Co to jest Hybrid Log-Gamma i dlaczego powinno Cię to obchodzić?

Jeśli zwracałeś uwagę na wiadomości wideo z targów CEDIA Expo 2016, prawdopodobnie widziałeś ogłoszenie Sony dotyczące najnowszego projektora 4K natywnego, VPL-VW675ES za 15 000 dolarów (premiera ma się ukazać w przyszłym miesiącu). Zgodnie z oczekiwaniami projektor obsługuje technologię High Dynamic Range, w tym profil HDR10, który jest częścią specyfikacji Ultra HD Blu-ray. Obsługa Dolby Vision była do tej pory nieobecna we wszystkich projektorach 4K Sony obsługujących HDR, więc jej brak nie jest tutaj prawdziwą niespodzianką. Uwagę ludzi przykuło jednak wsparcie projektora dla standardu Hybrid Log-Gamma (HLG) HDR. Kilka tygodni wcześniej na targach IFA firma LG pokazała też, w jaki sposób jej obecne telewizory OLED 4K obsługują standard HLG.

Po przeczytaniu tych wiadomości możesz pomyśleć, co to do cholery jest Hybrid Log-Gamma? Prawdopodobnie nie jesteś sam.

Jeśli jesteś nowy w tym całym temacie HDR, polecam zacząć od przeczytania naszej oryginalnej historii: High Hopes for High Dynamic Range (HDR) Video. Wtedy prawdopodobnie chcesz przeczytać Dolby Vision vs. HDR10: Co musisz wiedzieć. Jak wspomniałem w drugiej historii, chociaż HDR10 i Dolby Vision to dwa główne standardy HDR używane obecnie w amerykańskich produktach i treściach źródłowych, nie są one jedynymi.

Zarówno Dolby Vision, jak i HDR10 zbudowane są wokół funkcji transferu elektrooptycznego PQ lub SMPTE ST-2084 (metoda konwersji sygnału na światło widzialne), która w dużej mierze opiera się na wymianie metadanych między źródłem a wyświetlaczem. Zasadniczo metadane to instrukcja obsługi źródła, która dokładnie mówi wyświetlaczowi, jak obsługiwać sygnał HDR. Zarówno HDR10, jak i Dolby Vision zyskują akceptację do wykorzystania w produkcji długofalowej – tj. masteringu filmu lub programu telewizyjnego w HDR do wydania na Blu-ray UHD lub do strumieniowego przesyłania za pośrednictwem VUDU, Netflix lub Amazon Video. Ale co z transmisjami telewizyjnymi na żywo i ogólnie z telewizją, która jest zupełnie innym zwierzęciem?

Tutaj do gry wkracza Hybrid Log-Gamma (HLG). HLG został opracowany wspólnie przez BBC i NHK (japońską publiczną usługę nadawczą), aby umożliwić nadawcom wysyłanie transmisji HDR przez telewizję kablową/satelitarną oraz strumieniowanie treści HDR na żywo. BBC oferuje świetne wyjaśnienie, czym jest Hybrid Log-Gamma i dlaczego ją tutaj opracowali. Jak opisuje to BBC, głównym wyzwaniem związanym z transmisją HDR jest zajmowanie się metadanymi: „Doszliśmy do wniosku, że żadne podejście nie może polegać na metadanych end-to-end, ponieważ metadane często gubią się lub nie są zsynchronizowane z treścią gdy przechodzi przez łańcuch produkcyjny, a standardowe techniki prezentacji, takie jak miksowanie źródeł wideo, stają się zbyt skomplikowane w przypadku metadanych".

BBC opisuje HLG jako „system odwołujący się do sceny”, podobnie jak konwencjonalna telewizja, „który umożliwia dostosowanie obrazów z jednego procesu masteringu lub produkcji na żywo w celu uzyskania tego samego efektu artystycznego na jaśniejszych lub ciemniejszych ekranach w domu. Tylko sam wyświetlacz potrzebuje informacji o własnych możliwościach i środowisku, aby wiernie renderować sygnał odniesiony do sceny, więc metadane opisujące wyświetlacz masteringowy nie są wymagane. Tak więc dwa kluczowe elementy HLG z punktu widzenia transmisji to możliwość wysyłania tego samego kanału do telewizorów SDR i HDR, a telewizor HDR nie potrzebuje instrukcji obsługi metadanych do wyświetlania sygnałów HDR.

BBC i NHK po raz pierwszy ogłosiły rozwój HLG w maju 2015 r., a nazwa pochodzi dokładnie od tego, czym jest ta funkcja transferu elektrooptycznego: hybryda, która wykorzystuje konwencjonalną krzywą gamma SDR w dolnej (ciemniejszej) części sygnału i logarytmiczną krzywa w górnej (jaśniejszej) części.

Od samego początku obsługa HLG została dodana do rosnącej liczby monitorów do masteringu takich firm jak Sony i Canon, a w lipcu 2016 r. organ normalizacyjny ITU wprowadził Rec 2100, który nazywa „Rekomendacją HDR-TV”. Rec 2100 rozszerza oryginalną rekomendację Rec 2020 4K i obejmuje HLG obok PQ jako oficjalną funkcję transferu. Oto, jak ITU opisuje nieodłączną różnicę między nimi: „Specyfikacja Perceptual Quantization (PQ) osiąga bardzo szeroki zakres poziomów jasności przy użyciu funkcji transferu, która jest precyzyjnie dostrojona, aby pasowała do ludzkiego układu wzrokowego, oraz Hybrid Log-Gamma (Specyfikacja HLG) zapewnia pewien stopień kompatybilności ze starszymi wyświetlaczami dzięki lepszemu dopasowaniu do wcześniej ustalonych krzywych transmisji telewizyjnej”.

Innymi słowy, HLG może nie dążyć do tego superjasnego celu 10 000 nitów, ani nie jest tak precyzyjne jak PQ (jeden ekspert wideo, z którym rozmawiałem, uważał, że HLG idzie na zbyt wiele kompromisów); jednak łatwiej jest go włączyć do istniejących systemów transmisji, co oznacza, że ​​może szybciej dostarczyć nam treści HDR na żywo. Fakt, że ITU ujednolicił HLG, również posuwa ten proces do przodu i przybliża nas o jeden krok do wyświetlania na żywo treści HDR w locie.

Ale czekaj, mówisz. Obecnie prawie nie ma transmisji 4K, poza okazjonalnymi wydarzeniami sportowymi na wysokim szczeblu, takimi jak igrzyska olimpijskie lub turniej golfowy Masters. Jeśli nie możemy jeszcze uzyskać transmisji 4K, dlaczego mówimy o HDR? Cóż, jednym z interesujących fragmentów Rec 2100 jest to, że zawiera rekomendację 1080p, więc możemy przypuszczać, że HDR zostanie dodany do transmisji 1080p, zanim zobaczymy pełną transmisję 4K HDR.

Ostatnią dobrą wiadomością jest to, że podobnie jak HDR10, wygląda na to, że HLG można dodać do wyświetlaczy poprzez aktualizację oprogramowania układowego. Jeśli więc kupiłeś już telewizor obsługujący HDR, nadal może on obsługiwać treści nadawane w HLG.