PQ10 или HDR10. Проблемы HDR

Если вы читали что-нибудь об HDR-видео, то вполне возможно у вас сложилось впечатление, что основной формат режима HDR – это HDR10 с его статическими метаданными, который поддерживают почти все HDR-телевизоры 4К. Однако это не совсем так.

Технология, лежащая в основе большинства видеоформатов HDR (практически всех, кроме HLG), воплощена в Perceptual Quantizer (PQ) и формализована стандартом STP-2084 от SMPTE (общество инженеров кино и телевидения). Этот Перцептуальный Квантизатор лежит в основе HDR10, Dolby Vision, Philips / Technicolor Advanced HDR и Samsung HDR10+.

Проблемы HDR10

Стандарт HDR10

Что касается HDR10, то этот открытый формат закреплён стандартом ST-2084 со статическими метаданными ST-2086, 10-битным цветом и цветовым пространством BT.2020. PQ сам по себе не имеет метаданных HDR10, используемых для передачи телевизору характеристик эталонного монитора студии, задействованного при мастеринге видео.

И это не обязательно является проблемой. Можно сделать достойный HDR и без метаданных. Почему без? Да потому, что квантизатор сам в состоянии оценивать покадровую яркость и выставлять нужную на телевизоре. И это приводит к большей совместимости HDR с существующими процессами формирования видеосигнала.

Проблема несогласованности

Тогда, собственно, в чём проблема? Проблема с HDR10 заключается в том, что стандарт довольно хорошо определяет, какими должны быть метаданные, но не то, что должно делать с ними устройство рендеринга, другими словами телевизор. Насколько известно, производитель телевизоров может отклонить или игнорировать все метаданные и всё равно утверждать о совместимости с HDR10.

Телевизоры Sony HDR спокойно обходятся без метаданных о постоянной яркости в HDR10 (MaxCLL, MaxFALL). Но на самом деле они замеряют покадровую яркость и создают динамические метаданные, используемые для вывода на экран контента HDR10. Есть ещё и другие признаки. На международной выставке мультимедийных технологий IBC 2018 компания Dolby (которая придумала PQ) продемонстрировала реальную несогласованность рендеринга HDR10 среди телевизоров разных брендов.

Если удалить все метаданные из HDR10, то в сухом остатке будет то, что называется PQ10, т.е. продукт деятельности перцептуального кванитизатора по преобразованию контента HDR10 в видеосигнал для телевизора. Вы когда-нибудь видели ТВ-производителя, который бы утверждал, что телевизор поддерживает PQ или PQ10? Скорее всего, нет.

А должны ли производители реально упоминать об этом? И снова – скорее всего, нет. Это тогда будет выглядеть как ещё один тип HDR, а само по себе расширение подвидов не является хорошей идеей, хотя по определению это подмножество HDR10. Ну а как производитель должен объяснить PQ10?

Определение HDR без метаданных

Возможно, лучший способ дать объяснение всему букету состоит в классификации HDR по метаданным: без метаданных, со статическими метаданными и с динамическими метаданными. И как HDR10 иногда называют «Dolby Vision Lite», так и PQ10 может быть целесообразно называть «HDR10 Lite». Тогда определение PQ10 может выглядеть так:

• Гамма-коррекция PQ (SMPTE ST-2084).
• Цветовое пространство BT.2020.
• Глубина цвета 10 бит.

Как видим, отличие от HDR10 только в том, что в данном определении отсутствуют статические метаданные стандарта ST-2086. Возможно, в этом причина того, что для HDR10 нет официального логотипа (для PQ10 тоже), а также нет оснований одобрять или сертифицировать реализации HDR10.

PQ10 может иметь отношение главным образом к телевещанию, но HDR10 используется во множестве методов распространения, включая потоки OTT контента VoD и диски Blu-ray Ultra HD. Пока что будьте готовы, что объявление поддержки HDR10 ни о чём не говорит. Производители могут искажать реальное положение дел, когда заявляют о поддержке HDR10, скорее всего из-за плохого определения, что на самом деле эта поддержка означает.

Это также помогает объяснить, почему существует такое широкое разнообразие характеристик HDR у различных телевизоров. Так что лучше перейти на высококачественные HDR-форматы, такие как Dolby Vision, чтобы обеспечить более стабильную производительность.