HDR در مقابل SDR: تفاوت چیست؟

با افزایش محبوبیت HDR، احتمالاً از خود می پرسید که چگونه آن را با استاندارد اصلی SDR مقایسه می کند.

فناوری HDR اکنون آنقدر گسترده شده است که سرویس‌های پخش محبوب مانند Amazon Prime، Disney+ و Netflix شروع به پشتیبانی از محتوای HDR کرده‌اند. در واقع، اگر امروز به دنبال یک تلویزیون یا مانیتور جدید بگردید، تعجب خواهید کرد که چگونه تقریباً هر محصولی HDR را در لیست مشخصات خود دارد.

این سوال پیش می آید: HDR دقیقا چیست؟ HDR چگونه کار می کند و چگونه با SDR معمولی مقایسه می شود؟

SDR چیست؟

محدوده دینامیکی استاندارد (SDR) یک استاندارد ویدئویی است که از زمان نمایشگرهای CRT مورد استفاده قرار گرفته است. علیرغم موفقیت بازار فناوری صفحه نمایش HDR، SDR همچنان فرمت پیش فرض مورد استفاده در تلویزیون ها، نمایشگرها و پروژکتورها است. اگرچه SDR در مانیتورهای قدیمی CRT استفاده می‌شد (و در واقع محدودیت‌های فناوری CRT مانع از آن می‌شود)، اما امروزه هنوز فرمت SDR قابل قبول است. در واقع، اکثریت قریب به اتفاق محتوای ویدیویی، چه بازی، فیلم یا ویدیوهای یوتیوب، همچنان از SDR استفاده می‌کنند. اساساً، اگر دستگاه یا محتوا به عنوان HDR رتبه بندی نشده است، احتمالاً از SDR استفاده می کنید.

HDR چیست؟

محدوده دینامیکی بالا (HDR) استاندارد جدیدتر در تصاویر و ویدیوها است. HDR برای اولین بار در میان عکاسانی که می‌خواهند یک ترکیب بندی را با دو سوژه که 13 مرحله تفاوت در میزان نوردهی دارند، به درستی نوردهی کنند، محبوب شد. چنین محدوده دینامیکی گسترده ای اجازه می دهد تا در معرض صحنه های واقعی قرار بگیرید که قبلاً با SDR امکان پذیر نبود.

اخیراً، HDR به فیلم ها، ویدیوها و حتی بازی ها معرفی شده است. در حالی که محتوای SDR در طول صحنه‌های با کنتراست بالا، آسمان‌های غیر قابل تشخیص، مشکی‌های غیرقابل تشخیص و مشکلات نواری را ارائه می‌دهد، HDR به‌طور واقع‌گرایانه این صحنه‌ها را با فضای رنگی گسترده‌تر، عمق رنگ و درخشندگی به تصویر می‌کشد.

فضای رنگی وسیع تر، عمق رنگ بیشتر و درخشندگی بالاتر HDR را بهتر از SDR می کند – اما چقدر؟

مقایسه HDR در مقابل SDR

اگر تا به حال در بازار مانیتور بوده اید، احتمالاً متوجه مشخصات خاصی مانند sRGB، nits و cd/m2 و رنگ های 10 بیتی شده اید. این مشخصات برای فضای رنگ، درخشندگی و عمق رنگ است. همه این مشخصات چیزی است که باعث می شود سوژه های پر جنب و جوش، ترکیب شده و به اندازه کافی در یک تصویر در معرض دید قرار گیرند.

برای درک بهتر تفاوت بین HDR و SDR، اجازه دهید این دو را از نظر طیف رنگ، روشنایی و عمق رنگ مقایسه کنیم. بیایید با طیف رنگ شروع کنیم.

محدوده رنگ

طیف رنگی یک طیف نظری از رنگ ها است که می تواند به صورت دیجیتالی به تصویر کشیده شود. برای نشان دادن تمام رنگ های ممکن که چشم ها می توانند ببینند، صنعت از آنچه به عنوان نمودار رنگی CIE 1931 شناخته می شود، استفاده می کند. این نمودار استانداردی است که فضاهای رنگی مختلف با آن مقایسه می شود. SDR از فضای رنگی به نام Rec 709 و HDR با Rec 2100 استفاده می کند. این مثلث نشان دهنده میزان فضایی است که آنها از طریق تصویر زیر استفاده می کنند:

همانطور که می بینید، فضای رنگی استفاده شده توسط HDR’s Rec 2100 به طور قابل توجهی بزرگتر از SDR’s Rec 709 است.

با فضای رنگی بزرگ HDR، فیلمسازان و تولیدکنندگان محتوای مختلف طیف قابل توجهی از رنگ‌های سبز، قرمز و زرد برای نمایش دقیق و هنرمندانه آثار خود خواهند داشت. این بدان معناست که بینندگانی که HDR را تماشا می‌کنند، رنگ‌های پر جنب و جوش بیشتری را مشاهده خواهند کرد، به خصوص در رنگ‌های سبز، زرد، قرمز و هر چیزی که بین آن‌ها وجود دارد.

در مورد SDR، از آنجایی که فضای رنگی دارای مقادیر متناسبی از رنگ‌های اصلی است، رنگ‌شناسان همچنان می‌توانند کار خود را به زیبایی به تصویر بکشند، البته با محدودیت‌های قابل توجه.

روشنایی

طیف رنگی را که در دوبعدی به تصویر کشیده شده است، مانند آنچه قبلاً استفاده شده بود، دیده اید. با این حال، کل فضای رنگی CIE 1931 در واقع یک نمودار سه بعدی است. بعد 3 نمودار نشان دهنده روشنایی درک شده از رنگ است. روشنایی، همراه با اشباع، چیزی است که کیفیت رنگی را که انسان قادر به دیدن آن است، تغییر می دهد.

نمایشگری که می تواند میزان درخشندگی بیشتری تولید کند، قادر است تمام رنگ هایی را که منظره رنگی دوبعدی نشان می دهد تغییر دهد و بنابراین می تواند رنگ بیشتری را برای چشم انسان به نمایش بگذارد. درخشندگی بر حسب nits یا candela/m2 اندازه گیری می شود.

SDR قادر به خروجی 100nits یا 100cd/m2 است. در مقابل، HDR10 (متداول ترین استاندارد HDR) می تواند تا 1000 نیت خروجی دهد. این بدان معنی است که تماشای HDR10 می تواند به بینندگان اجازه دهد تا تنوع بیشتری از رنگ های اصلی و ثانویه را ببینند.

عمق رنگ

اگرچه چشم انسان همه چیز را به صورت آنالوگ می بیند، اما نمایشگرهای دیجیتال باید این امواج آنالوگ نور را در بیت های دیجیتال تقلید کنند تا پردازنده ها بتوانند دوباره خلق کنند. این بیت های اطلاعات دیجیتال به عنوان عمق رنگ یا بیت رنگ شناخته می شوند.

چشم انسان از ادراک برای دیدن رنگ های مختلف استفاده می کند. نمایشگرهای دیجیتال از عمق رنگ یا عمق بیت استفاده می کنند تا به پیکسل نشان دهند که چه رنگی را نشان دهد. هرچه یک پیکسل بیشتر بتواند فلاش بزند، رنگ های بیشتری را می تواند نمایش دهد.

SDR می تواند 8 بیت رنگ را نمایش دهد، به این معنی که یک پیکسل می تواند یک رنگ اصلی را در 256 نوع نمایش دهد. از آنجایی که سه رنگ اصلی وجود دارد، یک پنل 8 بیتی می تواند حداکثر 16777216 سایه رنگ را نمایش دهد.

برای درک این موضوع، چشم انسان تنها می تواند حدود 10 میلیون رنگ را تشخیص دهد. این بدان معنی است که SDR قادر به نمایش رنگ هایی است که چشمان ما می توانند ببینند، به همین دلیل است که رنگ 8 بیتی هنوز استاندارد رسانه های بصری است.

در مقابل، HDR10 می تواند عمق رنگ 10 بیتی را انجام دهد و حداکثر 1.07 میلیارد سایه رنگ را امکان پذیر می کند!

قابل توجه است، اما از آنجایی که چشم انسان فقط می تواند حدود 10 میلیون رنگ را تشخیص دهد، آیا عمق رنگ 10 بیتی بیش از حد نیست؟ آیا می توانید حتی تفاوت را ببینید؟

بله، شما کاملا می توانید! اما چگونه؟

مردم می توانند رنگ های بیشتری را با عمق 10 بیتی درک کنند زیرا چشم انسان رنگ های رنگی را به یک اندازه درک نمی کند.

اگر به مقیاس رنگی CIE 1931 (تصویر بالا) نگاه کنید، می بینید که چشم انسان می تواند رنگ های سبز و قرمز بسیار بیشتری نسبت به آبی ببیند. اگرچه عمق رنگ 8 بیتی ممکن است تمام آبی که چشم شما می تواند درک کند را از نزدیک به حداکثر برساند، اما نمی تواند همین کار را با قرمز و به خصوص با رنگ سبز انجام دهد. بنابراین، اگرچه شما حدود یکسان از رنگ‌های آبی را در 8 و 10 بیت خواهید دید، اما سایر رنگ‌های اولیه مانند قرمز و سبز بیشتر در سیستمی با استفاده از عمق رنگ 10 بیتی نشان داده می‌شوند.

مزایا و معایب HDR و SDR

HDR و SDR دو استاندارد مورد استفاده در رسانه های دیجیتال بصری هستند. استفاده از یک استاندارد از استاندارد دیگر نقاط ضعف و ضعف خود را خواهد داشت. در اینجا جدولی وجود دارد که به شما نشان می دهد چگونه یکی با دیگری مقایسه می شود:

از نظر رنگ و نمایشگر، HDR از هر نظر بهتر از SDR است. بهبودهای قابل توجهی در فضای رنگ، درخشندگی و عمق رنگ ایجاد می کند. بنابراین، اگر فرصت تماشای فیلم، مشاهده تصاویر یا بازی در HDR را دارید، همیشه باید این کار را انجام دهید – اما آیا می توانید؟

مشکل HDR این است که اکثر رسانه های مصرفی با HDR سازگار نیستند. اغلب، مشاهده رسانه HDR بر روی صفحه نمایش SDR، تجربه تماشای شما را بدتر از تماشای آن در یک پنل SDR معمولی می کند.

مشکل دیگر این است که اکثر دستگاه‌های HDR از HDR10 استفاده می‌کنند که استانداردسازی ضعیفی دارد، در حالی که بازاریابی آن تا حد زیادی یکنواخت است. برای مثال، لوگوی HDR10 را بر روی یک پانل زیر همتراز می‌بینید که نمی‌تواند به خوبی پانل 1000 نیتی نشان داده شده در تبلیغات HDR10 عمل کند.

اگرچه SDR استانداردهای مشاهده معمولی را ارائه می‌کند و نمی‌تواند با HDR رقابت کند، اما سهولت استفاده، سازگاری و هزینه پایین‌تر به همین دلیل است که بسیاری از مردم همچنان استفاده از آن را ترجیح می‌دهند.

شما به هر دو HDR و SDR نیاز دارید

اکنون که تفاوت بین استانداردهای SDR و HDR را می دانید، مشخص می شود که HDR در تماشای محتوای سرگرم کننده برنده واضح است. با این حال، این بدان معنا نیست که شما باید استفاده از SDR را متوقف کنید. حقیقت این است که SDR همچنان استاندارد بهتری برای استفاده در مواقعی است که محتوای خاص HDR را تماشا یا پخش نمی‌کنید.

اگر یک نمایشگر جدید می‌خرید، عاقلانه است که روی یک پنل گران‌تر با قابلیت HDR سرمایه‌گذاری کنید، زیرا به شما امکان تماشای محتوای HDR و SDR را می‌دهد. از آنجایی که محتوای SDR در HDR10 بد به نظر می رسد، همیشه می توانید هنگام تماشا، بازی یا مشاهده محتوا و برنامه های SDR، HDR را خاموش کنید.

امیدواریم که این به شما ایده دهد که HDR چقدر تاثیر روی میز می گذارد. اگرچه SDR همچنان راهی است که شما از محتوای مختلف لذت می برید، اما تا زمانی که HDR پشتیبانی بهتری دریافت کند، فقط مسئله زمان است. سپس، احتمالاً استاندارد آینده ای خواهد بود که همه از آن استفاده می کنند.

منبع مقاله