Аудио высокой «четкости»: мифы и реальность

DSD проигрыватели

Для вопроизведения DSD на компьютере используются программные аудио плееры. Они могут проигрывать один или несколько 1-битных форматов файлов. Аппаратные DSD проигрыватели могут проигрывать как оптические SACD диски, так и файлы DSF, DFF.

1-битные файлы могут быть воспроизведены непосредственно через DSD ЦАП/проигрыватель или конвертированы в PCM «на лету» для проигрывания с помощью PCM ЦАП. О конвертировании SACD читайте здесь

1-битное проигрывание может быть реализовано через специальный ASIO-драйвер (программные) под Windows, включая DoP (DSD over PCM) формат упаковки аудио (пример).

Оптический SACD диск может быть проигран на аппаратном плеере. Автор не располагает информацией о доступных SACD-приводах для обычных компьютеров, чтобы воспроизводить SACD оптические диски.

Стерео проигрыватель может на лету конвертировать (downmix) многоканальный звук в стерео. Как альтернатива, многоканальные файлы могут быть предварительно конвертированы в стерео. Это позволяет сэкономить ограниченное место на жестком диска портативного проигрывателя аудио (DAP). Даунмикс является обработкой с потерями. Его качество зависит от конкретной реализации.

Преобразователи форматов

Я подключил оба устройства через HDMI и настроил объемный звук 5. Не похоже, что я получаю PCM, так как я могу установить битрейт аудио на максимальном значении в Windows 24 бит , поэтому я считаю, что то, что используется, это всего лишь битовый поток 5. Является ли этот протокол хуже т. Если вы будете воспроизводить мультимедиа например, Blu-ray , которое имеет аудиопоток 5.

Это не протокол, а скорее кодированный аудиопоток — аудио кодируется определенным образом, возможно, со сжатием и т. Как вы и предполагали, скорее всего, это связано с тем, что ваш компьютер не декодирует поток Atmos , а AVR не может его декодировать. Результат, как вы указали, — тишина. Из-за того, как работает Atmos, требуется много обработки: отдельные звуки сохраняются в виде объектов, имеющих положение в трехмерном пространстве, что позволяет воспроизводить звук наилучшим образом в соответствии с вашими физическими настройками.

В магазине Windows, похоже, есть приложение » Dolby Access «, но это скорее пробная версия для использования с наушниками 2-канальная. Загрузите это приложение, чтобы включить бесплатную пробную версию Dolby Atmos для наушников, или настройте Dolby Atmos для домашнего кинотеатра.

Слушайте ошеломляющие детали, точность и реалистичность в своих играх и фильмах со звуком, который течет вокруг вас, в том числе сверху и сзади. Задать вопрос. Manchineel в Daniel B 1 год назад 0. DanielB в случае с Kodi, совершенно очевидно, как это сделать, но как бы я это сделал, скажем, в Windows с приложением Netflix?

Manchineel 1 год назад 0. Вы в основном используете Google и узнаете. Это может просто не работать вообще. Я не использую Netflix, поэтому я не могу проверить. Attie в Может быть способ декодировать и визуализировать поток Atmos на ПК, но я не знаю ни одного Спасибо за ответ. Да, приложение Dolby Access — это именно то, что я пробовал. Опять же, поскольку мой AVR не может декодировать Atmos и поддерживает только базовую настройку объемного звучания 5. Встроенные видео для демонстрации приложения, скорее всего, не в формате Atmos.

Похожие вопросы 6 Как я могу удалить шум из аудиозаписи?

4. Перегрузка и устойчивость

Когда разрабатывается сигма-дельта модулятор, инженеры обращают особое внимание на:

• уровень шума в слышимом звуковом диапазоне и
• устойчивость к перегрузке.

Для решения этих проблем разработчики могут варьировать:

• битовой глубиной,
• частотой дискретизации,
• нойз-шейпингом.

Эти параметры должны рассматриваться в связи друг с другом.

Нойз-шейпинг

«выталкивает» энергию ошибки квантования из слышимого диапазона.

Для «выталкивания» большего количества энергии нужно более крутой нойз-шейпинг.

Более крутой увеличивает вероятность срыва стабильности работы сигма-дельта модулятора при перегрузке на входе.
Когда модулятор в нестабильном состоянии, на его выходе отсутствует сигнал или генерируются колебания.
После срыва стабильности модулятор должен быть принудительно перезапущен.

Устойчивость сигма-дельта модулятора к перегрузке

Частота дискретизации

Более высокая частота дискретизации уменьшает уровень спектра ошибки квантования. Потому, что энергия шума распределяется в более широкой полосе. Это позволяет использовать более пологий .

Энергия — это площадь фигуры, заключенной между линеей спектра и горизонтальной осью в полосе 0 … /2.

Частота дискретизации и уровень шума квантования

В правой и левой частях изображения площади фигур шума одинаковы. Но фигура, более растянутая по горизонтальной оси, дает более низкий уровень шума.

Увеличение частоты дискретизации позволяет снизить уровень шума в полосе слышимого звука. Это позволяет уменьшить крутизну нойз-шейпинга и увеличить устойчивость модулятора к перегрузке.

Resume

Мы можем видеть, что более низкий уровень шума и более высокая устойчивость модулятора к перегрузке на входе могут быть достигнуты разными путями.

Например, лучшее качество звука — это вопрос реализации нойз-шейпинга при имеющихся битовом разрешении и частоте дискретизации. Но, с другой стороны, возможно увеличить частоту дискретизации и/или количество бит для снижения ошибки квантования (уровня шума) без улучшения метода .

Как воспроизводить DSD-файлы?

Chord Hugo 2 способен воспроизводить файлы вплоть до DSD512

В последние годы цифровые компоненты все чаще поддерживают воспроизведение DSD; это связано с повышением доступности скачиваемых аудиозаписей. Проверьте, поддерживают ли этот формат ваши портативный музыкальный, сетевой плеер и/или ЦАП.

Самые современные цифровые устройства среднего и высшего класса, как правило, обладают такой поддержкой; если ваши компоненты относятся к их числу, обязательно добавьте этот формат к уже привычным FLAC и WAV. Некоторые флагманские смартфоны также совместимы с DSD. И даже пользователи Apple iPhone могут воспроизводить DSD-файлы при помощи дополнительного оборудования.

На сайтах для скачивания музыки время от времени можно встретить обозначения DSF и DFF. Это две разновидности DSD-файлов; все, что реально нужно о них знать – всегда выбирайте версию DSF, если ваш плеер ее поддерживает, поскольку она лучше работает с метаданными (такими как имя исполнителя, название песни, обложка альбома и тому подобные).

Dolby Digital или DTS

Размещение цифровой звуковой дорожки на общем носителе с изображением обеспечивает их синхронизацию без каких-либо дополнительных приспособлений. В случае повреждения или сбоя цифровой фонограммы звукоблок кинопроектора автоматически переключается на аналоговую фонограмму, а после восстановления чтения происходит обратное переключение. Благодаря использованию для кодирования фонограмм обоих типов одного и того же шестиканального источника, такие кратковременные сбои практически незаметны . В центре каждой матрицы расположен логотип лаборатории Dolby. Разрывы цифрового потока данных из-за перфорации компенсируются при чтении накопителями в усилителе воспроизведения . При частоте дискретизации 48 кГц поток данных генерируется со скоростью 64 килобит в секунду для каждого канала.

В этом режиме Dolby Surround Upmixer используется для расширения при воспроизведении источников сигнала в многоканальном режиме PCM.

Влияние типа изображения и кривая цветности

Могут ли файлы цифровых изображений в действительности записать полный динамический диапазон высококлассных приборов? В интернете наблюдается большое непонимание взаимосвязи разрядности изображения с записываемым динамическим диапазоном.

Для начала следует разобраться, говорим мы о записываемом или отображаемом динамическом диапазоне. Даже обыкновенный 8-битный файл формата JPEG может предположительно записать бесконечный динамический диапазон — предполагая, что во время преобразования из формата RAW была применена кривая цветности (см. статью о применении кривых и динамическом диапазоне), и АЦП имеет требуемую разрядность. Проблема кроется в использовании динамического диапазона; если слишком малое число бит распространить на слишком большой диапазон цвета, это может привести к постеризации изображения.

С другой стороны, отображаемый динамический диапазон зависит от коррекции гаммы или кривой цветности, подразумеваемой файлом изображения или используемой видеокартой и монитором. Используя гамму 2.2 (стандарт для персональных компьютеров), было бы теоретически возможно передать динамический диапазон из практически 18 f-ступеней (об этом расскажет глава о коррекции гаммы, когда будет написана). И даже в этом случае он мог бы пострадать от сильной постеризации. Единственным на сегодня стандартным решением для получения практически бесконечного динамического диапазона (без видимой постеризации) является использование файлов расширенного динамического диапазона (HDR) в Photoshop (или другой программе, например, с поддержкой формата OpenEXR).

Основы Тонального отображения

Как и в случае со сценой с низким динамическим диапазоном, при отображении сцены с высоким ДД мы должны сжать ДД сцены до выходного ДД:

В чём же отличие рассмотренного примера с примером сцены с низким динамическим диапазоном? Как видите, в этот раз, тональная компрессия более высока, так что классический способ с тональными кривыми уже не работает. Как обычно, прибегнем к самому доступному способу показать основные принципы тонального отображения – рассмотрим пример:

Чтобы продемонстрировать принципы тонального отображения, воспользуемся инструментом HDR Expose программы Unified Color, поскольку он позволяет выполнять с изображением различные операции по модульному принципу.

Ниже вы можете увидеть пример генерации HDR-изображения без внесения каких-либо изменений:

Как видите, тени вышли достаточно тёмными, а области светов – пересвечены. Давайте взглянем, что нам покажет гистограмма HDR Expose:

С тенями, как видим, всё не так плохо, а вот света обрезаются, примерно, на 2 стопа.

Для начала, посмотрим, как экспокоррекция на 2 стопа может улучшить изображение:

Как видите, область светов стала выглядеть гораздо лучше, но в целом изображение выглядит слишком тёмным.

То, что нам нужно в этой ситуации – это объединить компенсацию экспозиции и снижение общего контраста.

Теперь общий контраст в порядке. Детали в области светов и теней не теряются. Но, к сожалению, изображение выглядит довольно плоским.

Во времена до эпохи HDR, эта проблема могла быть решена при помощи использования S-образной кривой в инструменте Кривые (Curves):

Однако, создание хорошей S-кривой займёт некоторое время, а в случае ошибки, легко, может привести к потерям в области светов и теней.

Поэтому инструменты тонального отображения предусматривают другой путь: улучшение локального контраста.

В полученном варианте детали в светах сохранены, тени не обрезаны, а плоскостность изображения исчезла. Но и это ещё не окончательный вариант.

Для придания фотографии завершённого вида оптимизируем изображение в Photoshop CS5:

• Настроем насыщенность
• Оптимизируем контраст с помощью DOPContrastPlus V2
• Увеличим резкость с помощью DOPOptimalSharp

Основное различие между всеми инструментами для работы с HDR заключаются в алгоритмах, используемых ими для понижения контраста (например, алгоритмы определения того, где заканчиваются общие настройки и начинаются локальные).

Не существует правильных или неправильных алгоритмов: всё зависит от ваших собственных предпочтений и вашего стиля фотографии.

Все основные инструменты для работы с HDR, предлагаемые рынком,  также позволяют контролировать и другие параметры: детализация, насыщенность, баланс белого, удаление шума, тени/света, кривые (большинство из этих аспектов мы подробно рассмотрим позже).

Параллельное сжатие

Один из способов — вставить компрессор в параллельный тракт прохождения сигнала. Это известно как параллельная компрессия , форма восходящей компрессии, которая облегчает динамическое управление без значительных слышимых побочных эффектов, если соотношение относительно низкое и звук компрессора относительно нейтральный. С другой стороны, в одном из двух параллельных трактов сигнала можно выбрать высокую степень сжатия со значительными слышимыми артефактами — это используется некоторыми концертными микшерами и звукорежиссерами в качестве художественного эффекта, называемого компрессией New York или компрессией Motown . Объединение линейного сигнала с компрессором и последующее уменьшение выходного усиления цепи сжатия приводит к повышению детализации низкого уровня без какого-либо снижения пиков (поскольку компрессор значительно увеличивает комбинированное усиление только на низких уровнях). Это часто бывает полезно при сжатии переходного содержимого, поскольку оно поддерживает динамическую живость высокого уровня, несмотря на уменьшение общего динамического диапазона.

Разрядность

Разрядность аналого-цифрового преобразователя (АЦП) определяет максимальное количество уровней яркости цифрового изображения. У современных цифровых фотоаппаратов разрядность АЦП составляет обычно 12 или 14 бит.

Каждый дополнительный бит информации означает удвоение количества градаций яркости, которые способна запечатлеть матрица, а значит, один бит соответствует одному шагу экспозиции. Можно даже сказать, что разрядность ограничивает потенциальный динамический диапазон фотосенсора.

Следует подчеркнуть, что реальный динамический диапазон определяется, в первую очередь, свойствами самого сенсора и не зависит от разрядности. 14 бит на пиксель вовсе не эквивалентны динамическому диапазону в 14 EV. Отношение шум/сигнал не меняется в зависимости от того, во сколько бит преобразуется сигнал – 8, 12 или 14, и потому разрядность указывает лишь на теоретический максимум динамического диапазона, без учёта шумов. Эффективный же динамический диапазон будет существенно меньше заданного разрядностью, поскольку младшие разряды содержат лишь шум и фактически бесполезны.

Тем не менее, повышение разрядности является благом, даже если она не сопровождается улучшением шумовых характеристик сенсора. Чем выше разрядность, тем больше дискретных значений приходится на зоны экспозиции, лежащие выше шумового порога, а это означает большее количество цветовых оттенков и более плавные тональные переходы.

Вспомним ещё раз о линейной природе цифрового фотосенсора. Линейность заключается в том, что электрический заряд, накапливаемый фотодиодами в процессе экспонирования, прямо пропорционален полученному ими облучению. Удвоение экспозиции означает двукратное увеличение сигнала, подлежащего оцифровке. В результате каждая последующая ступень экспозиции описывается вдвое большим числом дискретных значений, чем предыдущая.

Предположим, цифровая фотокамера имеет динамический диапазон 6 EV и сохраняет RAW-файлы с разрядностью 12 бит на пиксель. 12 бит означают 212 или 4096 дискретных уровней яркости. Распределение значений по ступеням экспозиции в пределах эффективного динамического диапазона будет выглядеть следующим образом:

Шестая ступень	2048 уровней
Пятая ступень	1024 уровня
Четвёртая ступень	512 уровней
Третья ступень	256 уровней
Вторая ступень	128 уровней
Первая ступень	64 уровня
Шум

Вы видите, что последняя, самая яркая ступень содержит 2048 уровней яркости, т.е. половину от числа всех доступных значений. Самая же тёмная ступень содержит всего лишь 64 уровня, и попытка осветлить тени при постобработке может легко привести к возникновению постеризации.

Очевидно, что света в цифровой фотографии описываются с намного большей точностью, чем тени, что особенно критично при интенсивном редактировании снимков. Именно поэтому я советую вам, во-первых, использовать при съёмке в RAW максимальную доступную для вашей камеры разрядность (обычно это 14 бит), а во-вторых, всегда давать настолько большую экспозицию, насколько это возможно без возникновения клиппинга в светах, чтобы как можно более эффективно использовать самые полезные верхние ступени динамического диапазона (См. также: «Параметры NEF»).

.mw-parser-output .vanchor>:target~.vanchor-text{background-color:#b1d2ff}Многополосное сжатие

Многополосные компрессоры могут по-разному действовать на разных частотных диапазонах. Преимущество многополосного сжатия над сжатием с полной полосой пропускания состоит в том, что проблемы, связанные с конкретным частотным диапазоном, могут быть устранены без ненужного сжатия на других, несвязанных частотах. Обратной стороной является то, что частотно-зависимая компрессия вводит некоторую фазировку.

Многополосные компрессоры работают, сначала разделяя сигнал через некоторое количество полосовых фильтров , кроссоверных фильтров или банков фильтров . Каждый разделенный сигнал затем проходит через собственный компрессор и независимо регулируется для порога, отношения, атаки и спада. Затем сигналы рекомбинируются, и может использоваться дополнительная схема ограничения, чтобы гарантировать, что комбинированные эффекты не создают нежелательных пиковых уровней.

Программные плагины или эмуляции DSP многополосных компрессоров могут быть сложными, иметь много диапазонов и требовать соответствующей вычислительной мощности.

Многополосные компрессоры — это в первую очередь инструмент для мастеринга звука , но их включение в наборы плагинов для цифровых звуковых рабочих станций расширяет их использование среди инженеров микширования. В эфирных сигнальных цепях радиостанций обычно используются аппаратные многополосные компрессоры для увеличения кажущейся громкости без опасения перемодуляции . Наличие более громкого звука часто считается преимуществом в коммерческой конкуренции. Однако для настройки многополосного выходного компрессора радиостанции требуется некоторое художественное чувство стиля, много времени и хороший слух. Это связано с тем, что постоянно изменяющийся спектральный баланс между звуковыми полосами может оказывать выравнивающий эффект на выходной сигнал путем динамического изменения частотной характеристики в эфире. Дальнейшее развитие этого подхода — программируемая обработка выходных радиосигналов, при которой параметры многополосного компрессора автоматически меняются между различными настройками в соответствии с текущим стилем программного блока или временем суток.

3. Миф №1 — Последовательный ЦАП (АЦП) лучше чем параллельный

Миф №1 — качество однобитного высокочастотного кодирования лучше чем качество многоразрядного кодирования…

Итак, параллельный АЦП «измеряет» аналоговый сигнал и преобразует его в цифру.

3.1 Как происходит аналого-цифровое преобразование?

На входе АЦП находится схема «компаратор», смысл которой сводится к следующему — сравнивать эталонный сигнал (допустим 1 вольт, но исходным обычно берется напряжение равное половине от максимального значения измеряемого сигнала) с поступающим измеряемым.

Если измеряемый сигнал оказывается меньше эталонного схема генерирует логический сигнал «минус» (логический 0), а если больше то «плюс» (логический 1). В соответствии с этим логическим сигналом изменяется величина эталонного напряжения — оно или увеличивается в два раза или уменьшается в два раза от предыдущего значения, в зависимости от того был ли измеряемый сигнал больше или меньше эталонного. Одновременно с этим в цифровом регистре хранится цифра (вначале равная половине измеряемого диапазона) и она делится или умножается на 2, по результату сравнения компаратором эталонного сигнала с измеряемым.

Далее измерение происходит еще раз и так далее от самого «грубого» измерения до самого «тонкого», с каждым шагом величина эталонного напряжения будет последовательно приближаться к измеряемому значению. Так-же последовательно будет «уточняться» хранящаяся в регистре цифра — от старших разрядов («грубым» значениям) к младшим («точным» значениям).

Количество измерений равно разрядности схемы АЦП, например для 16-битного будет 16 замеров-сравнений-шагов. Это так называемый «метод последовательного приближения». Эта логика хороша тем что количество измерений для высокой точности невелико и равно разрядности. Таким образом:

• Чтобы измерить сигнал с точностью от 0 до 65535, понадобится не 65535 шагов, а всего 16.
• Для измерения с точностью от 0 до 16,7 миллионов понадобится всего 24 шага.

Частоты дискретизации 44.1 кГц хватит для всех?

Если вы любите слушать музыку в высоком качестве, вы наверняка замечали в информационной строке о музыкальном треке частоту его дискретизации, чаще всего она равна 44.1 кГц, иногда 48 кГц и довольно редко это значение может вырастать до 96 кГц или даже фантастических 384 кГц. Заметим, что если вы смотрите характеристики современных Hi-Fi плееров они вовсю пестрят описанием того, что они способны проигрывать музыку с частотой дискретизации до 384 кГц. Очевидно, что это лишь технические характеристики на бумаге, уверяю вас, никто, даже я, не сможет на слух отличить качественную запись при 48 кГц от той же записи но уже при 384 кГц. Не верите мне?

Давайте я приведу некоторые доводы:

• У вашего слуха есть ограничение по слышимым частотам, в лучшем случае максимальная слышимая частота звука будет около 20 кГц;
• Минимальная частота дискретизации должна быть не менее, чем двухкратной величиной от 20 кГц для того, чтобы ваш слух перестал замечать огрехи и воспринимал звук, как натуральный, естественный;
• Частота дискретизации значительно влияет на размер музыкального файла.

Чаще всего человек может различить звук с частотой до 20 кГц при условии, что он младше 20 лет. Но были зарегистрированы случаи, когда человек мог различить звук с частотой 22 кГц. Примем эту частоту за максимально возможно слышимую человеком. Но надо обязательно сделать оговорку, что частоты около 20 кГц человек слышит если он младше 20 лет. Если вам за 20 лет, но до 30 лет, скорее всего ваш максимум будет равен 17 кГц, а если вы старше 30 лет, то максимально слышимые частоты будут ещё ниже.

Ну, а раз самые лучшие из нас могут слышать звук с частотой не превышающей 22 кГц, частоты дискретизации в 44.1 кГц для нас должно быть достаточно, чтобы услышать всё, что возможно.

Всё, что мы закодируем выше этого значения будет для нас бесполезно, т.к. наш слух этого просто не услышит.

Любая частота дискретизации, которая превышает удвоенную частоту звука, будет полностью передавать его характеристики без искажения (рис. сверху). Искажения происходят только тогда, когда частота дискретизации падает ниже удвоенной частоты кодируемого звука (рис. внизу)

Напомню, что с возрастом максимальная частота слышимого звука падает. Например, я уже почти не слышу звук с частотой выше 18 кГц, и чем старше я буду, тем меньший диапазон я буду слышать. Поэтому даже стандартной частоты дискретизации в 44.1 кГц для меня будет вполне достаточна, более того, даже это, на сегодняшний день скромное значение уже является избыточным для моего слуха.

ISO и динамический диапазон

Несмотря на то, что в цифровой фотографии используется та же концепция светочувствительности фотоматериала, что и в фотографии плёночной, следует понимать, что происходит это исключительно в силу традиции, поскольку подходы к изменению светочувствительности в цифровой и плёночной фотографии различаются принципиально.

Повышение чувствительности ISO в традиционной фотографии означает замену одной плёнки на другую с более крупным зерном, т.е. происходит объективное изменение свойств самого фотоматериала. В цифровой камере светочувствительность сенсора жёстко задана его физическими характеристиками и не может быть изменена в буквальном смысле. При повышении ISO камера изменяет не реальную чувствительность сенсора, а всего лишь усиливает электрический сигнал, генерируемого сенсором в ответ на облучение и соответствующим образом корректирует алгоритм оцифровки этого сигнала.

Важным следствием этого является снижение эффективного динамического диапазона пропорционально повышению ISO, ведь вместе с полезным сигналом усиливается и шум. Если при ISO 100 оцифровывается весь диапазон значений сигнала – от нуля и до точки насыщения, то при ISO 200 уже только половина ёмкости фотодиодов принимается за максимум. С каждым удвоением чувствительности ISO верхняя ступень динамического диапазона как бы отсекается, а оставшиеся ступени, подтягиваются на её место. Именно поэтому использование сверхвысоких значений ISO лишено практического смысла. С тем же успехом можно осветлить фотографию в RAW-конвертере и получить сопоставимый уровень шумов. Разница между повышением ISO и искусственным осветлением снимка заключается в том, что при повышении ISO усиление сигнала происходит до поступления его в АЦП, а значит, шум квантования не усиливается, в отличие от собственных шумов сенсора, в то время как в RAW-конвертере усилению подлежат в том числе и ошибки АЦП. Кроме того, уменьшение диапазона оцифровки означает более точную дискретизацию оставшихся значений входного сигнала.

Кстати, доступное на некоторых аппаратах понижение ISO ниже базового значения (например, до ISO 50), отнюдь не расширяет динамический диапазон, а просто ослабляет сигнал вдвое, что равноценно затемнению снимка в RAW-конвертере. Эту функцию можно даже рассматривать как вредную, поскольку использование субминимального значения ISO, провоцирует камеру на увеличение экспозиции, что при оставшемся неизменным пороге насыщения сенсора повышает риск получить клиппинг в светах.

видео

При показе фильма или игры дисплей может отображать как темные ночные сцены, так и яркие сцены на открытом воздухе, освещенные солнцем, но на самом деле уровень света, исходящего от дисплея, во многом одинаков для обоих типов сцен (возможно, различается в несколько раз. из 10). Зная, что дисплей не имеет большого динамического диапазона, производители не пытаются сделать ночные сцены более тусклыми, чем дневные, а вместо этого используют другие реплики, чтобы предложить ночь или день. Ночная сцена обычно содержит более тусклые цвета и часто освещается синим светом, который отражает то, как чувствительные стержневые клетки человеческого глаза воспринимают цвета при низких уровнях освещенности.

Визуализация

Обработка изображений с расширенным динамическим диапазоном (HDRI) — это получение, создание, хранение, распространение или отображение изображений и видео, которые имеют более высокий динамический диапазон, чем традиционные изображения и видео. Это можно сделать с помощью техники HDR-фотографии , с использованием камер, которые изначально имеют высокий динамический диапазон, или с помощью компьютеров (например, с использованием HDR-рендеринга ). Полученное изображение можно сохранить в традиционном формате изображения и видео или в формате с . Его также можно использовать для традиционных дисплеев SDR или для дисплеев HDR .

Захват и создание

Техника фотосъемки

В фотографии и видеографии высокий динамический диапазон (HDR) — это набор методов, используемых для увеличения динамического диапазона захваченных фотографий и видео. Обычно он состоит из захвата нескольких кадров одной и той же сцены, но с разной экспозицией, а затем их объединения в один, что приводит к более высокому динамическому диапазону, чем у отдельных захваченных кадров.

Он включает в себя композицию и отображение тонов изображений, чтобы расширить динамический диапазон за пределы собственных возможностей устройства захвата.

Датчики

Современные датчики изображения CMOS часто могут захватывать широкий динамический диапазон за одну экспозицию. Широкий динамический диапазон захваченного изображения нелинейно сжимается в электронное представление с меньшим динамическим диапазоном. Однако при правильной обработке информацию от одной экспозиции можно использовать для создания HDR-изображения.

Такое изображение HDR используется в приложениях с экстремальным динамическим диапазоном, таких как сварка или автомобильные работы. В камерах видеонаблюдения вместо HDR используется термин «широкий динамический диапазон». Из-за нелинейности некоторых датчиков на изображении могут возникать артефакты. Некоторые другие камеры, предназначенные для использования в приложениях безопасности, могут автоматически предоставлять два или более изображения для каждого кадра с изменением экспозиции. Например, датчик для видео со скоростью 30 кадров в секунду будет выдавать 60 кадров в секунду с нечетными кадрами при коротком времени экспозиции и четными кадрами при более длительном времени экспозиции. Некоторые датчики на современных телефонах и камерах могут даже комбинировать два изображения на кристалле, так что более широкий динамический диапазон без сжатия в пикселях напрямую доступен пользователю для отображения или обработки.

Рендеринг

Рендеринг с расширенным динамическим диапазоном (HDRR) — это рендеринг и отображение виртуальных сред в реальном времени с использованием динамического диапазона 65 535: 1 или выше (используется в компьютерных, игровых и развлекательных технологиях).

Место хранения

Форматы с расширенным динамическим диапазоном для изображений и видеофайлов могут хранить больший динамический диапазон, чем традиционные 8-битные форматы гаммы . Эти форматы включают:

• Форматы хранения, такие как форматы необработанных изображений , форматы, использующие линейную передаточную функцию с высокой битовой глубиной или логарифмическую передаточную функцию.
• для дисплеев HDR, такие как HDR10 , HDR10 + , Dolby Vision и гибридная логарифмическая гамма (HLG).

Распространение и показ

Дисплеи с расширенным ( HDR) — это дисплеи, совместимые с таким как HDR10 , HDR10 + , Dolby Vision и HLG.

Видео HDR относится к видеосигналу с большей битовой глубиной, яркостью и цветовым объемом, чем видео со стандартным динамическим диапазоном (SDR), в котором используется обычная гамма-кривая .

4 января 2016 года Ultra HD Alliance объявил о своих требованиях к сертификации HDR-дисплеев. HDR-дисплей должен иметь максимальную яркость более 1000 кд / м 2 и уровень черного менее 0,05 кд / м 2 (коэффициент контрастности не менее 20000: 1) или пиковую яркость более 540 кд / м 2 и уровень черного менее 0,0005 кд / м 2 (коэффициент контрастности не менее 1 080 000: 1). Эти два варианта позволяют использовать различные типы дисплеев HDR, такие как ЖК-дисплей и OLED .

Некоторые варианты использования функций передачи HDR, которые лучше соответствуют зрительной системе человека, помимо традиционной гамма-кривой, включают HLG и перцепционный квантователь (PQ). Для HLG и PQ требуется битовая глубина 10 бит на выборку.