка балконов, проводов и крон деревьев. Важно - проработка деталей на деревьях справа (в тени) у HDR+ несколько хуже, чем у стоковой камеры.

Недостатков у HDR+ мало, да и носят они несущественный характер для большинства сюжетов. Во-первых, для создания HDR+ фотографии требуется много ресурсов процессора и оперативной памяти, что приводит к ряду негативных последствий:

повышается расход аккумулятора, и устройство греется при объединении серии снимков;
нельзя быстро сделать несколько снимков;
мгновенный предпросмотр недоступен; фотография появится в галерее после окончания обработки, которая на Snapdragon 810 длится от до четырех секунд.

Частично эти проблемы уже решены с помощью Pixel Visual Core. Но этот сопроцессор, скорее всего, так и останется козырем Google Pixel.

Во-вторых, для работы алгоритму необходимо как минимум две фотографии, а в среднем происходит захват четырех-пяти кадров. Поэтому:

обязательно возникнут ситуации, в которых алгоритмы будут давать сбои;
HDR+ немного проигрывает классическому HDR по охвату динамического диапазона;
создание одной фотографии и ее обработка с использованием быстрого ISP-сопроцессора будет предпочтительнее в экшен-сценах, потому что позволяет избежать двоения и смазывания объектов при невысокой выдержке.

На каких устройства работает HDR+

Чисто теоретически HDR+ может работать на любом смартфоне с версией Android не ниже 5.0 (необходим Camera2 API). Но по соображениям маркетинга, а также из-за наличия некоторых оптимизаций, требующих специальных железных компонентов (сопроцессор Hexagon в Snapdragon), Google намеренно заблокировала включение HDR+ на любом устройстве, кроме Pixel. Однако Android не был бы Android’ом, если бы энтузиасты не нашли способ обойти это ограничение.

В августе 2017 года один из пользователей 4PDA сумел модифицировать приложение Google Camera таким образом, чтобы режим HDR+ можно было использовать на любом смартфоне с сигнальным процессором Hexagon 680+ (Snapdragon 820+) и включенным Camera2 API. Первое время мод не поддерживал ZSL, да и в целом выглядел сыро. Но и этого было достаточно, чтобы улучшить качество фотосъемки смартфонов Xiaomi Mi5S, OnePlus 3 и прочих до ранее недостижимого для них уровня, а HTC U11 так и вовсе получил возможность на равных соревноваться с Google Pixel.

Позже к адаптации Google Camera на телефоны сторонних вендоров подключились другие разработчики. Спустя некоторое время HDR+ заработал даже на устройствах со Snapdragon 808 и 810. На сегодняшний день практически для каждого смартфона, основанного на Snapdragon ARMv8, работающего на Android 7+ (в некоторых случаях и Android 6) и имеющего возможность использовать Camera2 API, существует портированная версия Google Camera. Частенько она поддерживается отдельным энтузиастом, но обычно таких разработчиков сразу несколько.

В начале января 2018 пользователь XDA miniuser123 сумел запустить Google Camera с HDR+ на своем Galaxy S7 с процессором Exynos. Немного позже выяснилось, что Google Camera работала также на Galaxy S8 и Note 8. Первые версии для Exynos были нестабильны, часто падали и зависали, в них не работала оптическая стабилизация изображения и ZSL. Версия 3.3 уже достаточно стабильна, поддерживает оптическую стабилизацию изображения и ZSL и все функции Google Camera, за исключением портретного режима. А в число поддерживаемых устройств теперь входят несколько смартфонов Samsung серии A.

Как включить HDR+ на телефоне

Если у вас смартфон на Exynos, то выбор невелик. Переходи в тему обсуждения на XDA , открывайте спойлер V8.3b Base (если у вас Android или Pixe2Mod Base (для Android 7) и качайте последнюю версию. Также вы можете посетить группу в Telegram , где оперативно выкладывают все обновления Google Камеры.

Владельцам смартфонов с процессом Qualcomm придется поискать. Энтузиасты активно поддерживают версии Google Camera с HDR+ для множества смартфонов. Рекомендую погуглить и прогуляться по темам обсуждения камеры и самого устройства на таких форумах как XDA. Как минимум там будут пользователи, пытавшиеся запустить HDR+.

Ко всему вышесказанному упомяну, что в интернете есть страница, где собраны практически все версии Google Camera , на которой удобно тестировать различные Gcam на малоизвестных устройствах.

Заключение

Алгоритм HDR+ служит яркой демонстрацией возможностей мобильной цифровой фотографии. Пожалуй, на сегодняшний день это самый эффективный из доступных алгоритмов обработки изображений. HDR+ достаточно одного фотомодуля для создания снимка, по качеству обходящего двойные фотомодули некоторых гаджетов.

Камеры смартфонов линейки Pixel и Nexus никогда не представляли собой ничего выдающегося, но за последние четыре года сделали мощный рывок вперед и теперь занимают первые строчки рейтингов. Почему так произошло? Потому что Google внедрила программный механизм постобработки фотографий под названием HDR+. В этой статье мы расскажем, как он работает и как активировать HDR+ на своем смартфоне, независимо от его марки.

Что такое HDR

Для полного понимания принципа работы HDR+ придется для начала разобраться с обычным HDR.

Основная проблема всех камер смартфонов - маленький размер матрицы (а точнее - фотоячеек) и, как следствие, недостаточный охват динамического диапазона. Чтобы исправить этот недостаток, был разработан алгоритм HDR (High-Dynamic Range), принцип работы которого следующий: камера делает кадр со стандартным для данной сцены уровнем экспозиции, затем делает недоэкспонированный кадр, на котором будут четко видны лишь пересвеченные области изначального снимка, далее выполняется переэкспонированный снимок, на котором видны только затемненные детали изначального снимка, а все остальное пересвечено. Далее снимки накладываются друг на друга и объединяются при помощи специальных алгоритмов, качество которых зависит от производителя софта камеры. В результате получается снимок с хорошей проработкой деталей как в тенях, так и в более светлых местах.

Недостатки HDR очевидны: долгое время съемки приводит к тому, что попавшие в кадр движущиеся объекты будут двоиться, а даже небольшая тряска смажет картинку.

Что такое HDR+

Умные головы придумали алгоритм, лишенный недостатков HDR. Впрочем, общее с HDR у него одно лишь название.

HDR+ расшифровывается как High-Dynamic Range + Low Noise. Свою известность он получил за ряд выдающихся возможностей: алгоритм способен устранять шумы практически без потери детализации, повышать качество цветопередачи, что крайне важно при плохом освещении и по краям кадра, вместе с этим он сильно расширяет динамический диапазон фотографии. HDR+, в отличие от стандартного HDR, почти не боится тряски смартфона и движения в кадре.

Первым смартфоном с поддержкой HDR+ стал Nexus 5. Из-за не самого лучшего баланса белого и маленького отверстия диафрагмы (f2.4) камера этого смартфона считалась не более чем крепким середнячком. Все изменилось с выходом обновления Android 4.4.2. Именно оно принесло с собой поддержку режима HDR+ и изумительное качество ночных снимков. Они хоть и не отличались большой яркостью по всему полю кадра, но благодаря HDR+ практически не содержали шума при сохранении мелких деталей и обладали превосходной (для смартфонов 2013 года) передачей цветов.

История создания HDR+

Как же компания, никогда не занимавшаяся камерами, создала алгоритм, который творит чудеса, используя обычные, по меркам флагманов, камеры Nexus и Pixel?

Все началось в 2011 году, когда Себастьян Трун (Sebastian Thrun), глава компании Google X (теперь уже просто X), подыскивал камеру для очков дополненной реальности Google Glass. Массогабаритные требования предъявлялись очень жесткие. Размер матрицы камеры должен был быть еще меньше, чем в смартфонах, что крайне плохо сказывалось бы на динамическом диапазоне и приводило бы к появлению множества шумов на фотографии.

Выход оставался один - попытаться улучшить фотографию программно, с помощью алгоритмов. Эту задачу должен был решить Марк Левой (Marc Levoy) , преподаватель факультета информатики Стэнфордского университета, эксперт в области вычислительной фотографии. Он занимался технологией захвата и обработки изображений на базе программного обеспечения.

Марк сформировал команду, известную как Gcam, которая занялась изучением метода Image Fusion (сплавление изображений), основанного на объединении серии снимков в один кадр. Фотографии, обработанные при помощи этого метода, получались более яркими и резкими, имели малое количество шумов. В 2013 году технология дебютировала в Google Glass , а затем, в этом же году, переименованная в HDR+, появилась в Nexus 5.

Как работает HDR+

А как же расширение динамического диапазона? Как мы уже знаем, использование короткой выдержки избавляет нас от пересвеченных мест. Осталось только удалить шумы на темном участке ранее описанным алгоритмом.

На завершающем этапе выполняется постобработка полученного изображения: алгоритм делает минимизацию виньетирования , обусловленного попаданием света на матрицу под наклонным углом, корректирует хроматическую аберрацию заменой пикселей у высококонтрастных краев на соседние, увеличивает насыщенность зелени, синие и пурпурные оттенки смещает в сторону голубого, усиливает резкость (шарпинг) и выполняет ряд других шагов, повышающих качество фотографии.

Слева фотография из стоковой камеры Samsung в HDR, а справа фотография, созданная в Gcam в HDR+. Видно, что алгоритм принес в жертву детализацию неба для прорисовки объектов на земле.

HDR - расширенный динамический диапазон (High Dynamic Range). Технология расширенного динамического диапазона помогает делать фотографии визуально ближе к тому, как человеческий глаз воспринимает окружающую картину.

Smart HDR действует умнее обычного HDR, этот режим появился на iPhone XS, iPhone XS Max и iPhone XR. «Умный» HDR в полной мере использует усовершенствованные датчики камеры, мощность процессора A12 Bionic, машинное обучение, искусственный интеллект и компьютерное зрение. Этот режим поможет сделать снимки с большим динамическим диапазоном на iPhone.

По сравнению с обычным и автоматическим режимом HDR, функция Smart HDR появилась на iPhone 2018 года и не доступна предыдущим моделям, у которых отсутствуют быстрые сенсоры и нулевая задержка затвора.

Что такое HDR

Технология HDR помогает делать хорошие фотографии в условиях сложного освещения и высокого контраста. Этот режим делает компановку из нескольких изображений, чтобы вывести диапазон за пределы возможностей одного кадра. Во время съемки с включенными режимом HDR камера iPhone делает три снимка с разной экспозицией: нормальное освещение, с фокусом на самых ярких участках, а затем на темных, в результате получается фотография, которая содержит максимум деталей в тенях и хорошо освещенных областях. Режим идеально подойдет для затененных объектов, например, человек на фоне яркого неба.

Слева фотография с фокусом на объекте, обратите внимание как «выбито» небо и светлые участки воды. Справа снимок с фокусировкой на небе - появились детали, облака, но в целом фото слишком темное.

По центру фото, которое получилось в результате использования HDR, который взял лучшие детали в перэкспонированном и недоэкспонированном снимках, за счет этого получилась контрастная фотография с хорошей детализацией.

Авто HDR на iPhone X

На iPhone X появился режим HDR, который умеет работать в автоматическом режиме, включается во время съемки со сложным освещением. В iPhone X Авто HDR работает с основной и с фронтальной камерой, но его можно отключить в настройках.

Smart HDR

Новый режим Smart HDR запускается сам, в любое время, учитывая условия съёмки, для улучшения качества изображения. В отличии от предыдущих двух режимов, Smart научился работать с функциями камеры «Портрет», «Портретное освещение», панорамные снимки «Live Photo».

На фотографии, которая сделана на iPhone XS с режимом Smart HDR, посмотрите на стулья в правой части снимка и на лицо клоуна. Также обратите внимание на логотип «Shelton Theater» в задней части пасти клоуна, там больше деталей и надпись хорошо различается.

Режимы «Авто HDR» и «Smart HDR» можно отключить в настройках камеры, чтобы в ручную использовать HDR, когда он необходим. На всех iPhone, которые поддерживают HDR, этой функцией можно управлять по своему усмотрению в приложении «Камера». Нет необходимости каждый раз лезть в «Настройки», просто нужно нажать «HDR» вверху, затем включить или выключить.

Все iPhone, выпущенные до модели «X», во время съемки в режиме HDR сохраняют две фотографии: оригинальную и сделанную при помощи расширения динамического диапазона. Чтобы сэкономить место, можно сохранять только снимок, сделанный при помощи HDR. Для это нужно перейти в «Настройки», затем в раздел «Камера» и отключить сохранение оригинальных изображений.

HDR уже близко. Давайте разберёмся, что же это такое и как он применим к видеокартам, мониторам и ПК-играм.

Сегодня уже все толкуют о «HDR», и, если вас волнуют настройки графики в играх для ПК, вы можете задаваться вопросом: а что в нём такого? Он ведь существует уже несколько лет! Что ж, у меня для вас новости: все эти чекбоксы и опции с надписью «HDR», которые вы наблюдаете в играх со времён Half-Life 2, не есть настоящий HDR.

А та опция в вашей камере на мобильнике с пометкой «HDR»? Тоже не совсем HDR, хотя, как и в тех фальшивых HDR-чекбоксах в настройках игр, преследуется та же цель: улучшить качество изображения.
Запутались? Не пугайтесь; когда дело касается заблуждений относительно HDR, это лишь самая вершина айсберга. Так что же это такое и как он может быть полезен для видеоигр? На первый вопрос ответить легко, для ответа на второй понадобится немного времени. Читайте нашу статью, и вы узнаете, что такое HDR и какие вам нужны видеокарта и монитор, чтобы использовать его в полной мере.

Нет, это не настоящий HDR.

HDR (High Dynamic Range – англ., Высокий Динамический Диапазон) – это общий термин для технологий работы с изображениями и видео, диапазон яркости которых превышает возможности стандартных технологий. Невзирая на то, что вы могли слышать от «пророков от 4К», разрешение играет далеко не главную роль в формировании качественной картинки. За пределами текущих ограничений масштабирования Windows в 110 DPI количество пикселов становится менее важным, чем то, что вы с ними делаете.

Контраст, яркость и цветовая насыщенность – всё это становится важным, когда нужное разрешение уже достигнуто, и именно HDR занимается улучшением их параметров. И это не какой-то постепенный апгрейд; строгие требования HDR практически от всех потребуют нового железа, а для определения разницы вам не нужны будут бенчмарки или намётанный глаз.

Для начала, минимальная спецификация HDR требует наличия ЖК-монитора с яркостью от 1000 кд/м2 или нитов, для соответствия новому стандарту «Ultra HD Premium». Топовые игровые мониторы, чья яркость, в лучшем случае, достигает 300-400 нитов, и близко не подбираются к этому. Хорошие ноутбуки ушли недалеко, выжимая из своих дисплеев приблизительно на сотню нитов больше. Даже мобильники, с их фантастическими всё-видно-при-ярком-солнце экранами, могу похвастать лишь восемью сотнями нитов. Да, когда заходит разговор о яркости, годные для HDR дисплеи оставляют всех этих «конкурентов» в беспросветной тьме.

HDR улучшает и цветопередачу, поскольку требует 10-12 бит на канал цветности, что полностью достижимо на разных операционных системах и стандартах. Большинство персональных компьютеров отображают лишь 6-8 бит на канал, используя стандарт sRGB, едва покрывающий треть собственного видимого спектра HDR. И хотя железо позволяет добиваться большего, именно особенности программного обеспечения делают это неудобным и неугодным.

sRGB (справа) отображает лишь треть доступных HDR цветов.

В настоящее время десктопные мониторы, поддерживающие технологию улучшения цвета WCG, используются обычно в профессиональных целях, вроде работы с фотографиями или медицинских исследованиях. Игры и прочее ПО просто-напросто игнорируют все эти дополнительные цвета, что заставляет их выглядеть на WCG-мониторах так, будто у них сбились настройки, если только железо не начинает эмулировать отсутствующие цвета. HDR помогает избежать путаницы, включая в видеопоток метаданные, благодаря которым цвета в приложениях выглядят корректно, а возможности монитора используются оптимальным образом.

WCG – это лишь часть технологии HDR. К примеру, профессиональная серия ColorEdge от Eizo поддерживает WCG, но цветопередача даже близко не стоит к HDR-совместимым, несмотря на всё качество, стоимость и великолепную репутацию первых.

Для того, чтобы справиться с дополнительным объемом данных, HDR требует подключения монитора по протоколу HDMI 2.0a; запоздалый апгрейд HDMI 1.4 с низкой пропускной способностью.

HDR штука весьма многообещающая, но путь его тернист. Самой большой проблемой являются вовсе не технические неурядицы, а соревнующиеся между собой, зачастую несовместимые стандарты, угрожающие завести ранних адептов в дорогостоящие тупики.

И это тоже не настоящий HDR.

Сейчас есть два основных стандарта HDR: патентованный Dolby Vision с 12-битным цветом и динамическими метаданными, и открытый стандарт HDR-10, поддерживающий 10-битный цвет и предоставляющий лишь статичные метаданные на старте видеопотока.

Dolby Vision, со всеми его лицензионными сборами и дополнительным оборудованием, является наиболее дорогим вариантом, который еще и очень не прост в обращении. Большинство же производителей дисплеев и поставщиков контента решили обратить свои взоры на HDR-10, и особенно стоит выделить Microsoft с их Xbox One S и Sony с PS4. Яркий пример того, что игровая индустрия не стоит на месте. Всё это делает HDR-10 самым простым и очевидным выбором для консольных игроков.

Сторонники Dolby Vision отмечают большую глубину цвета, более требовательное железо и возможность покадровой динамической подстройки цвета и яркости, наряду с совместимостью с HDR-10. Однако рынок следует за более дешевым и вполне удовлетворяющим стандарты качества конкурентом.

Так как HDR-10 не совместим с Dolby Vision, это делает из последнего технически лучший, но более дорогой и требующий лицензирования стандарт, который умрёт в ближайшие пару лет, в то время как его открытый товарищ будет процветать. Но, если вы заядлый киноман, готовый прилично потратиться на качество, то можете насладиться и более продвинутым детищем Dolby, ничто вам не помешает. У геймеров, однако, иные приоритеты. Так, хватит о гостиных комнатах. Что там насчёт HDR на ПК?

Производители персональных компьютеров наперегонки спешат принять участие в новой гонке за HDR, но вам вовсе не нужно ждать победителя. В топовый сегмент ТВ уже поступило «железное» решение для HDR. Это ещё и лучший способ увидеть разницу воочую, поскольку уже доступна небольшая, но растущая библиотека соответствующих демо, фильмов и телепередач со сравнением бок-о-бок. Все рекомендуемые нами телевизоры для игр поддерживают HDR, что делает их прекрасным выбором для замены мониторы, если вы цените размер и качество картинки выше, чем традиционное для мониторов низкое время отклика.

Телевизоры вроде самунговских моделей серий KS8000 и KS9800 запросто способны служить компьютерными дисплеями и быть на гребне волны первопроходцев HDR контента. Держите только в уме, что цена за вход в этот клуб немаленькая, а использование ТВ для игр имеет некоторые недостатки, к которым нужно быть готовым.

Видеокарты

Где ПК уже готовы к HDR, так это на рынке графических ускорителей. В то время как мониторы не поспевают за своими ТВ-конкурентами, GPU среднего и топового сегментов уже год как готовы к революции, и всё благодаря здоровому соперничеству между Nvidia и AMD.

Nvidia заговорила о HDR ещё во времена карточек 900-й серии, а все их современные ускорители на Pascal уже готовы к HDR. AMD вступила в игру немного позже, с выходом 390X, а их линейка Polaris – первые карты красно-черных с поддержкой HDR. Если вы приобрели свою видеокарту совсем недавно, есть немалый шанс того, что хотя бы часть вашей системы готова к переменам.

А именно этот вопрос и волнует ПК-геймеров больше всего. В то время как новые выходить уже с поддержкой HDR, старые не смогут блеснуть перед нами расширенной цветовой палитрой и контрастом без дополнительных патчей. Они прекрасно будут идти на новых системах, но без свежих заплат вы не увидите никакой разницы.

К счастью, добавление HDR не требует какого-то глобального переписывания кода. Для этого применяется достаточно простой процесс, расширяющий цветовую палитру SDR до диапазона HDR без значительных усилий.

HDR слева, обычный скриншот справа. Nvidia занимается добавлением HDR в Rise of the Tomb Raider для ПК. Ждите множество патчей для популярных игр после появления HDR-дисплеев в широкой продаже.

Это значит, что популярные игры в будущем могут обзавестись ремастерами или патчами, добавляющими поддержку HDR, а сообщество моддеров пойдет еще дальше, к классике, на которую разработчики даже смотреть не станут. В отличии от симулированного или умеренного HDR, ранее использовавшегося в играх или фотографии, «железный» HDR весьма заметно меняет качество картинки, что индустрия развлечений уже приметила. И всё же, до яркой и красочной нирваны пока далеко.

Настоящая проблема, вставшая перед ПК-игроками, заинтересованными в HDR, заключается в том, что технологии ещё нет на этой платформе. Nvidia активно работает над патчем для Rise of the Tomb Raider, а игры, которые будут поддерживать HDR на консолях, лишь вероятно будут делать это и на ПК (речь сейчас идёт о Forza, Battlefield, Gears of War и других). На момент написания статьи нет никаких точных данных.

Пока не появятся патчи и игры, HDR так и останется прерогативой контента для Blu-ray и потокового просмотра, наряду с консольными хитами, пользователи которых сполна насладятся новыми технологиями. Пока можно расслабиться, пройдёт ещё какое-то время, прежде чем HDR доберётся до ПК , так что отдыхайте, наслаждаясь своим каталогом в Steam и предвкушая будущее визуальное пиршество.

Когда в начале 2017 года проходила выставка CES, стало ясно, что вскоре прилавки компьютерных магазинов начнут заполонять компьютерные мониторы, поддерживающие стандарт HDR. Все крупные производители уже продают такие модели – каждая с впечатляющими параметрами. Скоро мы подробно расскажем об одном из них, а сейчас давайте сосредоточимся на теории, которая поможет решить, насколько сейчас оправдана покупка монитора с поддержкой HDR.

HDR в PC-формате

Стандартное объяснение описывает HDR (или High Dynamic Range) как набор стандартов, предназначенных для расширения цветопередачи и контрастности видео и изображений за пределы стандартных, «жестких» аппаратных возможностей. Говоря проще, HDR улучшает контраст, яркость и насыщенность цветов, обеспечивая в несколько раз более детализированное изображение. HDR против SDR

С практической точки зрения для большинства пользователей это означает полную замену имеющихся устройств для того чтобы получить очевидную разницу в качестве изображения. Почему полная замена? Потому что стандартные устройства, в частности мониторы, не соответствуют требованиям сертификации HDR.

Начнем с требования к яркости. Чтобы считаться «HDR ready» дисплей должен иметь минимум 1000 Кд/м2 (нит яркости). Высококлассные мониторы обеспечивают яркость между 300-400 нит, т.е. они даже близко не соответствуют тому, что необходимо. Хорошие ноутбуки имеют около 100 нит. Даже у дисплеев для смартфонов, разработанных для обеспечения хорошей видимости при ярком солнечном свете, этот показатель редко превышает 800 нит (Galaxy Note8 является одним из исключений с яркостью 1200 нит). Иначе говоря – в настоящее время 99% дисплеев не поддерживают HDR.

Теперь перейдем к воспроизведению цвета. Технология HDR требует, чтобы монитор поддерживал глубину цвета 10 или 12 бит. Однако стандартные мониторы способны передавать только 6- или 8-битный цвет, используя цветовую гамму sRGB, которая покрывает только треть визуального спектра HDR.

Модели мониторов с поддержкой технологии Wide Gamut Color (WGC) отвечают требованиям цвета, но их расширенные возможности совместимы только с программами для профессионального использования (графические редакторы, например). Игры и остальное программное обеспечение просто игнорируют дополнительные цвета и часто выглядят «размытыми», если оборудование не может эмулировать уменьшенное цветовое пространство.

HDR позволяет избежать этой путаницы за счет метаданных, которые корректно распределяют цветовое пространство. Именно это помогает правильно визуализировать изображение и заставляет все программное обеспечение оптимально использовать возможности дисплея.

Здесь, однако, следует вставить одно большое «НО» для тех из вас, кто работает в области фотографии, графического дизайна и обработки видео. Более яркие и насыщенные цвета, обеспечиваемые HDR-мониторами, вряд ли придутся вам по душе. Не потому что не понравятся вам, просто они не удовлетворят ваши профессиональные потребности, потому что их «живость» достигается за счет реалистичности цветопередачи. Модели с WGC продолжают оставаться идеальным выбором для вас. Так что если вы читаете этот текст, чтобы узнать, какие преимущества эта технология дает вашей сфере занятости, вы их просто не найдете.
Два дизайнерских монитора Dell. Слева – экран WGC с реалистичной цветопередачей. Справа – дисплей HDR. Легко заметить высокую насыщенность цвета.

Каша из стандартов

Далее мы поговорим об опыте с точки зрения обычного пользователя и PC-геймера, но сначала позвольте мне распутать для вас огромный запутанный клубок стандартов HDR. В настоящее время существует четыре стандарта, но только два из них широко распространены в потребительской электронике: запатентованный Dolby Vision с его 12-битным цветом и динамическими метаданными; и открытый стандарт HDR10, который поддерживает 10-битный цвет и предоставляет только статическую передачу метаданных. Два других стандарта – HLG, разработанный BBC и используемый на YouTube; и Advanced HDR, созданный Technicolor и используемый главным образом в Европе.
Разница между SDR, HDR со статическими метаданными (HDR10) и HDR с динамическими метаданными (Dolby Vision).

Но вернемся к вопросу использования HDR в компьютерных мониторах, добавив тяжесть игр. Требуя платы за лицензию и наличия дополнительного оборудования, Dolby Vision является более дорогим из обоих стандартов, и его дороговизна – основной фактор медленного приема. Несмотря на то, что Dolby Vision обеспечивает лучшую глубину цвета и возможности динамической перенастройки кадра за кадром, разработчики игр выбирают более дешевый, но оптимальный HDR10. При этом речь идет не только о производителях ПК, но и консолей: Microsoft (Xbox One S и Xbox One X) и Sony (PS4 и PS4 Pro). Основные сторонники HDR10, такие как Samsung и Amazon, даже активно борются против аргумента, что Dolby Vision предоставляет более высокое качество изображения. Эта борьба привела к появлению своеобразного обновления под названием HDR10+, которое улучшает некоторые слабые стороны HDR10.

Все это говорит о том, что HDR10 станет широко распространенным стандартом HDR для компьютерных мониторов и игр, верно? Нет, не совсем. Недавно разработчики Dolby Vision упростили интеграцию своей технологии в игры и графические процессоры посредством патчей, прошивок или обновлений драйверов. Весной этого года к числу ключевых сторонников Dolby Vision в играх присоединилась компания NVIDIA.
Стенд NVIDIA на выставке Computex 2017. Слева – стандартный SDR-монитор, справа – HRD-монитор. Фото: TechPowerUp

(ПК)Гейминг в HDR

Консольщикам повезло больше в вопросе HDR. Они выиграли от включения стандарта в высококлассные телевизоры, а производители консолей разработчики игр (специально для консолей) быстро разглядели визуальное преимущество HDR-экранов перед стандартными телевизорами. С чисто практической точки зрения потребителю легче оправдать большие инвестиции в экран, который служит развлекательным центром его дома, чем в тот, который стоит на рабочем столе.

Тем не менее, PC-геймеры могут быть благодарны их консольным товарищам. Популяризация HDR в телевизорах, таких как серии LG C6 и C7, которые могут использоваться в качестве гигантских мониторов для ПК, позволили «ПКшникам» насладиться первой волной HDR-контента, созданного специально для ПК.

Но все же, на какие модели мониторов следует обратить внимание? Три из наиболее перспективных анонсированных HDR-мониторов быстро разочаровали тем, что по факту они не соответствуют всем требованиям HDR10. И, следовательно, не поддерживают истинный HDR. Два из них, Dell S2718D и LG 32UD99, могут принимать HDR-сигнал, но не имеют необходимого цветового диапазона или яркости для использования HDR-контента. Последний, BenQ SW320, отвечает требованиям к цвету, но не яркости. Таким образом, в списке остались следующие модели: Acer Predator X27, Acer Predator X35 ASUS ROG Swift PG27UQ, ASUS ROG Swift PG35VQ, Samsung CHG70 и Samsung CHG90.
ASUS ROG Swift PG35VQ – одна из самых перспективных HDR-моделей на данный момент

Следующий логический вопрос: как обстоит ситуация с графическим процессором? В этом плане компьютеры уже давно подготовлены благодаря войне между NVIDIA и AMD, а также их видеокартам среднего и высокого классов.

NVIDIA начала с интеграции HDR в свои графические процессоры поколения Maxwell (предыдущая серия 900) и продолжила сертификацию с новой серией 1000, которая использует архитектуру Pascal. Первыми сертифицированными видеокартами от AMD стали модели семейств 390X и Polaris. Проще говоря, если ваша видеокарта была выпущена в течение последних 4 лет, у вас не должно быть никаких проблем. Однако, если вы хотите воспользоваться всем, что может предложить новый HDR-дисплей, придется приобрести одну из самых новейших моделей видеокарт.

Реальная проблема с HDR для PC-геймеров

Если с деньгами полный порядок, то покупка монитора с поддержкой HDR и соответствующего компьютерного железа не будет проблемой. Но прежде чем бежать в магазин, следует изучить ситуацию с наличием соответствующего контента. К сожалению, в этом плане так себе ситуация. Да, есть новые игры, в которые изначально заложена поддержка HDR, но старые игры не умеют подстраиваться по особенности этой технологии. По крайней мере, не без специальных патчей.

Интеграция HDR не требует масштабных изменений в программном обеспечении, но это не отменяет того факта, что в настоящее время количество HDR-контента, доступного PC-геймерам не так уж и велико. На самом деле только несколько игр поддерживают стандарт: Shadow Warrior 2, Deus Ex: Mankind Devided, Hitman, Resident Evil 7, Obduction, Paragon, пропатченная версия Mass Effect: Andromeda, Need For Speed: Payback и Star Wars: Battlefront 2. Кроссплатформенные игры Gears of War, Battlefield и Forza Horizon 3 поддерживают HDR в консольных версиях, но эта функция отсутствует на ПК. Некоторое время назад NVIDIA активно работала над патчем HDR для Rise of Tomb Raider, но от компании уже давно нет никаких новостей о том, как продвигается эта работа.

Разработчики игр принимают идею HDR, но консольные игры будут первыми с такой поддержкой. PC-геймеры остаются (снова) на заднем плане. Пройдет еще несколько лет, прежде чем HDR станет действительно важной особенностью компьютерных мониторов. На данный момент этого стандарта нет в числе обязательных параметров, которым должен обладать игровой монитор, чтобы заслуживать внимание. Как и в случае с 4K, HDR – это инвестиция в будущее.

Один совет, который я могу дать вам в завершение: покупаете сегодня монитор, который отвечает вашим текущим потребностям. Если вам важно наличие HDR, то этот приятный бонус обойдется вам в несколько дополнительных сотен долларов, но он будет гарантией (хотя и небольшой), что ваш новенький монитор еще долго будет оставаться актуальным.

Метки: ,