Čo je HDR a ako funguje?

Aktualizované 5. septembra 2019

HDR je skratka, s ktorou sa stále častejšie stretávame v prípade televízorov, monitorov, mobilných telefónov a fotoaparátov. Ide o technológiu, ktorá zaistí, že napr. na televízore môže používateľ oveľa lepšie sledovať veľmi svetlé aj veľmi tmavé časti obrazu zároveň. Mnohí odborníci sa zhodujú, že práve HDR je budúcnosťou nielen v televízoroch. Ako táto technológia funguje v praxi? A oplatí sa investovať do HDR televízoru či mobilu, ktoré túto technológiu zvládajú? Na tieto a ďalšie otázky vám odpovie náš článok.

Čo to je HDR?

High Dynamic Range (teda vysoký dynamický rozsah), skrátene HDR, je technológia, ktorá umožňuje rozšírenú reprodukciu detailov v tmavých aj svetlých častiach snímanej scény zároveň. Predstavte si, že sledujete scénu pláže so zapadajúcim slnkom. Bez HDR spracovania budú na snímke dominovať len najtmavšie a najjasnejšie časti, inak ale v tomto vymedzení mnoho ďalších odtieňov neuvidíte.

i SDR vs HDR: V čom sa líšia?
Skratka SDR (teda Standard Dynamic Range) označuje súčasný štandard v oblasti spracovania obrazu. Jeho možnosti sú však trochu obmedzené, preto sa na trhu začína čím ďalej tým viac presadzovať práve HDR. Avšak, stále zostáva skôr nadstavbovou funkciou a zatiaľ sa nestalo bežným, všadeprítomným štandardom.

Pokiaľ ale budete tú istú scénu sledovať v HDR, dobre uvidíte všetky detaily a obraz sa bude približovať tomu, čo by ste v skutočnosti videli, keby ste na danom mieste naozaj stáli. V praxi sa HDR prejavuje lepším kontrastom scény, výrazne prekreslenejšími farebnými odtieňmi a väčšou hĺbkou obrazu. Scény pôsobia živším dojmom a viac zodpovedajú realite, pretože oko si dokáže s výrazne kontrastnými scenériami poradiť lepšie ako optické prístroje.

HDR foto video detaily — Ak nie je HDR aktívne, ľahko sa stane, že niektoré miesta v obraze budú príliš tmavé a stratia sa v nich detaily.

Dynamický rozsah je teda rozdiel medzi spomenutou najsvetlejšou a najtmavšou častí scény. Čím väčší tento rozdiel je, tým väčšie sú nároky na dynamický rozsah snímača fotoaparátu či kamery. Názorný príklad toho, kedy je dynamický rozsah fotoaparátu výrazne menší než rozsah scény, môžeme vidieť na obrázku vyššie vľavo. Možno na ňom uvidieť veľmi svetlé a veľmi tmavé časti, zvyšok ale takmer nie je vidieť. Fotka vpravo má naopak dostatočne vysoký dynamický rozsah. A v prípade kamier to pri vytváraní videa funguje takmer rovnako.

Efekt a benefity HDR je ešte potrebné, aspoň všeobecne, rozdeliť podľa toho, či sa prejavujú na rovine samotného snímania či zobrazenia.

Na strane snímania HDR znamená, že fotografie či video dokáže zaznamenať zároveň najtmavšie aj najsvetlejšie časti bez straty kresby.
V prípade zobrazenia HDR ide o schopnosť obrazovky reprodukovať vysoko kontrastnú scénu bez straty detailov a o jemnejšie škálovanie farieb (viac v ďalších kapitolách).

HDR zobrazí oveľa viac farieb

HDR video sa od bežného líši tiež farebným gamutom. Ten popisuje, akú časť farebného modelu je televízor schopný zobraziť, čiže koľko odtieňov farieb dokáže panel reprodukovať.

Pretože technológia HDR televízory umožňujú oveľa lepšiu reprodukciu farieb, bol zavedený štandard Rec.2020 (BT.2020). Ak HDR televízor dostane obsah štandardizovaný podľa Rec.2020, je schopný zobraziť väčší objem farieb, než aký zvládol televízor s doterajšími technológiami.

i Ako v praxi fungujú farby v prípade HDR televízorov, si môžete prečítať v našom porovnávacom článku Porovnanie QLED TV a OLED TV.

Rozdiel pekne ilustruje nasledujúci graf, ktorý zobrazuje pomyselné farebné spektrum viditeľné naším okom. Všimnite si, že zlatý trojuholník reprezentujúci Rec.709 pojme iba 35,9 % celej oblasti, a vynecháva teda ohromné množstvo odtieňov, s ktorými by mohol pri reprodukcii videa pracovať. Oproti tomu, čierny trojuholník zastupujúci HDR štandard Rec.2020 pokrýva rovno 75,8 % škály, a má tak zásadne väčší farebný rozsah.

Farebný gamut Rec.709 Rec.2020 — Farebný gamut sa definuje ako dosiahnuteľná oblasť farieb v určitom farebnom priestore.

HDR má väčšiu farebnú hĺbku

Napokon, o drastickom rozdieli medzi ne-HDR a HDR obrazom vypovedajú aj hodnoty farebnej hĺbky. Tá udáva, koľko bitov je použitých na opis určitej farby alebo pixelu (obrazového bodu).

Čím väčšia je farebná hĺbka, tým podrobnejšie je škálovanie farieb a tým jemnejšie sú prechody medzi jednotlivými odtieňmi. Normy HDR videa počítajú s 10-bitovou a dokonca aj 12-bitovou farebnou hĺbkou, zatiaľ čo hodnoty starších prístrojov (teda hlavne televízorov) štandardu Rec.709 počítajú s 8-bitovou hĺbkou.

8-bitová 10-bitová farebná hĺbka. — Čím vyššia bitová hĺbka, tým vyššie je aj množstvo zobraziteľných farieb.

A teraz sa podržte: 8-bitová hĺbka umožňuje zobrazenie 16 miliónov farieb, zatiaľ čo 10-bitová ich vie cez miliardu. A v prípade 12-bitového spracovania sa dostávame dokonca na takmer 69 miliárd zobraziteľných farieb.

HDR a televízory

Aké výhody má HDR pre divákov televízorov, pre ktoré sa v poslednej dobe stáva HDR štandardom?

Dynamickým rozsahom televízora sa rozumie rozdiel medzi najtmavším a najsvetlejším bodom, ktorý dokáže panel televízora zobraziť. HDR televízory sú schopné dosiahnuť jas od 0,00005 cd/m² až po viac než 1 000 cd/m². Svetlé body teda môžu byť svetlejšie a zároveň tmavé odtiene čiernejšie bez toho, aby došlo k strate detailov a vernosti podania farieb.

Výsledkom je reálnejší a čo do farebnosti vernejšie reprodukovaný obraz s ostrejšími detailmi v tmavých a svetlých miestach. Televízna snímka je tak verná tomu, čo by vaše oči v skutočnosti videli na tom istom mieste.

HDR vs SDR — Veľkou výhodou HDR je, že obraz sa spracovaním viac blíži realite.

Chcem sledovať obraz v HDR. Čo mám pre to urobiť?

Poďme si teraz v niekoľkých bodoch zhrnúť, čo je potrebné urobiť pre to, aby ste mohli sledovať obraz – napríklad film či televízne vysielanie – v HDR kvalite. Ako asi správne tušíte, kúpiť si „len“ HDR televízor a tešiť sa zo širokej škály reálnych farebných odtieňov nebude stačiť. Aby ste potenciál tejto modernej technológie mohli využiť naplno, je potrebné mať z hľadiska HDR pokrytý celý okruh.

i Najnovšie OLED televízory ponúkajú zatiaľ najväčší dostupný obrazový kontrast. V praxi ide o to, že maximálne čiernej farby dosahuje tým, že daný pixel (obrazový bod) vôbec nesvieti. Nijako to neovplyvní pixely okolité, tie môžu naopak svietiť maximálnym jasom.

Základom je HDR televízor, ktorý dokáže prehrať aspoň jeden z celkovo štyroch HDR formátov. Sú to HDR10, Dolby Vision, HLG alebo Advanced HDR.
Signál vysielaný do vášho televízora musí disponovať jedným zo štyroch HDR formátov.
V prípade, že dávate prednosť sledovaniu filmov z diskov, budete si musieť zaobstarať HDR 4K Blu-ray disky (väčšinou majú formát HDR10, ale už teraz sa objavujú aj BR disky s kodekom Dolby Vision).
Využívať môžete aj streamované videá. S HDR sa tak bežne stretnete napríklad na YouTube (kodek HLG), Netflixe, Amazone Prime (obe spoločnosti používajú HDR10 a Dolby Vision) alebo VuDu.

Čo je HDR — Výber obsahu v HDR sa na streamovacích službách pomaly rozširuje, relácie v HDR nájdeme napríklad na Netflixe.

HDR a monitory

HDR monitory sú zatiaľ horúcou novinkou. S rastúcim množstvom obsahu v HDR na streamovacích službách a pribúdajúcej nutnosti spracovávať HDR obraz budú modely podporujúce HDR pribúdať. Svoje miesto si teraz nachádza na pracovných stoloch grafikov a fotografov, ktorým toto skvalitnenie obrazu pomôže pri ich práci.

Podpora HDR v prípade monitorov je zatiaľ v plienkach. Čoby parameter sa začína objavovať už častejšie, je však smutným faktom, že nie vždy funguje tak, ako má, a samotnému HDR robí skôr medvediu službu. Televízory sú na HDR stále vhodnejšie (ponúkajú väčší kontrast, majú vyšší jas), časy sa však pomaly zlepšujú a niektorí výrobcovia (napr. ASUS) chystajú monitory, ktoré potešia aj tých najnáročnejších používateľov a HDR budú robiť česť.

HDR a fotografie

Princípy HDR sú stále totožné a aj v prípade fotografie platí, že ide o snímky s vysokým rozdielom medzi najsvetlejšími a najtmavšími časťami obrazu. Žiadny fotoaparát nie je schopný vysoko kontrastné scény primerane zachytiť. Poznáme to všetci, stačí si spomenúť na situáciu, keď sa snažíme niekoho odfotiť proti oknu. HDR tak pre fotografov rozširuje možnosti toho, čo sú na svojich fotkách schopní zachytiť. Z pohľadu fotografov existujú dva spôsoby, ako snímku v HDR docieliť.

Tzv. pravé HDR je spoľahlivým, hoci o niečo pracnejším spôsobom. Fotograf vytvorí tri snímky s rôznou mierou nastavenia expozície – jedna podexponovaná, druhá s korektne nastavenými hodnotami expozície a tretia naopak preexponovaná. Tieto snímky potom pomocou softvéru skombinuje dohromady.
Automatické HDR je funkcia, ktorou disponuje čím ďalej tým väčšie množstvo moderných fotoaparátov. V podstate ide o automatické odfotenie a zloženie snímok. Avšak nevýhodou tohto riešenia je fakt, že nie sme schopní detailne ovplyvniť výsledok a automatizácia sa nepodarí zakaždým.

HDR oceníte aj pri nočnej a večernej fotografiu.

V čom HDR snímky vytvárať?

Ak chcete mať skutočne plnú kontrolu nad tým, aký bude výsledok, nezostáva nič iné, než sa spoľahnúť na vyššie spomínané pravé HDR, teda výsledná snímka zložená z viacerých (minimálne troch) odlišne exponovaných fotiek. Vytvoriť HDR fotky zvládne veľa edičných programov – poradí si s ním Adobe Lightroom, Photoshop aj Zoner Studio. Avšak najzaujímavejšou voľbou je profesionálny, a napriek tomu používateľsky prístupný nástroj, ktorý sa sústredí práve na tvorbu HDR snímok, Photomatix.

S ním dosiahnete skvelé výsledky za zlomok času a námahy oproti vyššie uvedeným nástrojom, ktoré vyžadujú predsa len isté skúsenosti s ich mnohokrát nie príliš používateľsky prívetivým ovládaním. Photomatix je na vyskúšanie zadarmo (výslednú fotku bude ale hyzdiť vodoznak), verziu Essential môžete kúpiť za 39 dolárov.

i Ďalšie informácie nájdete v článku HDR – fotografie.

HDR a mobilné telefóny

Problematika HDR v prípade mobilných telefónov a vyššie uvedeného fotenia sa veľmi úzko prelína. Najčastejšie ho budeme využívať práve pri fotografovaní. Podobne ako pri klasických fotoaparátoch je cesta k HDR snímkam v mobilných telefónoch dvojaká:

Automatické HDR ako funkcia fotoaparátu mobilného telefónu.
Použitie externej aplikácie.

HDR v mobile — HDR sa stáva bežnou výbavou aj v mobilných telefónoch.

Pomerne dlho tiež platilo to isté, čo o HDR snímkach z fotoaparátov. Teda prvý spôsob, automatické HDR, neviedol k príliš uspokojujúcim výsledkom a najlepším riešením bolo použitie niektorej externej aplikácie. Mobily nás totiž tak trochu klamú. Skutočné HDR s dobrými výsledkami je totiž v prípade fotiek možné dosiahnuť, ako sme už písali, kombináciou troch rôzne exponovaných snímok. To síce fotoaparát urobí, ale softvér potom zábery nejako spojí. A tým sa dobrý výsledok jednoducho nepodarí. Podobne, druhý spôsob (prišiel s ním iPhone 4) dokonca ani nevyužíva viac odlišne exponovaných fotiek. Tmavé a svetlé miesta iba dopočítava.

Riešením sú aplikácie tretích strán

Podarené výsledky je možné dosiahnuť pomocou radu externých mobilných aplikácií. Ich podstatným benefitom je väčšia kontrola nad výsledkom. Napríklad taká HDR Max (dostupná len pre Android) vytvorí tri snímky a vytvorí z nich jednu výsledný. Vy potom pomocou ťahania výsledok doladíte. Pre začiatočníkov v oblasti HDR, ktorí vlastnia iPhone, je zaujímavou voľbou podivne nazvaná Tadao. Tá len s minimálnymi možnosťami nastavenia dosahuje výborné výsledky a predstavuje ideálny vstup do sveta mobilného HDR. A ak hľadáte aplikáciu, ktorá zvládne viac než len HDR, rozhodne siahnite po Adobe Lightroom CC (pre Android aj iPhone). Tá je totiž vysoko kvalitným profesionálnym nástrojom na editáciu fotografií so skvelými výsledkami.

Objavujú sa už aj HDR displeje

Nielen pre tých, ktorí chcú kvalitné fotografie z mobilných telefónov, je ale HDR určené. Výrobcovia (napr. Sony – to bolo so svojou Xperia XZ Premium prvé), začínajú na svoje prístroje montovať skutočné HDR displeje. Pre používateľov to predstavuje vítaný posun v kvalite zobrazenia, najmä pokiaľ ide o živosť a reálne zobrazenie farieb. Skutočné HDR displeje sú zároveň cestou, ako si vychutnať streamované relácie v tejto kvalite aj na mobilných telefónoch.

HDR a herné konzoly

Čo sa herných konzol týka, HDR podporujú Xbox One S, PlayStation 4 Pro a NVIDIA Shield. Samozrejme, tie je nutné prepojiť s televízorom pomocou kábla HDMI vo verzii 2.0 a vyššej. Jedine ten totiž podporuje prenos Rec.2020 a HDR. Samozrejmosťou je mať v zostave tiež HDR televízor, inak by vám bola podpora HDR ponúkaná konzolami nanič. Pokiaľ je ale všetko kompatibilné, výsledok bude podobný ako v prípade všetkých vyššie uvedených – dočkáte sa lepšieho, prekreslenejšieho a detailnejšieho obrazu. Lepší a oveľa viac pohlcujúci tak bude aj váš herný zážitok.

Nie každá z hier je ale na HDR optimalizovaná, s podporou možno počítať v prípade novších titulov. Zoznam titulov s podporou HDR sa postupne rozširuje. Nájdete ho tu:

HDR už dnes nie je len nejakou hračkou pre zapálených milovníkov maximálne kvalitného obrazu. Stáva sa bežnou súčasťou televízorov, fotoaparátov, mobilov a herných konzol. Používateľom prináša detailnejší obraz so živšími farbami, a tým aj lepšie ponorenie do sledovaného obrazu, ktorý sa viac približuje realite. Fotografom v mnohom uľahčuje prácu, pomáha im vyrovnať ťažko spracovateľné scény s vysokým kontrastom.

Televízory Fotoaparáty Herné konzoly

Vytlačiť