A więc wojna! Czyli o zamieszaniu ze standardami formatami HDR

Wpis na początku miał nosić tytuł „Nie ma żadnej wojny formatów HDR”. Tak rzadko jednak tu piszę, że parę rzeczy się zmieniło. Wcześniej mówiliśmy tylko o podstawowym formacie HDR10 i rozszerzonym, ale płatnym Dolby Vision. Teraz, kiedy HDR10+ wchodzi już jako poważniejszy gracz – nie tylko marketingowa zapowiedź + szczątkowe ilości treści w jednym serwisie streamingowym, ale także na Ultra HD Blu-ray i ze wsparciem 20th 21st Century Fox i Warner Bros – uznałem, że pora wyjaśnić, o co chodzi z metadanymi HDR i dlaczego jedne z nich są statyczne, inne dynamiczne. I co to w ogóle oznacza dla nas, końcowych użytkowników.

Już wcześniej opisałem Wam, czym dokładniej jest HDR. Wspominałem tam, że formatem bazowym i wymaganym wszędzie jest HDR10 – otwarty, bezpłatny format wideo o szerokiej dynamice tonalnej.

Przypomnijmy kilka spraw. HDR10 (podobnie zresztą jak Dolby Vision) stworzony został z myślą o treściach o szczytowej jasności do 10000cd/m². Najwyższa obecnie używana jasność w niektórych filmach na Ultra HD Blu-ray to 4000cd/m². Najjaśniejsze wyświetlacze klasy domowej (czyli nie licząc profesjonalnych monitorów typu Dolby Pulsar) osiągają ok. 1500cd/m² (bardzo nieliczne wyjątki – 2000; stucalowy Sony ZD9 prawie 3000), więc daleko im jeszcze do pokazania materiału tak, jak był masterowany. Dlatego też telewizory muszą robić tzw. tone mapping, czyli za pomocą zaszytych w elektronice algorytmów zdecydować, w jaki sposób wyświetlą materiały, których fizycznie nie są w stanie pokazać. Najprostszy podział metod tone mappingu wygląda tak:

• pokazujemy najjaśniej, jak się da, kosztem detali w najjaśniejszych partiach obrazu – czyli robimy tzw. clipping, zlewanie najjaśniejszych elementów (tak robi np. Sony)
• zachowujemy wszystkie najjaśniejsze detale, kosztem efektowności HDR-u (tak robią np. Panasonic, Samsung)

To samo dotyczy tych kolorów z Rec. 2020, których telewizor nie ma jak pokazać – musi zlewać najbardziej intensywne odcienie, albo zredukować intensywność, by zachować detale.

Trzeba wyjaśnić jednak jeszcze jedną rzecz:

Co to są metadane i dlaczego jedne z nich są dynamiczne, a inne statyczne?

Metadane w HDR to dodatkowe informacje przesyłane z obrazem, sygnalizujące wyświetlaczowi kilka kluczowych rzeczy, m.in. nasycenie koloru oraz poziom czerni i szczytową jasność monitora, na którym masterowano film. W wypadku szczytowej jasności mamy dwie wartości:

• MaxCLL (Maximum content light level) – jasność najjaśniejszego piksela w całym materiale
• MaxFALL (Maximum Frame-Average Light Level) – najwyższa uśredniona jasność wszystkich pikseli w każdej klatce

Obie opisane są w nitach (czyli kandelach na metr kwadratowy – cd/m²) i są to jedne dane dla całego filmu. Dlatego mówimy, że są to statyczne metadane. I wszystko byłoby spoko, gdyby każdy telewizor był w stanie mądrze robić tone mapping, czyli dostosowywać wyświetlanie materiału do swoich możliwości. Tak niestety nie jest. Dlatego, zwłaszcza w TV ze słabszą specyfikacją, efektem ubocznym wspólnych danych dla całego filmu może być utrata detali i zbyt duża kompresja palety kolorów dla wielu scen.

Tu z pomocą przychodzą metadane dynamiczne. Różnią się one od statycznych tym, że opisują nie cały film jednymi danymi, ale mogą być przypisane do pojedynczej sceny, a nawet pojedynczej klatki filmu. Dzięki nim (przy dobrym masteringu, rzecze jasna) mamy pewność, że każda klatka filmu wyciąga z naszego wyświetlacza wszystko, co ten jest w stanie pokazać. A jeśli trafimy na materiał masterowany w pełnym Rec. 2020 i do 10000 nitów (hipotetycznie; nie spodziewałbym się tego prędko, o ile w ogóle), będzie to kluczowe.

Dynamiczne metadane to nie jedyne różnice między HDR10+ i DV. Kluczową przewagą formatu Dolby jest większa, dwunastobitowa precyzja – HDR10+ dalej jest formatem dziesięciobitowym. Jednak treści zakodowanych dwunastobitowo nie zobaczymy jeszcze przez dłuższy czas, więc jest to bardziej przyszłościowa kwestia. A nic nie stoi na przeszkodzie, aby powstał po prostu otwarty format HDR12, czy HDR12+.

Bardziej istotne w tym momencie są według mnie dwie inne rzeczy. Przede wszystkim HDR10+ jest formatem otwartym i bezpłatnym – każdy producent może zaimplementować go nie ponosząc w zasadzie żadnych kosztów. Nie ma płatnej licencji, nic takiego. Nie ma więc dodatkowych kosztów przerzucanych na konsumenta.

Drugą istotną kwestią jest to, o czym w ubiegłym roku mówili przedstawiciele Panasonica pytani, dlaczego producent nie chce wspierać DV – otóż wymagałoby to oddania kontroli nad obrazem algorytmom innej firmy. Panasonic słusznie dumny jest ze swoich procesorów HCX i obróbki, jaką zapewniają one materiałom, więc nie chce pozwalać na ingerencję innej firmy w robotę swoich inżynierów. Dlatego też sporym zdziwieniem była decyzja Sony o wspieraniu Dolby Vision w wybranych modelach – producent tenznany jest przecież z chwalenia się swoją rodziną procesorów X1.

Czy na pewno wojna?

Skoro jednak HDR10 pozostaje formatem bazowym, a HDR10+ i DV to formaty niejako dodatkowe – to czy możemy mówić o kolejnej wojnie formatów? Wydaje mi się, że jednak nie. Nie jest tak, jak w przypadku BetaMax vs VHS – gdzie rywalizowały ze sobą dwa zupełnie inne standardy, które łączył jedynie podobny nośnik – magnetyczna taśma. Nie jest tak, jak z HD-DVD i Blu-ray. Nic natomiast nie stoi na przeszkodzie, aby producent odtwarzacza, czy telewizora zaimplementował obsługę obydwu formatów dodatkowych – w przypadku HDR10+ będzie to prosta implementacja otwartego formatu, w wypadku DV kwestia uiszczenia opłaty za korzystanie z zamkniętego formatu i zaimplementowanie go w swoim TV. Panasonic w odtwarzaczach Ultra HD Blu-ray na rok 2018 będzie obsługiwał obydwa formaty dynamicznych metadanych.

Format główny dalej jest jednak jeden – HDR10. Jest to bardzo dobry, otwarty, do tego przemyślany format. Dlatego i tak niezależnie od tego, czy dysk będzie masterowany tylko w HDR10, czy będzie zawierał dynamiczne metadane z HDR10+ lub DV – w dalszym ciągu telewizor rozpozna obraz ze statycznymi metadanymi i go bezproblemowo odtworzy. Nieważne, czy włożysz dysk z DV do odtwarzacza HDR10+, czy dysk z HDR10+ do odtwarzacza bez obsługi żadnych dynamicznych metadanych. A dobry (czyli taki potrafiący mądrze robić tone mapping) telewizor poradzi sobie z każdym materiałem i bez pomocniczych metadanych.

Dlatego nie obawiam się żadnej wojny. Choć sam, jako zwolennik wszelkich otwartych formatów, kibicuję HDR10+. I z niecierpliwością czekam na premiery na polskim rynku pierwszych dysków w tym formacie :-)

Zastanawia mnie też, czy któryś z producentów TV będzie oferował obsługę wszystkich najważniejszych formatów HDR? HDR10, HDR10+, HLG, DV, Technicolor? Istotną informacją jest też wsparcie dla starszych modeli – Panasonic zapowiedział aktualizację telewizorów z 2017, by obsługiwały HDR10+, Samsung odtwarzaczy, a znając go, telewizory pewnie też zaktualizuje (serie 2016 dostały update np. do HLG bardzo szybko), Sony wprowadza wreszcie częściową obsługę Dolby Vision (aczkolwiek nie przez HDMI ani USB; tylko aplikacje) w najwyższych modelach. Jest to jednak dalej spora niewiadoma.

Masz jakieś pytania? Spostrzeżenia, uwagi? Zapraszam do komentarzy!