Andy Francis è un Technical Product Marketing Manager presso Bitmovin ed è principalmente coinvolto nel marketing di prodotto e nella pianificazione per la piattaforma Bitmovin Encoding. Il supporto HDR è fondamentale per i flussi di lavoro video in quasi tutte le fasi, dalla codifica alla riproduzione.
Quando un'organizzazione effettua l'inevitabile passaggio da SDR a HDR, diventa chiaro che la qualità dell'esperienza video (QoE) migliora in modo significativo.
Poiché il supporto HDR sta gradualmente diventando onnipresente nello spazio di streaming generale, è chiaro che i servizi OTT devono fornire contenuti HDR per rimanere competitivi poiché la tecnologia consumer raggiunge la saturazione della risoluzione e inizia a concentrarsi sulla profondità dei pixel al suo posto.
La realtà, tuttavia, è che l'HDR è disponibile in commercio solo dal 2014, quando Dolby ha lanciato il suo formato Dolby Vision, ma anche con quello, la maggior parte dei contenuti non veniva prodotta pensando alla distribuzione HDR end-to-end fino a poco tempo fa, il che significa che il la maggior parte dei video là fuori è ancora bloccata nel passato con i limiti di SDR.
SDR vs HDR: convertire o non convertire, questo è il problema.
Quindi cosa fai con tutti i tuoi contenuti SDR esistenti? Può essere convertito in HDR? In un certo senso sì, anche se i risultati variano a seconda dell'approccio scelto.
C'è anche il vecchio adagio "qualità dentro, qualità fuori" o il meno ottimistico "garbage in, garbage out" che significa che anche con le migliori soluzioni, la qualità del materiale di partenza avrà un impatto sulla qualità del prodotto finale.
Gli artefatti di compressione esistenti o il rumore della fotocamera hanno il potenziale per essere ingranditi e diventare più evidenti quando convertiti, richiedendo ulteriori passaggi di "pulizia" prima o dopo l'elaborazione.
Quindi bisogna porsi la domanda, il contenuto SDR dovrebbe essere convertito in HDR negli scenari in cui potrebbe?
Anche se un file sorgente SDR è stato convertito con successo nelle specifiche HDR, potrebbe comunque sembrare esattamente lo stesso, a seconda della tecnica applicata, quindi diamo un'occhiata più da vicino a ciò che deve essere fatto e alle opzioni disponibili per creare notevoli e utili upconversions.
In che modo SDR diventa HDR?
Ci sono due cose che devono accadere per trasformare il video SDR nel dominio HDR. Innanzitutto, la gamma di colori deve essere ampliata allo spazio colore desiderato, solitamente dallo standard Rec. 709 al più ampio Rec. 2020, che rappresenta uno spettro di possibilità cromatiche molto più vicino alle capacità di ciò che l'occhio umano può rilevare.
Oltre a corrispondere meglio al potenziale di rilevamento del colore del sistema visivo umano, il video HDR mira anche a imitare e sfruttare in modo più completo le nostre capacità di rilevamento della luminosità e del contrasto. L'occhio umano si è evoluto per avere una maggiore sensibilità nel notare le differenze nei toni più scuri rispetto a quelli più chiari, creando una relazione non lineare tra gli effettivi aumenti di luminosità e gli aumenti che percepiamo.
Se tale disparità non viene presa in considerazione, la larghezza di banda verrà sprecata nelle aree con alte luci luminose in cui non siamo in grado di notare alcuna differenza, mentre le regioni più scure verranno fornite in modo insufficiente, con conseguente perdita di dettagli e qualità visiva.
La soluzione è applicare la cosiddetta funzione gamma o processo di correzione gamma.
Questo inizia quando viene catturata un'immagine o un video, con la codifica gamma applicata dalla fotocamera per dare priorità e preservare i dettagli e i livelli di luce che gli umani possono apprezzare.
La codifica gamma è stata originariamente sviluppata per compensare l'intensità della luce non lineare prodotta dai monitor CRT, ma è ancora in uso oggi poiché i monitor con diverse tecnologie sottostanti utilizzano diverse funzioni di decodifica gamma o espansione gamma per riprodurre la sorgente acquisita o l'intento dell'artista nel modo più accurato possibile .
Il grafico (sul sito, link a fine articolo) mostra una tipica curva di correzione gamma della telecamera e la corrispondente funzione di trasferimento utilizzata da un monitor CRT per compensare e visualizzare una scena che corrisponde a ciò che il sistema visivo umano avrebbe prodotto.
Nel 2011 l'ITU ha adottato BT.1886 come funzione gamma consigliata per i display a schermo piatto utilizzati nella produzione in studio HDTV.
Questo standard modella la risposta dei monitor CRT in modo migliore rispetto alle funzioni precedenti, consentendo un'esperienza visiva più coerente e richiede anche iper tenere conto delle capacità del livello di nero del dispositivo, consentendo distinzioni più chiare nelle aree più scure per i video SDR.
Per completare la conversione da SDR a HDR, la funzione gamma deve essere tradotta, solitamente dal discusso BT.1886 a Perceptual Quantizer (PQ) o Hybrid log-gamma (HLG), a seconda del formato finale desiderato.
PQ è stato sviluppato da Dolby ed è la funzione gamma utilizzata dai formati Dolby Vision, HDR10 e HDR10+.
Il formato HLG HDR condivide il suo nome con la funzione gamma che impiega ed è stato sviluppato congiuntamente da BBC e NHK per applicazioni di trasmissione.
Come suggerisce il nome, HLG utilizza un approccio ibrido per la sua funzione gamma, combinando la curva gamma SDR con una funzione logaritmica per la gamma HDR, consentendo ai contenuti HLG di essere visualizzati come previsto su entrambi i monitor compatibili con SDR e HDR.
Mappatura diretta e mappatura verso l'alto.
L'approccio più semplice per convertire SDR in HDR prevede la mappatura diretta dei valori di colore e luminosità equivalenti, essenzialmente incapsulando il segnale SDR in un contenitore HDR, insieme ai metadati associati.
Questo è il metodo più conveniente dal punto di vista computazionale per completare la conversione tecnica in HDR, ma il video identificato come HDR avrà lo stesso aspetto della sorgente SDR, il che può portare a un'esperienza incoerente e deludente per l'utente finale.
Il metodo preferito dal punto di vista della qualità è noto come up-mapping o mappatura dei toni inversi e crea un "aspetto HDR", consentendo a clip o spettacoli SDR di fondersi in una produzione o piattaforma HDR.
Ciò si ottiene attraverso l'uso di filtri di mappatura dei toni o tabelle di ricerca (LUT) che sono stati ampiamente testati e calibrati per ricreare e migliorare accuratamente i contenuti SDR nel dominio HDR.
L'up-mapping è più complesso dal punto di vista computazionale e quindi più costoso della mappatura diretta, ma la differenza visiva è significativa e necessaria per un vero flusso di lavoro da SDR a HDR.
Migliorare la qualità e l'esperienza
I servizi di streaming con un catalogo misto di vecchi e nuovi, SDR e HDR, dovrebbero prendere in seria considerazione l'up-mapping dei loro contenuti SDR in modo che corrispondano all'aspetto e ai formati dei loro contenuti HDR.
È il modo migliore per garantire la massima qualità, esperienze di visione più coerenti e divertenti in tutta la loro libreria.
In un mercato affollato, eleverà e differenzierà il loro servizio.
Quando si passa dalla visualizzazione di contenuti SDR a HDR, potrebbero verificarsi sfarfallio o lampeggiamento mentre i monitor rilevano automaticamente e si ricalibrano, quindi almeno i fornitori con contenuto SDR/HDR misto dovrebbero mappare direttamente SDR su HDR per mantenere specifiche tecniche coerenti per il Schermo.
Questa è una considerazione importante per i servizi che hanno contenuti HDR in combinazione con livelli di abbonamento supportati da pubblicità, che dovrebbero confermare che il loro inventario pubblicitario è condizionato per corrispondere alle specifiche HDR della loro programmazione in modo da non amplificare le interruzioni che gli annunci stanno già creando.
Il futuro è in HDR
Stiamo vivendo un periodo di transizione di contenuti misti e senza dubbio alla fine raggiungeremo un punto in cui tutto viene prodotto in HDR, c'è il supporto di riproduzione universale e tutti i video SDR legacy ritenuti degni saranno stati convertiti.
L'analista del settore dello streaming Dan Rayburn vede l'HDR come un vantaggio chiave e prevede che vedremo i tassi di adozione più rapidi nei servizi di streaming nei prossimi 2 anni. Non è davvero una questione di se, ma di quando, quindi qualsiasi contenuto che ha un fascino a lungo termine dovrebbe essere convertito in HDR il prima possibile per massimizzare il valore della vita di quel processo.
Tieni d'occhio il nostro prossimo post su come ottimizzare i flussi di lavoro di codifica HDR con Bitmovin, inclusi esempi per la conversione di SDR in HDR con l'API di codifica Bitmovin.
Nel frattempo, se vuoi saperne di più su SDR vs HDR e sul miglior approccio di conversione per il tuo servizio, contattaci oggi o dai un'occhiata a una di queste altre fantastiche risorse:
