HDR: Fremtidens TV ser lys ut

CES-messen er over for denne gang, og en av de store snakkisene på TV-fronten var HDR (High Dynamic Range). Skjerm etter skjerm formelig skinte imot oss idet vi trålte gjennom messehallene, med fare for å bli både solbrente og snøblinde!

Spøk til side: Lanseringen av TV med HDR er langt fra en triviell affære, og innebærer en markant økning i bildekvalitet, på høyde med steget fra HD til 4K. Teknikken kan på sikt revolusjonere TV, film og kinobransjen slik vi kjenner den i dag.

Dagens etablerte standarder for video og film begynner å bli gamle, tilpasset hva datidens bilderørs TV-er var i stand til å vise. Dagens moderne TV-er er i stand til å vise dypere svart, større lysstyrke og et bredere fargespekter, og tiden er kommet for et bildeformat som utnytter alle disse forbedringene. Selv med moderne Blu-ray og HDTV eksisterte det et stort gap mellom hva våre menneskeøyne kan oppfatte, ned til hva elektronikken er i stand til å gjengi. Men det gapet er nå i ferd med å reduseres.

Introduksjonen av Ultra-HD med skarpere oppløsning, bredere fargespekter, kanskje også høyere bildefrekvens (HFR), handler om å bringe bildekvaliteten et steg nærmere virkeligheten. HDR er kronen på verket.

Hva er HDR?


High Dynamic Range er et velkjent begrep fra fotoverdenen, hvor man benytter digital bildebehandling og flere eksponeringr for å trylle frem et økt detaljenivå i de mørkeste og lyseste partiene av bildet. HDR i TV-sammenheng prøver å oppnå mye av det samme, men på en annerledes måte. Her handler det om å utvide selve dynamikkområdet TV-en er istand til å vise. Det kan best beskrives som en videreutvikling av 4K formatet. Det er nesten fristende å kalle det ”4K versjon 2.0” fordi det stiller nye krav til både TV-en og kildematerialet.

Selv om første versjon av 4K formatet firedoblet oppløsningen i forhold til Full HD, beholdt man de tidligere etablerte standardene for kontrast og farger(også kjent som Rec 709) med samme maksimale lysstyrke som Blu-ray og DVD. 4K med HDR tar derimot høyde for flere fargenyanser og større dynamikkområde enn noen gang før.

Dolby er den som har størst ambisjoner for HDR bildeformatet. Mens de mest lyssterke TV-ene i dag er i stand til å vise mellom 500 og 1000 candela per m2 (også kalt nits), tar den nye Dolby Vision standarden til orde for skjermer opp 5000 candela, på sikt enda høyere. Hvorfor så mye lys? Jo, intensjonen er rett og slett at de filmede objektene skal fanges og gjengis med en lysstyrke tettere opptil den de har i virkeligheten.

Målet med HDR er at gjengivelsen av utendørs scener, sollys, flammer og eksplosjoner skal være blendende sterke og kontrastrike, akkurat som i virkeligheten. Det innebærer nytenkning hele veien fra filmen tas opp, lagres og bearbeides i studio, til den distribueres ut til kinosalen og hjemme i stua.

Tradisjonelle gammakurver erstattes med noe som på fagspråket kalles Perceptual Quantizer electro-optical transfer function, eller visuell kvantifisering, en opptaksstandard nylig vedtatt av SMPTE.
Hvis du falt av der, frykt ikke: Dette er hypermoderne TV-teknikk som selv erfarne ingeniører og kringkastere blir nødt til å lese seg opp om i tiden som kommer! Kort fortalt: Filmteknikerne i studio mastrer filmen på en ny type HDR-kapabel studiomonitor som lar dem jobbe med et langt større dynamikkområde enn før. Målet er deretter at resultatet du ser hjemme i stua skal være identisk med denne studiomasteren. Henger du med?

4K TV med HDR
TV-produsentene har bestandig kriget om å ha den mest lyssterke og kontrastrike skjermen i butikken. Problemet har vært at bildesignalet er kodet med en mye lavere lysstyrke enn TV-en er i stand til å vise. Løsningen har vært å skru panellysstyrken til maks, med det resultat at fargene blir kraftig overmettede. HDR gjør det mulig å utnytte skjermens maksimale kontrast og lysstyrke, og fortsatt bevare en nøytral fargebalanse. Hvitt blir enda lysere, og svart blir enda mørkere, mens fargemetningen holdes under kontroll. Kanskje er HDR grunnen til at mange av de nye skjermene på CES-messen så uforskammet flotte, men fargenøytrale ut?

Langt de fleste TV-produsentene lanserte TV-modeller med en form for HDR på messen i år, inkludert Sony, Samsung, LG og Philips (avbildet over). Vi fikk se mange TV-er med forbløffende fin bildekvalitet. Spesielt Samsung sin demonstrasjon av deres S-UHD TV med kvanteprikker var imponerende, med en voldsom dynamikk som minnet om virkeligheten!

Demonstrasjonen besto av filmer som Life of Pi og Exodus: Gods and Kings, hvor utendørsscener, flammer, blå himmel og andre lyse bildeeffekter fremsto blendende sterke, samtidig som skumringsmørke scener fikk langt flere detaljer og dybdefølelse.

Det hører med til historien at Samsung hadde lånt bort et S UHD eksemplar til en profesjonell kolorist (fargelegger) i forkant av messen. Han hadde mastret bildematerialet på nettopp denne skjermen, for å ta i bruk alt den hadde å gi av kontrast.

Hvilket bringer oss til en av utfordringene med HDR: Dagens bildestandarder har en ganske lav maksimal lysstyrke, og kan se vidt forskjellig ut fra TV til TV. HDR krever som nevnt et langt mer nøyaktig forhold mellom kildemateriale og fremviser. Regissøren må kunne bestemme og forutsi hvor lyst eller mørkt bildematerialet skal være, og det blir mindre rom for tolkninger underveis. Det må være et mer nøyaktig samsvar mellom referanse-TV-en i studio og vår egen TV hjemme stua. Tenk deg hvis neste Michael Bay, Spielberg eller Cameron film ble mastret for akkurat din TV?

Dette skaper behov for en ny HDR-standard som filmbransjen og TV-produsenter kan være enige om. Dolby Vision er ett eksempel på en slik standard. Det nystiftede UHD Alliance er en annen. Forskjellen på de to standardene er at Dolby Vision krever ekstrem lysstyrke (4000 nits eller mer), som derfor blir dyr å implementere på kort sikt. Mens UHDA spiller mer på lag med TV-produsentene og er mer realistisk i sine krav, tilpasset hva dagens TV-er er i stand til å gjengi (1000 nits eller mer). Aner vi en ny formatkrig? Det er ikke sikkert, men HDR-utviklingen er ennå på et tidlig stadium, og ser ut til å komme i flere steg.

Netflix og Blu-ray med HDR

Et 4K HDR bildesignal må altså kodes om hele veien fra filmstudioet og frem til skjermen for å utnytte det maksimale kontrastomfanget som moderne TV-er er i stand til å vise. Dermed er det tydelig at en aktører som Netflix, som kontrollerer både produksjon og distribusjon av sine originale TV-serier, vil ha en fordel når HDR skal implementeres.

Netflix kunngjorde på CES at de ønsker å være teknologiledende. 4K HDR vil derfor på sikt være ”gullstandarden” for alt deres egenproduserte innhold, men det fordrer helst at materialet er produsert i HDR-kvalitet fra starten av – eventuelt i RAW-format som kan remastres. Den kommende sesong 3 av House of Cards vil for eksempel neppe være tilgjengelig i HDR kvalitet med det første, heller ikke Marco Polo sesong 1 – men kanskje neste sesong?

Produktsjef hos Netflix, Neil Hunt, fortalte til Lyd & Bilde at deres HDR materiale på sikt vil omfatte både Dolby Vision og UHDA HDR standardene. 4K HDR vil kreve en noe høyere bitrate enn vanlig 4K (18 mbps mot 15,6 mbps). De TV-ene som støtter Netflix HDR vil automatisk gjenkjenne og utnytte det ekstra dynamikkområdet. Både Samsung, LG og Sony lanserer slike HDR-kompatible skjermer i løpet av året.

Blu-ray Disc Association har også kunngjort at det nye Ultra-HD Blu ray formatet vil ha støtte for HDR. BDA har ennå ikke kunngjort noen lanseringsdato, og vi vil nok tidligst se de første spillerne og filmene i handelen før jul 2015 eller mer sannsynlig starten av 2016.

HDR en standard for fremtiden?
HDR er i høyeste grad en bildestandard for fremtiden, men både bildematerialet og TV-ene som kan vise fullverdig HDR kvalitet er fortsatt et stykke unna. Det vil ta en god stund før vi ser et bredt tilbud av 4K HDR materiale. Dog vil nok stressede TV-produsenter garantert bruke det som salgsargument før den tid, og vi vil nok se forsøk på simulerte HDR bildemodus hvor de manglende fargene trylles frem med kreativ bildebehandling.

HDR vil etter hvert også bli aktuelt ikke bare på TV, men også i projektorenes verden. Det vil imidlertid kreve projektorer med vesentlig høyere lysstyrke enn i dag. Dolby arbeider også med en ny HDR standard for kino kalt Dolby Cinema.

En ting er sikkert, siste ord er ikke sagt om HDR og vi følger utviklingen med spenning!

Kilder
Dolby: Dolby Vision White paper
SMPTE: A Perceptual EOTF for Extended Dynamic Range Imagery
BBC: Non-linear Opto-Electrical Transfer Functions for High Dynamic Range Television
Myszkowsi/Mantiuk/Krawczyk: High Dynamic Range Video

Audun Hage

(f. 1981): Redaksjonssjef. Audun ble ansatt som journalist hos Lyd & Bilde i 2004 og har spilt en aktiv rolle i utviklingen av L&B som magasin og nettsted. Audun er ekstremt kvalitetsbevisst, og kjent for sine kresne ører og skarpe blikk. Som redaksjonssjef holder han et våkent øye med alt journalistene skriver. Han er også ansvarlig for Lyd & Bildes TV-tester.