Was ist Hybrid-Log-Gamma und warum sollten Sie sich darum kümmern?

Wenn Sie auf die Videonachrichten von der CEDIA Expo 2016 geachtet haben, haben Sie wahrscheinlich Sonys Ankündigung seines neuesten nativen 4K-Projektors, des VPL-VW675ES im Wert von 15.000 US-Dollar (erscheint nächsten Monat) gesehen. Wie erwartet unterstützt der Projektor die High Dynamic Range-Technologie, einschließlich des HDR10-Profils, das Teil der Ultra HD Blu-ray-Spezifikation ist. Die Unterstützung von Dolby Vision fehlt bisher bei allen HDR-fähigen 4K-Beamern von Sony, daher ist das Fehlen hier keine wirkliche Überraschung. Was jedoch die Aufmerksamkeit der Leute auf sich zog, ist die Unterstützung des Projektors für den HDR-Standard Hybrid Log-Gamma (HLG). Wenige Wochen zuvor zeigte LG auf der IFA auch, wie seine aktuellen OLED-4K-TVs den HLG-Standard unterstützen.

Wenn Sie diese Neuigkeiten lesen, denken Sie vielleicht, was zum Teufel ist Hybrid Log-Gamma? Sie sind wahrscheinlich nicht allein.

Wenn dieses ganze HDR-Thema neu für Sie ist, empfehle ich Ihnen, mit dem Lesen unserer ursprünglichen Geschichte zu beginnen: Hohe Hoffnungen für High Dynamic Range (HDR) Video. Dann möchten Sie wahrscheinlich Dolby Vision vs. HDR10: Was Sie wissen müssen lesen. Wie ich in der letzten Geschichte erwähnt habe, sind HDR10 und Dolby Vision zwar die beiden wichtigsten HDR-Standards, die derzeit in US-Produkten und Quellinhalten verwendet werden, aber sie sind nicht die einzigen da draußen.

Sowohl Dolby Vision als auch HDR10 basieren auf der elektrooptischen Übertragungsfunktion PQ oder SMPTE ST-2084 (die Methode zur Umwandlung eines Signals in sichtbares Licht), die stark auf den Austausch von Metadaten zwischen Quelle und Display angewiesen ist. Grundsätzlich sind Metadaten die Bedienungsanleitung der Quelle, die dem Display genau sagt, wie es mit dem HDR-Signal umgehen soll. Sowohl HDR10 als auch Dolby Vision setzen sich zunehmend für die Verwendung in der Langformproduktion durch – dh das Mastern eines Films oder einer Fernsehsendung in HDR zur Veröffentlichung auf UHD Blu-ray oder zum Streamen über VUDU, Netflix oder Amazon Video. Aber was ist mit Live-Fernsehsendungen und Fernsehsendungen im Allgemeinen, was ein ganz anderes Tier ist?

Hier kommt Hybrid Log-Gamma (HLG) ins Spiel. HLG wurde gemeinsam von BBC und NHK (Japans öffentlichem Rundfunkdienst) entwickelt, um Sendern zu ermöglichen, HDR-Übertragungen über Kabel/Satellit zu senden und Live-HDR-Inhalte zu streamen. Die BBC bietet eine großartige Erklärung dafür, was Hybrid Log-Gamma ist und warum sie es hier entwickelt haben. Wie die BBC es beschreibt, ist die größte Herausforderung bei Broadcast-HDR der Umgang mit Metadaten: „Wir kamen zu dem Schluss, dass sich kein Ansatz auf End-to-End-Metadaten verlassen kann, da Metadaten oft verloren gehen oder nicht mehr mit dem Inhalt synchron sind beim Durchlaufen der Produktionskette und dass Standard-Präsentationstechniken wie das Mischen von Videoquellen mit Metadaten zu komplex werden."

Die BBC beschreibt HLG als ein „szenenbezogenes System” wie herkömmliches Fernsehen, „das es ermöglicht, Bilder aus einem einzigen Mastering-Prozess oder einer Live-Produktion so anzupassen, dass sie auf helleren oder dunkleren Bildschirmen zu Hause den gleichen künstlerischen Effekt erzielen. Nur das Display selbst benötigt Informationen über seine eigenen Fähigkeiten und seine Umgebung, um das szenenbezogene Signal originalgetreu wiederzugeben, sodass Metadaten, die die Mastering-Anzeige beschreiben, nicht erforderlich sind." Aus Broadcast-Sicht sind also zwei Schlüsselelemente von HLG, dass Sie denselben Feed an SDR- und HDR-Fernseher senden können und der HDR-Fernseher keine Metadaten-Bedienungsanleitung zum Anzeigen von HDR-Signalen benötigt.

Die BBC und NHK kündigten erstmals im Mai 2015 die Entwicklung von HLG an, und der Name kommt genau von dem, was diese elektrooptische Übertragungsfunktion ist: ein Hybrid, der eine herkömmliche SDR-Gammakurve im unteren (dunkleren) Teil des Signals und eine Logarithmuskurve verwendet Kurve im oberen (helleren) Teil.

Seit seiner Gründung wurde HLG-Unterstützung zu einer wachsenden Zahl von Mastering-Monitoren von Sony und Canon hinzugefügt, und im Juli 2016 führte das ITU-Standardisierungsgremium Rec 2100 ein, das es als „HDR-TV-Empfehlung” bezeichnet. Rec 2100 erweitert die ursprüngliche Rec 2020 4K-Empfehlung und enthält HLG neben PQ als offizielle Übertragungsfunktion. So beschreibt die ITU den inhärenten Unterschied zwischen den beiden: „Die Perceptual Quantization (PQ)-Spezifikation erreicht einen sehr breiten Bereich von Helligkeitsstufen mit einer Übertragungsfunktion, die fein abgestimmt ist, um dem menschlichen visuellen System zu entsprechen, und dem Hybrid Log-Gamma (HLG)-Spezifikation bietet ein gewisses Maß an Kompatibilität mit älteren Displays, indem sie die zuvor etablierten Fernsehübertragungskurven besser abgleicht.

Mit anderen Worten, HLG strebt möglicherweise nicht dieses überhelle 10.000-Nit-Ziel an und ist auch nicht so präzise wie PQ (ein Videoexperte, mit dem ich gesprochen habe, war der Meinung, dass HLG zu viele Kompromisse eingeht); Es ist jedoch einfacher, es in bestehende Übertragungssysteme zu integrieren, was bedeutet, dass es früher Live-HDR-Inhalte zu uns bringen kann. Die Tatsache, dass die ITU HLG standardisiert hat, bringt den Prozess ebenfalls voran und bringt uns Live-on-the-fly-HDR-Inhalten einen Schritt näher.

Aber warte, sagst du. Derzeit gibt es kaum 4K-Übertragungsinhalte, abgesehen von gelegentlichen hochkarätigen Sportereignissen wie den Olympischen Spielen oder dem Masters-Golfturnier. Wenn wir noch nicht einmal 4K-Sendungen empfangen können, warum sprechen wir dann über HDR? Nun, ein interessanter Teil von Rec 2100 ist, dass es eine 1080p-Empfehlung enthält, sodass wir möglicherweise sehen könnten, dass HDR zu 1080p-Sendungen hinzugefügt wird, bevor wir eine vollständige 4K HDR-Sendung sehen.

Eine letzte gute Nachricht ist, dass es wie bei HDR10 so aussieht, als ob HLG per Firmware-Update zu Displays hinzugefügt werden kann. Wenn Sie also bereits einen HDR-fähigen Fernseher gekauft haben, kann dieser möglicherweise weiterhin HLG-Sendungsinhalte unterstützen.