O que é Log-Gamma híbrido e por que você deve se importar?

Se você estava prestando atenção nas notícias em vídeo da CEDIA Expo 2016, provavelmente viu o anúncio da Sony de seu mais novo projetor 4K nativo, o VPL-VW675ES de US$ 15.000 (com lançamento no próximo mês). Como esperado, o projetor suporta a tecnologia High Dynamic Range, incluindo o perfil HDR10 que faz parte da especificação Ultra HD Blu-ray. O suporte a Dolby Vision até agora está ausente de todos os projetores 4K compatíveis com HDR da Sony, portanto, sua ausência não é uma surpresa real aqui. O que chamou a atenção das pessoas, porém, é o suporte do projetor para o padrão HDR Hybrid Log-Gamma (HLG). Algumas semanas antes, na IFA, a LG também mostrou como suas atuais TVs OLED 4K suportam o padrão HLG.

Ao ler essas notícias, você pode pensar consigo mesmo, o que diabos é o Hybrid Log-Gamma? Você provavelmente não está sozinho.

Se você é novo em todo esse tópico de HDR, recomendo que comece lendo nossa história original: High Hopes for High Dynamic Range (HDR) Video. Então você provavelmente quer ler Dolby Vision vs. HDR10: O que você precisa saber. Como mencionei na última história, embora HDR10 e Dolby Vision sejam os dois principais padrões de HDR usados ​​em produtos e conteúdo de origem dos EUA no momento, eles não são os únicos disponíveis.

Tanto o Dolby Vision quanto o HDR10 são construídos em torno da função de transferência eletro-óptica PQ ou SMPTE ST-2084 (o método de conversão de um sinal em luz visível), que depende muito da troca de metadados entre a fonte e a tela. Basicamente, os metadados são o manual de instruções da fonte, informando ao monitor exatamente como lidar com o sinal HDR. Tanto o HDR10 quanto o Dolby Vision estão ganhando aceitação para uso em produção de formato longo, ou seja, masterização de um filme ou programa de TV em HDR para lançamento em Blu-ray UHD ou para transmissão via VUDU, Netflix ou Amazon Video. Mas e as transmissões de televisão ao vivo e a transmissão de TV em geral, que é um animal totalmente diferente?

É aí que entra o Hybrid Log-Gamma (HLG). O HLG foi desenvolvido em conjunto pela BBC e NHK (serviço público de transmissão do Japão) para permitir que as emissoras enviem transmissões HDR por cabo/satélite e transmitam conteúdo HDR ao vivo. A BBC oferece uma ótima explicação do que é o Hybrid Log-Gamma e por que eles o desenvolveram aqui. Como a BBC descreve, o principal desafio com o HDR de transmissão é lidar com metadados: "Concluímos que qualquer abordagem não poderia depender de metadados de ponta a ponta, pois os metadados geralmente se perdem ou ficam fora de sincronia com o conteúdo à medida que passa pela cadeia de produção e que as técnicas de apresentação padrão, como misturar fontes de vídeo, tornam-se excessivamente complexas com metadados."

A BBC descreve o HLG como um "sistema referenciado à cena" assim como a TV convencional, "que permite que imagens de um único processo de masterização ou produção ao vivo sejam adaptadas para dar o mesmo efeito artístico em telas mais claras ou mais escuras em casa. Apenas a própria tela precisa de informações sobre seus próprios recursos e ambiente para renderizar fielmente o sinal referenciado à cena, portanto, os metadados que descrevem a exibição de masterização não são necessários." Portanto, dois elementos-chave do HLG do ponto de vista da transmissão são que você pode enviar o mesmo feed para TVs SDR e HDR, e a TV HDR não precisa do manual de instruções de metadados para mostrar sinais HDR.

A BBC e a NHK anunciaram o desenvolvimento do HLG pela primeira vez em maio de 2015, e o nome vem exatamente do que é essa função de transferência eletro-óptica: um híbrido que usa uma curva gama SDR convencional na parte inferior (mais escura) do sinal e uma curva logarítmica curva na parte superior (mais clara).

Desde a sua criação, o suporte HLG foi adicionado a um número crescente de monitores de masterização de marcas como Sony e Canon e, em julho de 2016, o órgão de padrões da ITU introduziu o Rec 2100, que chama de "Recomendação HDR-TV". O Rec 2100 expande a recomendação original do Rec 2020 4K e inclui o HLG ao lado do PQ como uma função de transferência oficial. Veja como a ITU descreve a diferença inerente entre os dois: "A especificação Perceptual Quantization (PQ) atinge uma gama muito ampla de níveis de brilho usando uma função de transferência que é finamente ajustada para corresponder ao sistema visual humano e o Hybrid Log-Gamma (HLG) oferece um grau de compatibilidade com monitores legados, combinando mais de perto as curvas de transferência de televisão previamente estabelecidas."

Em outras palavras, o HLG pode não ter como objetivo esse alvo ultrabrilhante de 10.000 nits, nem é tão preciso quanto o PQ (um especialista em vídeo com quem conversei sentiu que o HLG faz muitos compromissos); no entanto, é mais fácil incorporá-lo aos sistemas de transmissão existentes, o que significa que pode trazer conteúdo HDR ao vivo para nós mais cedo. O fato de a ITU ter padronizado o HLG também avança o processo e nos aproxima um passo do conteúdo HDR ao vivo e on-the-fly.

Mas espere, você diz. Quase não há conteúdo de transmissão em 4K no momento, além do ocasional evento esportivo de alto nível, como as Olimpíadas ou o torneio de golfe Masters. Se ainda não podemos obter transmissões em 4K, por que estamos falando de HDR? Bem, uma parte interessante do Rec 2100 é que ele inclui uma recomendação de 1080p, para que possamos ver o HDR adicionado às transmissões de 1080p antes de vermos a transmissão 4K HDR completa.

Uma última boa notícia é que, como o HDR10, parece que o HLG pode ser adicionado aos monitores por meio de atualização de firmware. Portanto, se você já comprou uma TV compatível com HDR, ela ainda poderá oferecer suporte a conteúdo de transmissão HLG.