Что такое Hybrid Log-Gamma и почему вас это должно волновать?

Если вы обращали внимание на видеоновости с выставки CEDIA Expo 2016, вы, вероятно, видели объявление Sony о своем новейшем проекторе с родным разрешением 4K — VPL-VW675ES за 15 000 долларов (ожидается в следующем месяце). Как и ожидалось, проектор поддерживает технологию High Dynamic Range, в том числе профиль HDR10, который является частью спецификации Ultra HD Blu-ray. До сих пор поддержка Dolby Vision отсутствовала во всех 4K-проекторах Sony с поддержкой HDR, поэтому ее отсутствие здесь не является настоящим сюрпризом. Однако внимание людей привлекла поддержка проектором стандарта Hybrid Log-Gamma (HLG) HDR. За несколько недель до этого на выставке IFA компания LG также показала, как ее нынешние OLED-телевизоры 4K поддерживают стандарт HLG.

Прочитав эти новости, вы можете подумать про себя, что, черт возьми, такое Hybrid Log-Gamma? Вы, наверное, не одиноки.

Если вы новичок во всей этой теме HDR, я рекомендую вам начать с прочтения нашего оригинального рассказа: «Большие надежды на видео с расширенным динамическим диапазоном (HDR)». Тогда вы, вероятно, захотите прочитать Dolby Vision против HDR10: что вам нужно знать. Как я упоминал в последней статье, хотя HDR10 и Dolby Vision являются двумя основными стандартами HDR, используемыми в настоящее время в продуктах и ​​исходном контенте в США, они не единственные.

И Dolby Vision, и HDR10 построены на основе электрооптической функции передачи PQ или SMPTE ST-2084 (метод преобразования сигнала в видимый свет), которая в значительной степени зависит от обмена метаданными между источником и дисплеем. По сути, метаданные — это руководство по эксплуатации источника, в котором точно сообщается дисплею, как обрабатывать сигнал HDR. И HDR10, и Dolby Vision получают все большее признание для использования в полноформатном производстве, т. е. при мастеринге фильма или телешоу в формате HDR для выпуска на UHD Blu-ray или для потоковой передачи через VUDU, Netflix или Amazon Video. Но как насчет прямых телетрансляций и телевещания в целом, а это совсем другое дело?

Вот где в игру вступает гибридная логарифмическая гамма (HLG). HLG был разработан совместно BBC и NHK (служба общественного вещания Японии), чтобы позволить вещателям отправлять HDR-передачи по кабелю/спутнику и транслировать HDR-контент в прямом эфире. BBC предлагает отличное объяснение того, что такое Hybrid Log-Gamma и почему они разработали его здесь. Как описывает это BBC, основная проблема с вещательным HDR связана с метаданными: «Мы пришли к выводу, что ни один подход не может полагаться на сквозные метаданные, поскольку метаданные часто теряются или рассинхронизируются с контентом. по мере того, как он проходит через производственную цепочку, и что стандартные методы представления, такие как микширование видеоисточников, становятся чрезмерно сложными с метаданными».

BBC описывает HLG как «систему, привязанную к сцене», как и обычное телевидение, «которая позволяет адаптировать изображения из одного процесса мастеринга или живого производства для создания того же художественного эффекта на более ярких или темных экранах дома. Только сам дисплей. нуждается в информации о своих собственных возможностях и среде для точного воспроизведения сигнала, относящегося к сцене, поэтому метаданные, описывающие основной дисплей, не требуются». Таким образом, два ключевых элемента HLG с точки зрения вещания заключаются в том, что вы можете отправлять один и тот же канал на телевизоры SDR и HDR, а телевизору HDR не требуется руководство по метаданным для показа сигналов HDR.

BBC и NHK впервые объявили о разработке HLG в мае 2015 года, и название происходит именно от того, что представляет собой эта электрооптическая передаточная функция: гибрид, который использует обычную гамма-кривую SDR в нижней (более темной) части сигнала и логарифмическую кривую. кривая в верхней (яркой) части.

С момента своего создания поддержка HLG была добавлена ​​к растущему числу мониторов для мастеринга от таких компаний, как Sony и Canon, а в июле 2016 года орган по стандартизации ITU представил Rec 2100, который он называет «рекомендацией HDR-TV». Rec 2100 расширяет исходную рекомендацию Rec 2020 4K и включает HLG наряду с PQ в качестве официальной функции передачи. Вот как ITU описывает неотъемлемую разницу между ними: «Спецификация Perceptual Quantization (PQ) обеспечивает очень широкий диапазон уровней яркости, используя передаточную функцию, точно настроенную для соответствия зрительной системе человека, и Hybrid Log-Gamma (HLG) обеспечивает определенную степень совместимости с устаревшими дисплеями за счет более точного соответствия ранее установленным телевизионным кривым передачи».

Другими словами, HLG может не стремиться к сверхъяркой цели в 10 000 нит и не так точен, как PQ (один эксперт по видео, с которым я разговаривал, считает, что HLG идет на слишком много компромиссов); однако его легче интегрировать в существующие системы вещания, что означает, что он может быстрее доставлять нам живой HDR-контент. Тот факт, что ITU стандартизировал HLG, также продвигает процесс вперед и приближает нас на один шаг к живому HDR-контенту «на лету».

Но подождите, скажете вы. Вряд ли сейчас транслируется какой-либо 4K-контент, за исключением редких громких спортивных мероприятий, таких как Олимпийские игры или турнир по гольфу Masters. Если мы еще не можем транслировать даже 4K, почему мы говорим о HDR? Что ж, одна интересная часть Rec 2100 заключается в том, что он включает рекомендацию 1080p, поэтому мы могли бы увидеть добавление HDR к трансляциям 1080p, прежде чем мы увидим полное вещание 4K HDR.

И последняя хорошая новость заключается в том, что, как и в случае с HDR10, похоже, что HLG можно добавить на дисплеи с помощью обновления прошивки. Таким образом, если вы уже приобрели телевизор с поддержкой HDR, он все еще может поддерживать вещательный контент HLG.