Jasność obrazu w trybie HDR – fakty i mity

Gdy wchodził na rynek, obiecywał wiele: wyższą jakość obrazu i zupełnie nowy, lepszy poziom domowej rozrywki. Czy po niemal 10 latach obecności w telewizorach HDR jest nadal zrozumiały? Jakie mity i stereotypy pokutują na jego temat?

Problemy przy odtwarzaniu HDR – sceny z życia wzięte

Sprzedawca mi mówił, że podobno wystarczy, jak nowo kupowany telewizor będzie miał obsługę wszystkich formatów. Czy to prawda?

Nie, to mit. Tak myśli niestety wielu konsumentów, którzy sprawdzając specyfikację interesującego ich modelu po kolei odfajkowują: „HDR10? Jest. Dolby Vision? Jest. HDR10+? Jest. HLG? Jest. No to biorę.”

Niestety jest to błędne podejście, bowiem sam fakt obsługi danego formatu oznacza tylko tyle, że telewizor jest w stanie dany format HDR rozpoznać. A czy po rozpoznaniu przełączy odpowiednio swoje ustawienia? Niestety, nie ma tu żadnej, a to żadnej gwarancji, że treści HDR w danym formacie zostaną odtworzone … poprawnie. Z przykładami niepoprawnego, przekłamanego, rozjaśnionego, wyostrzonego czy zaniebieszczonego HDR-u spotykam się w swojej pracy codziennie, niestety.

Co oczywiście nie przeszkadza producentom głosić twierdzeń w rodzaju (autentyczne zdanie wzięte ze strony jednego producenta): „telewizor […] 4K […] jest zgodny ze wszystkimi głównymi formatami HDR, dzięki czemu dostrzeżesz więcej szczegółów — nawet w ciemnych i jasnych obszarach”.

Nie, obsługa nawet wszystkich formatów HDR niczego jeszcze nie gwarantuje.

Jaką jasność powinien mieć telewizor do HDR? 350 kandeli? 500 kandeli? Więcej? A może wystarczy jedynie mieć Dolby Vision?

To ostatnie to mit. Żaden, nawet najbardziej zaawansowany format HDR z obsługą dynamicznych metadanych, nawet 12-bitowy Dolby Vision, nie będzie w stanie skompensować niedostatków ciemnego telewizora, który ma maksymalną jasność rzędu 350-400 cd/m^2. Do tego potrzeba znacznie więcej.

Powstaje pytanie: ile wystarczy? Teoretycznie, z punktu widzenia technicznego purysty i perfekcjonisty powinno być 10000 cd/m^2 i to zarówno na skrawku, jak i na całym ekranie i w dodatku nie przez chwilę czy ułamek sekundy, lecz ciągle. Niestety, takich telewizorów nie ma i dłuuugo nie będzie, a pokazywane na targach prototypy pozostają w sferze marzeń.

przykład telewizora, który musiał obniżyć jasność, aby nie uszkodzić swoich diod LED mocno przesterowanych przez dynamiczny tryb obrazu

W praktyce, ponieważ ideał jest na razie nieosiągalny, wszystko zależy, jakie treści będziemy oglądać. Jedne filmy są robione pod maksymalną jasność 1000 cd/m^2, inne pod 4000 cd/m^2, a są też i takie, które w specyfikacji mają 10000 cd/m^2. Na drugim końcu skali są filmy, w których maksymalna luminancja najjaśniejszego elementu nie przekracza 250 kandeli. Wszystko zależy od tego, jakie mamy wymagania i czy jesteśmy zwykłym konsumentem, kinomaniakiem, czy raczej wymagającym technofilem-purystą.

Moim zdaniem jeżeli ktoś chce na swoim ekranie oglądać w miarę przyzwoite efekty HDR, jego telewizor powinien spełniać następujące parametry:

  • stała luminancja zmierzona na planszy pełnoekranowej: minimum 160-180 cd/m^2;
  • stała luminancja zmierzona w oknie o pow. 10% ekranu: 550-600 cd/m^2.

Są to oczywiście wytyczne wynikające z praktyki, a nie żadne normy czy zalecenia branżowe. Wiele zależy też od tego, w jaki sposób dany model telewizora będzie dokonywał konwersji tonalnej w dół, czyli tzw. tone-mappingu. Niestety, na rynku są modele, które robią to niezbyt dobrze, faworyzując widoczność jasnych detali kosztem obniżenia jasności.

Zauważyłem, że podczas oglądania treści HDR pasy pod i nad filmem robią się bardziej szare.

Fakt. W trybie HDR wyświetlacz pracuje z pełną mocą i na przykład w telewizorach LCD funkcja „podświetlenie” lub „jasność” sama przestawia się na wartość maksymalną (tj. najczęściej 100/100). Ponieważ w typowych telewizorach, tj. takich pozbawionych modulowanego podświetlenia (czytaj: wielostrefowego wygaszania) stosunek maksymalnej jasności bieli do jasności czerni jest stały, oznacza to, że zwiększenie jasności bieli spowoduje automatycznie rozjaśnienie czerni. I właśnie stąd w wielu telewizorach na treściach HDR czerń robi się szarawa.

Aby temu przeciwdziałać, bardziej zaawansowane modele wyposaża się w wielostrefowe podświetlenie, które pozwala lepiej sterować jasnością poszczególnych fragmentów ekranu, dzięki czemu możliwa jest głęboka czerń przy bardzo jasnej bieli.

spadki jasności zdarzają się nie tylko w zaawansowanych flagowych telewizorach HDR, które mocno wyżyłowane pracują na granicy wytrzymałości termicznej – tutaj przykład bardzo taniego chińskiego telewizora, którego LED-y również zostały okresowo przesterowane, a sterownik musiał je schłodzić obniżając jasność

Zauważyłem, że na filmach HDR cały obraz mi się raz rozjaśnia, a zaraz potem ściemnia. Czy coś złego się dzieje z moim telewizorem, czy tak ma po prostu być?

Fakt, takie zjawisko niestety występuje. Najprawdopodobniej mamy tu do czynienia z telewizorem LCD pozbawionym wielostrefowego podświetlenia, który próbuje stwarzać wrażenie głębszej czerni, ściemniając cały ekran w ciemniejszych scenach i rozjaśniając go w jaśniejszych. Jeżeli po ciemnych scenach następują jasne, a potem znowu ciemne, to mamy do czynienia z pompowaniem kontrastu. To zjawisko jest generalnie nielubiane przez użytkowników, oczywiście, jeśli je zauważą. Pewnym pocieszeniem jest, że nie wszyscy to zjawisko zauważają, ale regułą jest, że jeśli je już spostrzegą, to wtedy zaczyna im ono przeszkadzać, a nawet doskwierać.

Ten sposób sterowania podświetleniem telewizora LCD nosi nazwę globalnego ściemniania (ang. global dimming) i z reguły stosowany jest w tanich i mało zaawansowanych modelach telewizorów. Co gorsza, globalnego ściemniania nie da się w ogóle wyłączyć, no, chyba że wejdziemy do menu serwisowego, co niesie ze sobą spore ryzyko (np. utraty gwarancji lub nieprawidłowej pracy telewizora, jeżeli przestawimy któreś z ustawień krytycznych, np. rodzaj panelu).

Inaczej mówiąc, global dimming to taki ubogi i prymitywny kuzyn local dimmingu (czyli ściemniania wielostrefowego).

Które telewizory są najlepsze do HDR? Słyszałem, że OLED-y, ale one podobno nie są tak jasne, jak LCD z obawy przed wypaleniem. Czy to prawda?

To zależy. Obecnie żadne rozwiązanie nie ma przewagi we wszystkich aspektach technicznych. Telewizory OLED, ze względu na możliwość kontroli jasności na poziomie subpiksela (czyli elementu składowego piksela) oferują bardzo precyzyjną lokalizację efektów HDR – tu LCD nie ma żadnych szans. Również pod względem jasności małych obiektów najlepsze telewizory OLED bardzo zbliżyły się do możliwości telewizorów LCD. Niestety, telewizory OLED mają problemy z wyświetlaniem treści HDR, które zawierają sceny z bardzo jasnymi elementami zajmującymi dużą powierzchnię ekranu (ośnieżone stoki gór, jasne niebo, pustynia, plaża itp.).

Mało kto wie, ale jeden z wzorcowych monitorów używanych w studiach Hollywood mógł wyświetlać obraz HDR ze swoją maksymalną jasnością jedynie na co najwyżej 16% powierzchni ekranu. Po przekroczeniu tego progu zapalała się dioda ostrzegawcza sygnalizująca koloryście, że sygnał na wejściu przekracza możliwości monitora. I to właśnie był jeden z powodów, dla którego firma Sony (producent tego monitora studyjnego) porzuciła technologię OLED na rzecz Dual LCD, która nie ma tych ograniczeń (ale oczywiście ma za to inne – ideału niestety nie ma).

Słyszałem, że niektórzy producenci podrasowują obraz w trybie HDR i nie jest on wtedy zgodny z oryginałem. Kto to robi i dlaczego?

Fakt. Większej lub mniejszej manipulacji obrazem HDR dopuszczają się chyba wszyscy producenci. Są różne sposoby tej manipulacji, np.:

  • domyślny tryb dla treści HDR10 ma za dużo składowej niebieskiej, co rozjaśnia obraz (chociaż ze szkodą dla wierności barw);
  • sztuczne wyostrzenie obrazu na treściach HDR poprzez uwypuklenie krawędzi (ang. edge enhancement);
  • podbijanie jasności pewnych podzakresów wraz z jednoczesnym i, co gorsza, permanentnym przyciemnieniem bardzo ciemnych szarości, nawet aż do utraty widoczności przyczerniowych detali (których w sklepie i tak z reguły nie widać);
ten telewizor, podczas pomiaru trwającego 300 (słownie: trzysta) sekund świecił z maksymalną jasnością zaledwie przez około 15 sekund, czyli przez niespełna 5 procent całego czasu pomiaru; inaczej mówiąc, przez 95% czasu pomiaru schładzał swoje diody LED przegrzane na skutek przesterowania
  • okresowe przesterowywanie diod LED, aby świeciły jaśniej (przy czym, gdy przesterowane diody osiągną temperaturę krytyczną, są one ściemnianie, aż temperatura wróci do normy; potem cały proces zaczyna się od nowa i tak w kółko); o takich telewizorach mówi się, że mają niestabilną jasność w trybie HDR.

Podsumowanie i rekomendacje

Tego typu sztuczki mają sprawić, że telewizor, który w sklepie odtwarza pliki demonstracyjne HDR, wyda się jaśniejszy i ostrzejszy, dzięki czemu przyciągnie wzrok potencjalnego nabywcy i sprawi, że on go kupi. Na szczęście na rynku są telewizory, które prezentują treści HDR prawidłowo i rzetelnie (na miarę swoich możliwości oczywiście). Kilka z takich modeli podajemy poniżej:


Samsung 55QN85C to zaawansowany telewizor LCD dla użytkowników, którzy mają duże wymagania, pragnąc głębokiej czerni i wysokiego kontrastu, lecz nie są w stanie zaakceptować wad telewizorów OLED. 55QN85C jest telewizorem wysoce uniwersalnym, który znakomicie spisze się w takich zastosowaniach jak telewizja, kino domowe, sport czy gry. Zaawansowane podświetlenie Mini LED o dużej jasności gwarantuje wysokiej klasy obrazy 4K HDR także w jasnych pomieszczeniach.

Sony 65X90L

Sony 65X90L jest niezwykle udanym i zaawansowanym telewizorem 4K. Sprawdzone i dopracowane oprogramowanie, a także komponenty o wysokich parametrach technicznych zapewniają kontrastowy obraz wysokiej klasy w bardzo dużej mierze zgodny z intencjami twórców dzieł filmowych. Wysoka uniwersalność 65X90L sprawia, że spisze się on bardzo dobrze w zdecydowanej większości zastosowań, a pod względem naturalności i wierności obrazu przewyższa wielu rywali.

Samsung 65S90C


Podczas testu Samsung 65S90C udowodnił, że ma ogromną przewagę nad telewizorami LCD, nie tylko w kwestii czerni czy kontrastu, lecz także pod względem precyzji lokalizacji efektów HDR. Ten znakomity i uniwersalny telewizor łączy obraz najwyższej klasy z zaskakująco silnym i dopracowanym brzmieniem. I to właśnie kombinacja tych zalet czyni go jednym z najlepszych i najbardziej satysfakcjonujących telewizorów dostępnych obecnie na rynku.