Поясняю за HDR: Part II

Сегодня мы начнем с картофельного HDR, научимся понимать разницу между стандартным и расширенным динамическими диапазонами. Вспомним старичка EW277HDR и поговорим о том почему он крут. А так же вас ждет все то что было обещано в первой части.

Содержание:

Во первых, поздравляю Вас! Да да, именно тебя мой дорогой читатель! Ведь Вы только что стали обладателем нового, замечательного HDR дисплея! Вы владеете данным экраном наверняка не первый год и ничего такого не подозревали и сейчас изумленно читаете эти строки, но Ваш дисплей, тот самый через который вы читаете эту скромную статью, на самом деле HDR!

Как же так вышло?

Дело в том что на протяжении 30 лет стандартом телевещания, а позже и видеозаписей на цифровых и не очень носителях был и остается Rec. 709. Это стандарт, база если хотите. Он подразумевает что контент созданный под этот стандарт будут просматривать на проекторе в кинозале с яркостью не более 100 нит или на домашнем электронно-лучевом телевизоре, все с той же пиковой яркостью. Так же изначально предполагался просмотр контента при гамме 2.4. Но прогресс не стоял на месте и яркость домашних экранов давно перепрыгнула ту самую отметку в сотню нит. При этом появились и другие стандарты, тот же sRGB, например. А еще всем на эти самые стандарты как было, так и осталось наплевать. Мы с вами не всегда имеем роскошь просматривать кино в абсолютно темной комнате, как это происходит в кинозале (хотя я и настоятельно рекомендую Вам так делать). Часто мы смотрим фильм находясь в хорошо освещенной комнате и на мониторе с пиковой яркостью в сто нит и верной гамма кривой в таких условиях мы просто ничего не разглядим. Поэтому в современных телевизорах и мониторах Вам предоставляют возможность послать все стандарты к чертям со словами "я художник я так вижу". Но...

Объясню почему. У кинопроектора, так же как и у ЭЛТ дисплеев(ламповые времена... эх) низкая яркость, но просто запредельная контрастность. Они способны отобразить в одной сцене драматически разные по своей яркости объекты. LCD так не умеет. Принцип работы у него другой: Яркая подсветка лупит сквозь решето из пикселей, задача которых блокировать свет в той или иной степени. И вот проблема здесь в том что даже закрытый пиксель, так или иначе, пропускает через себя свет. У VA-матриц этот эффект менее заметен, у IPS его порой даже днем можно разглядеть. В голых цифрах это: 3000:1 у лучших представителей LCD, против 150000:1 у старенького лампового гигачада. Ну вы смеетесь что ли? В стандартах HDR прописаны минимальные значения контрастности не просто так и значения там, по самым скромным запросам - 20000:1, что с лихвой выходит за рамки возможностей лучших LCD дисплеев.

До финальной итерации, к которой будут апеллировать в будущих статьях потомки, стандарту пока далековато, но подвижки (Rec. 2100) есть. Уже сейчас сформированы общие принципы. Во первых HDR это всегда уход от гамма-кривой. Вместо нее используется PQ (поверьте вы не хотите видеть этот акроним на русском), а в альтернативу ему есть гибридная логарифмитическая гамма - она же HLG, но это просто попытка усидеть на двух стульях. Во вторых планка пиковой яркости смещена до одной тысячи нит, при сохранении яркости черных участков на уровне 0.005 нит.

В третьих на сей раз изменения условий просмотра с референсных (темная комната кино-зала), на, простите, Васянские собираются учесть. Это будет реализовано (у некоторых уже работает - LG, Sony, Samsung и даже Benq, например) при помощи датчика освещенности встроенного в экран. При помощи полученных данных дисплей будет смещать планку PQ и адаптировать контент к условиям просмотра.

Начнем с того, как его выбирать точно не стоит. Игнорируем любые неизвестные логотипы с акронимом HDR на сайтах, коробке или на нем самом. Видим на коробке Asus cinema HDR, проходим мимо. Benq HDRi? Идем не меняя направления. Даже если Вас манят заветным логотипом HDR10, стойко стоим на своем.

Так куда же смотреть? Из логотипов доверять можно VESA Display.У них есть несколько стандартов. Во первых HDR400/600/1000/1400, во вторых HDR true black 400/500/600. Доверять безоговорочно можно только второму. Он сообщит две вещи - во первых перед вами дисплей на OLED матрице, а во вторых его пиковое значение яркости не ниже той цифры что красуется на логотипе. Проблема только в том что в списке сертифицированных устройств Вы найдете одни ноутбуки, что полезно если ищите устройство подобного класса, но лишено смысла если на рынок Вы пришли за монитором. Тогда как выбрать себе OLED? На самом деле не так и сложно. Во первых необходимо понимать что яркость для OLED экрана нельзя выразить одной цифрой.

Перед вами графики зависимости максимальной яркости от задействованной площади экрана. Как видите, яркость OLED планомерно снижается по мере увеличения отображаемого объекта. У LCD яркость тоже изменяется, но до определенного момента она только растет, после чего так же резко падает. За это отвечает алгоритм ABL - автоматический ограничитель яркости. Чем больше светодиодов одновременно светиться, тем больше энергии они потребляют и больше тепла вырабатывают. Алгоритм служит защитой вашего экрана. Падение яркости у LCD при отображении мелких объектов обусловлено особенностями ковровой подсветки.

И так теперь мы знаем что одной цифры мало. Нужен комплексный подход. Ищем грамотные тесты интересующего нас агрегата в интернете и смотрим на показатели яркости. Показатель контрастности нас не интересует, этими миллионами мы будем флексить после покупки. Что нас может заинтересовать и обязательно заинтересует так это показатель Color Volume. Это более полные сведения о возможности отображения цветов монитором.

Не бойтесь. Но если серьезно, то тут все еще сложнее. Во первых вернемся к VESA. К сожалению сертификация HDR Display оказалась достаточно бесполезной.

На что смотрим? Во первых на тип матрицы. В основе любого QLED, ULED, Mini-led и прочих маркетинговых названий попрежнему старая добрая LCD панель. Они как мы знаем бывают разных вариантов. В основе своей используются два типа матриц: IPS/ADS и VA/AMVA. У первых ниже контраст, у вторых хуже углы обзора, но я думаю вы и так уже в курсе, так что не будем в очередной раз начинать историю про дядю Бена. Куда важнее для нас подсветка. Тут тоже типов в основном два: Full Array with local dimming (FALD) и Mini-led. Спойлер, вторая лучше. Потому что чем больше зон в вашей подсветке тем меньше вы заметите ореолы вокруг ярких объектов на темном фоне. Количественно это выглядит так:

Отдохнули от стены текста, теперь заканчиваем шутейку - количество зон само по себе ничего не значит.

Проблема в том что зачастую телевизор с меньшим количеством зон проявляет себя лучше, нежели конкурент с неимоверно большим числом зон. И тут я, к сожалению, Вам не смогу дать исчерпывающего пояснения как с OLED. У LCD слишком много факторов. Разумеется на VA матрицах засветка будет видна меньше, и конечно же большее количество зон подсветки в этом тоже поможет. Однако все это легко может перечеркнут кривой софт телевизора. Mini-led и FALD это костыли. Иногда этот костыль работает хорошо. А иногда вы включаете VRR и ваш FALD просто отключается, потому что мозг телевизора или аппаратная часть подсветки просто не успевает за динамично сменяющейся частотой экрана. Подобные вещи можно узнать только в тестах.

EW277HDR выпущен компанией BENQ в середине 2017 года. В основу монитора легла AMVA матрица и подсветка с двумя режимами работы. В стандартных режимах ее яркость была до 300 нит, а при активации HDR форсировалась до четырех сотен. Контрастность как и полагается данному типу матриц составила 3000:1, а цветовой охват покрывал на сто процентов BT. 709 пространство и более 90% DCI-P3. Цена: 12000-15000 рублей.

Озвучу сразу очевидный итог: Перед нами классический HDRen't дисплей или как я люблю называть такие - HDR Ready (по аналогии с популярным в конце нулевых маркетинговым брендом HD Ready)

То есть в настоящий HDR это чудо не умеет и просто нагло нас обманывает. Тогда почему же у меня к нему такие теплые чувства? Все просто: Хороший SDR монитор может быть приятнее глазу плохого HDR монитора. А перед нами выдающийся монитор. Да, у него всего 60 герц и это FullHD (TW: на 27-ми дюймах!!1), поэтому любителей Контры он конечно же разочарует, но во всем что касается картинки он удивлял. Хорошая базовая калибровка. Широкий спектр настроек. Безумно глубокий контраст. И высокая яркость. Все эти параметры давали нам отличную картинку - яркую, сочную, с достаточно глубоким черным.

Но пора поговорить о том как же все таки себя вел HDR при его активации, раз уж он у нас есть. Во первых у монитора есть кнопка HDR на передней панели. Нажатие на нее приводило к простому эффекту: AutoHDR для самых бедных. По сути просто увеличивалась яркость картинки. Во вторых, HDR режим изображения как и положено активировался при соответствующем входном сигнале. Таким сигналом в моем случае служила PS4 Pro.

Даже не думайте в серьез что-то сравнивать по этим фотографиям, они исключительно для иллюстрации и передают ровно ничего.

Во первых: Если вам показалось что SDR как то ближе и милее глазу, то... вам не показалось. Наш мозг любит контраст. На этом основывается цветокоррекция в кино, дизайны логотипов и всего что нас окружает. И вот SDR на таком классе устройств смотрится контрастнее.

HDR на EW277 действительно передает больше информации о сцене, по сравнению с SDR рендером. И в некоторых случаях он действительно полезен, им приятно пользоваться. Однако в жертву большей детализации мы приносим контраст. Наша картинка становиться более плоской и менее цепляющей чем она могла бы быть.

2016-2019

В вопросах HDR гейминга консоли обошли ПК-бояр на три головы. Мало того что на консолях HDR появился раньше, так еще и многие игры там имеют банально лучшую его реализацию. А в самых запущенных случаях одна и та же игра на консоле могла иметь полную нативную поддержку HDR, а на ПК выйти вовсе без намека на реализацию этой функции. (Передаем пламенный привет CDPR). Windows 10 не разделяет SDR и HDR и при активации последнего все элементы интерфейса светят вам в глаза, выжигая пиксели вашего нового OLED экрана. Калибровка и поддержка HGIG есть только на консолях.

2020-2023

На сегодняшний день ситуация с HDR далеко продвинулась. Начнем не с игр, а оболочки вокруг: Если у вас HDR экран и вы по какой-то причине до сих пор остались на Windows 10 - бросайте все и срочно обновляйтесь. В Windows 11 наконец-то реализовали все то что мы так долго ждали: Системную калибровку HDR профиля, возможность задать яркость интерфейса и прочих SDR элементов при отображении в HDR среде и даже подрезали у Xbox series крайне полезную фишку - AutoHDR. Обновились? Качайте из магазина приложений Windows HDR Calibration.

Но довольно! Мы наигрались в настройки и готовы перейти к серьезным вещам, а именно - геймингу! Starfield, жди, мы идем. Запускаем игру...

И он бы туда обязательно и отравился, если бы не фанаты. Знакомьтесь: LUMA.

Впрочем, я думаю в Старфилд мы наигрались. Вернемся к нему через пару тройку патчей. Слышите эту музыку из 90ых? А скрежет гидравлики и металический стук? Живыми или мертвыми Вы пойдете со мной... играть в новинку на топовом Unreal Engine 5!

Но не беда, мы как ни как на PC. Мода для этой игры, к сожалению, нет, но у меня есть кое что получше.. нет, не рисунок ключа. Special K!

Скачиваем, устанавливаем и запускаем. Игры должны сами подтянуться в список справа, но если нет, добавляем нужную нам игру вручную. Помните: ни в коем случае не используйте этот инструмент для онлайн игр. Античит может ошибочно принять SK за угрозу. Запускаем игру через лаунчер Special K, зажимаем Ctrl + ⇧ Shift + ← Backspace и попадаем...

Для настройки этого чуда вооружаемся знаниями о своем экране, здесь нам понадобиться только пиковая яркость. Далее идем на Wiki и проделываем все что написано там. Крутим пиковую яркость и средние тона пока нам не понравиться результат. При желании можно включить фильтры для отображения яркости сцены или разделить экран на до и после применения алгоритма. Повторюсь, Special K это последнее средство. Используйте его только в случае если HDR очень нужен, а модов или других решений, к сожалению, нет.

К сожалению, даже в 2023 году, спустя семь лет с момента появления HDR в играх, множество проектов выходят мало того что без его нативной поддержки, но и хоть какой либо реализации вовсе. Одной из последних стала The Finals, например. Хотя что уж говорить если даже крупные студии вроде Bethesda не способны выполнить реализацию этой фичи на должном уровне. Ключевая проблема здесь в отсутствии хоть какой либо стандартизации. Да, есть BT. 2100, но он окончательно сформировался относительно не давно и в первую очередь направлен на кино. Да, есть HGIG, однако в альянс по прежнему вступило преступно мало студий и ещё меньше производителей железа.

И вот в последних кроется главная проблема HDR на сегодняшний день. На рынке слишком много посредственных HDR экранов, не способных порой корректно отобразить даже rec. 709, но зато гордо несущих на своей коробке логотип HDR. Такие устройства дёшевы, а потому именно они попадают в дома массового зрителя и игрока. Как результат последние не понимают зачем этот ваш HDR нужОн, а разработчики продумывая визуал своей будущей игры вынуждены учитывать неимоверно широкий разброс технических характеристик различных устройств. Последнюю проблему легко устранить с помощью предоставления более гибкой настройки HDR в игровом меню, что демонстрирует та же LUMA, а потому ответственности с разработчиков не снимаем. Я же от себя крайне рекомендую вам при приобретении своего следующего экрана держать в голове прочитанное сегодня. И подойти к его выбору максимально вдумчиво, ведь сделать правильный выбор в этой области, за последние шесть лет стало как никогда сложно. Надеюсь что в ближайшее время ситуация изменится в лучшую сторону. Приход OLED матриц в массы на это жирно намекает.

Статья вышла длинной и вместила в себя разумеется не все. Что-то я банально упустил, что-то сознательно проигнорировал дабы не раздувать и без того огромное полотно текста. Какие то фишки я прямо сейчас тестирую и проверяю и просто не могу пока о них уверенно писать, а потому вы их здесь не увидели. А чего-то вполне возможно я не знаю сам. Но я надеюсь что благодаря вашим комментариям мы исправим упущенное и дополним недосказанное. Делитесь своим мнением, фишками и мыслями под статьей, огромное спасибо, лично тебе, дорогой читатель прочитавший всю статью от начала и до конца, всем спасибо, всем пока!