HDR: Framtidens TV ser ljus ut

CES-mässan är över för den här gången och ett av de stora samtalsämnena på TV-fronten var HDR (High Dynamic Range). Skärm efter skärm formligen strålade mot oss när vi vandrade genom mässhallarna och riskerade att bli solbrända och snöblinda!

Skämt åsido, lanseringen av TV med HDR är långtifrån någon trivial historia och innebär en markant förbättring i bildkvalitet, i klass med steget från HD till 4K. På sikt kan tekniken revolutionera TV, film och bio så som vi känner den i dag.

Dagens etablerade standarder för video och film börjar bli gamla, de är anpassade efter vad forna tiders bildrör var kapabla att åstadkomma. Dagens moderna skärmar kan visa djupare svart, högre ljusstyrka och ett bredare färgspektrum, och tiden är kommen för ett bildformat som utnyttjar alla dessa förbättringar. Även med Blu-ray och HDTV har det funnits ett glapp mellan vad våra mänskliga ögon kan uppfatta och vad elektroniken är kapabel att återge. Men detta glapp håller på att minska.

Introduktionen av Ultra-HD med skapare upplösning, bredare färgspektrum, kanske också högre bildfrekvens (HFR), handlar om att få bildkvaliteten ett steg närmare verkligheten.

Vad är HDR?

High Dynamic Range är ett välkänt begrepp från fotovärlden, där man använder sig av digital bildbehandling för att trolla fram en ökad detaljnivå i bildens mörkaste och ljusaste områden. I TV-sammanhang innebär HDR i stora drag samma sak och kan bäst beskrivas som en vidareutveckling av 4K-formatet. Det är nästan frestande att kalla det för ”4K version 2.0” eftersom det ställer nya krav på både TV:n och källmaterialet.

Även om första versionen av 4K-formatet fyrdubblade upplösningen jämfört med Full-HD så behöll man de redan etablerade standarderna för kontrast och färger (även känt som ”Rec 709”) och samma maximala ljusstyrka som Blu-ray och DVD. 4K med HDR tar däremot höjd för fler färgnyanser och större dynamikomfång än någonsin: traditionella gammakurvor ersätts med något som på fackspråk kallas Perceptual Quantizer electro-optical transfer function, en ny inspelningsstandard som nyligen etablerats av SMPTE. Om du har tappat tråden vid det här laget så oroa dig inte, detta är hypermodern TV-teknik som till och med erfarna ingenjörer och TV-bolag kommer att vara tvungna att läsa på om den närmaste tiden!

Det viktigaste man ska tänka på när det gäller HDR är ambitionen om att de filmade föremålen ska spelas in och återges med en ljusstyrka som kommer närmare verkligheten.

Ett av ledorden för HDR är alltså bättre ljusstyrka, uppemot 50 gånger högre än dagens videostandard! Målet är att scener filmade utomhus, solljus, eldslågor och explosioner ska vara bländande och kontrastrika, precis som i verkligheten. Det medför ett nytänkande hela vägen från när filmen spelas in, lagras och bearbetas i studio, till när den distribueras ut till biosalongen och hemmabion i vardagsrummet. Hänger du med?

4K-TV med HDR
TV-tillverkarna har länge krigat om vem som har den mest ljusstarka och kontrastrika skärmen i butikerna. Problemet har varit att bildsignalen är kodad med en mycket lägre ljusstyrka än vad TV:n kan visa. Lösningen har varit att vrida upp panelens ljusstyrka till max, vilket resulterat i att färgerna blivit kraftigt övermättade. HDR gör det möjligt att utnyttja skärmens maximala kontrast och ljusstyrka men bevara en neutral färgbalans. Vitt blir ännu ljusare och svart blir ännu mörkare, samtidigt som färgmättnaden hålls under kontroll. Kanske är det HDR som är skälet till att många av de nya skärmarna på CES-mässan ser så oförskämt snygga, men färgneutrala ut?

De absolut flesta TV-märkena lanserade TV-modeller med någon form av HDR-teknik på mässan, inklusive Sony, Samsung, LG och Philips (bilden ovan). Vi fick se många TV-apparater med förbluffande fin bildkvalitet. Speciellt Samsungs demonstration av deras S-UHD-TV med kvantprickar var imponerande, med en våldsam dynamik som påminde om verkligheten.

Demonstrationen gjordes med filmer som ”Life of Pi” och ”Exodus: Gods and Kings”, där utomhusscener, eldslågor, blå himmel och andra ljusa bildelement framstod bländande starka, samtidigt som dunkla skymningsscener fick mycket fler detaljer och bättre djupkänsla.

Till historien hör att Samsung hade lånat ut ett S UHD-exemplar till en kolorist (färgläggare) strax innan mässan. Han hade mastrat bildmaterialet på just den här skärmen, för att använda all den kontrast den hade.

Vilket leder oss till en av utmaningarna med HDR. Dagens bildstandarder har en ganska så låg maximal ljusstyrka, och kan se helt olika ut på olika TV-apparater. HDR kräver ett med exakt förhållande mellan källmaterial och bildvisare. Regissören måste kunna bestämma och förutse hur ljust eller mörkt källmaterialet ska vara, och det finns mindre utrymme för tolkningar på vägen. Det måste därför finnas en mer exakt överensstämmelse mellan referens-TV:n i studion och vår egen TV hemma i vardagsrummet. Tänk om nästa Michael Bay-, Spielberg- eller Cameron-film mastras för just din TV?

Detta skapar ett behov av en ny HDR-standard som filmbranschen och TV-tillverkarna kan komma överens om. Dolby Vision är ett exempel på en sådan standard. Den nystiftade UHD Alliance en annan. Skillnaden på de två är att Dolby Vision kräver extrem ljusstyrka och därför är dyr att implementera på kort sikt. UHD Alliance är mer anpassad efter TV-tillverkarna och är mer realistiska i sina krav, rättade efter vad dagens TV-apparater klarar av att återge. Skymtar vi början på ett nytt formatkrig? Det är inte säkert, men HDR-utvecklingen befinner sig på ett tidigt stadium än så länge.

Netflix och Blu-ray med HDR

En 4K HDR-bildsignal måste alltså kodas hela vägen, från filmstudion ända fram till skärmen, för att kunna utnyttja moderna TV-apparaters maximala kontrastomfång. Det innebär att aktörer som Netflix, som kontrollerar både produktion och distribution av sina egna TV-serier, kommer att ha en fördel när HDR ska implementeras.

På CES meddelade Netflix att 4K HDR kommer att vara ”guldstandarden” för allt deras egenproducerade material, men det kräver alltså att materialet produceras i HDR-kvalitet från början – eventuellt i RAW-format som kan remastras. Kommande säsong 3 av House of Cards kommer till exempel knappast att ha HDR-kvalitet, inte Marco Polo heller – men kanske nästa säsong? Neil Hunt, Netflix produktionschef, antydde på CES-mässan att deras HDR-material på sikt kommer att omfatta både Dolby Vision- och HUDA HDR-standarderna.

Blu-ray Disc Association har också meddelat att det nya Ultra-HD Blu-ray-formatet kommer att ha stöd för HDR. De har dock inte sagt något om lanseringsdatum, och vi kommer nog inte att få se de första spelarna och filmerna förrän mot slutet av 2015 eller kanske ännu troligare i början av 2016.

HDR en standard för framtiden?
HDR är i allra högsta grad en bildstandard för framtiden, men både bildmaterialet och TV-aparaterna som kan visa fullgod HDR-kvalitet befinner sig en bit bort. Det kommer att ta ett bra tag innan vi får ett brett utbud av 4K HDR-material. Stressade TV-tillverkare kommer dock säkert att använda det som försäljningsargument långt före detta, och vi kommer förmodligen också att få se försök på simulerade HDR-färglägen där de saknade färgerna trixas fram med kreativ bildbehandling.

En sak är säker: ännu är inte sista ordet sagt om HDR. Vi följer spänt utvecklingen!

Källor:
Dolby: Dolby Vision White paper
BBC: Non-linear Opto-Electrical Transfer Functions for High Dynamic Range Television
Myszkowsi/Mantiuk/Krawczyk: High Dynamic Range Video

Audun Hage

(f. 1981): Redaktionschef. Audun anställdes som journalist på Ljud & Bild 2004 och har spelat en aktiv roll i utvecklingen av L&B som tidning och webbplats. Audun är extremt kvalitetsmedveten och känd för sina kräsna öron och skarpa ögon. Som redaktionschef håller han ett öga på allt som journalisterna skriver. Han ansvarar också för Ljud & Bilds TV-tester.