Расширенный динамический диапазон (HDR) в ТВ: что это и как работает?

Расширенный динамический диапазон (HDR) в ТВ: что это и как работает?

Современные телевизоры передают четкую картинку, но изображение все равно может выглядеть плоским, пересвеченным или терять детали в тенях. Причина – ограниченный динамический диапазон SDR, который не способен передать весь спектр яркости и цветов.

HDR (High Dynamic Range) решает эту проблему, делая изображение более объемным, контрастным и реалистичным. Но важно понимать, что не любой телевизор с маркировкой HDR действительно соответствует ожиданиям. Реальный эффект зависит от яркости экрана,контрастности, качества матрицы и подсветки.

В статье Александр Басов, сервисный инженер, Центр ремонта цифровой техники «Rabit» расскажет:

• как HDR меняет восприятие изображения и чем он лучше SDR.
• какие форматы HDR существуют и чем они отличаются.
• почему два телевизора с «HDR» могут показывать разную картинку.
• как выбрать модель, которая действительно раскроет потенциал HDR.
• как правильно настроить HDR для лучшего изображения.

Комментарий мастера:
«Часто клиенты жалуются, что их телевизор с HDR не дает ожидаемого эффекта. На самом деле, HDR – это не просто надпись в характеристиках, а совокупность технологий, которые должны работать вместе. Разберемся, какие телевизоры действительно умеют показывать HDR так, как задумано создателями контента».

Краткая история экранных технологий: как мы пришли к HDR

Ранние телевизоры были далеки от идеальной картинки. ЭЛТ-модели (кинескопы) имели слабую яркость, небольшую цветовую палитру и узкий динамический диапазон. Даже с переходом на ЖК-панели с ламповой подсветкой изображение стало четче, но оставалось тусклым, а темные сцены выглядели размыто.

Настоящий прорыв произошел с появлением LED-подсветки в 2008 году: стало возможным локально затемнять определенные участки экрана, улучшая контрастность. Затем появилась OLED-технология, обеспечивающая бесконечный уровень черного, но с ограниченной яркостью. В 2020 году в игру вступил Mini-LED, который смог объединить высокую яркость LED и точное затемнение, близкое к OLED.

К этому времени стало очевидно, что даже с прогрессивными экранами сам формат SDR (стандартный динамический диапазон) сдерживает качество изображения. Он не передает всю информацию о яркости и цвете, теряя детали в тенях и засвеченных участках.

Первый HDR-формат – Dolby Vision, появился в 2014 году, а за ним пришли HDR10 и его улучшенная версия HDR10+. Сегодня HDR стал стандартом для фильмов, игр и потокового видео, предлагая пользователям более реалистичное изображение.

Что такое HDR: простыми словами

HDR (High Dynamic Range) — это технология, которая делает изображение на экране более реалистичным за счет увеличенного диапазона яркости, контрастности и цветопередачи.

В реальной жизни наш глаз видит богатую палитру светотени – от яркого солнца до глубоких теней. Обычные телевизоры (SDR) сужают этот диапазон, теряя детали в затемненных или засвеченных участках. HDR-экраны передают картинку с более высокой контрастностью и реалистичными цветами.

Если говорить проще, то HDR позволяет:

• Передавать больше деталей в темных и светлых областях. Например, в сцене с заходящим солнцем вы увидите детали и в облаках, и в тенях деревьев.
• Передавать более насыщенные и естественные цвета. Цвета становятся глубже, без пересветов или выцветаний.
• Создавать эффект «глубины». Изображение становится объемным.

Но, чтобы увидеть настоящий HDR, нужно, чтобы все звенья цепочки поддерживали эту технологию:

• Источник контента — видео должно быть снято или обработано в HDR. Обычный SDR-контент не превращается в настоящий HDR просто так.
• Совместимость устройства — телевизор, монитор или проектор должны поддерживать HDR. А еще отличаться высокой яркостью и хорошей матрицей.
• Подключение — кабели HDMI и видеокарты тоже должны поддерживать HDR, иначе картинка будет некорректной.

HDR против SDR: в чем разница?

Главное отличие HDR от SDR – это более глубокие цвета, большая яркость и правильная передача деталей в светлых и темных зонах.

Если коротко: SDR – это картинка с урезанными цветами и контрастом, а HDR делает ее живой и объемной. Пример: 

• В HDR-фильмах ночные сцены передают глубину темноты без потери деталей, а дневные выглядят ярко, но без пересветов.
• В HDR-играх эффекты огня, солнечного света или темных подземелий кажутся более реалистичными.

Совет мастера: если ваш телевизор поддерживает HDR, но картинка не выглядит лучше SDR, проверьте:

• Включена ли HDR-функция в настройках ТВ?
• Используется ли HDMI-кабель версии 2.0 или выше?
• Настроена ли яркость и контрастность?

А главное, убедитесь, что сам контент содержит данные HDR.

Разбираемся в форматах HDR

HDR10 – базовый, но не идеальный

HDR10 – это самый распространенный стандарт, появившийся в 2015 году. Он поддерживает 10-битный цвет и пиковую яркость до 4000 нит, но его главное ограничение – параметры яркости и контрастности задаются для всего фильма или сериала сразу, без покадровой коррекции.

На практике это может выглядеть так: сцена в пустыне, залитая солнечным светом, выглядит отлично, но в затемненных эпизодах той же картины HDR может не проявить себя на 100%. В итоге некоторые сцены могут быть слишком яркими или, наоборот, затемненными, особенно на недорогих телевизорах.

Совет мастера: HDR10 – это минимальный порог для HDR-контента. Если ваш телевизор поддерживает только этот стандарт, то важную роль сыграют другие характеристики – например, уровень яркости экрана и тип подсветки.

HDR10+ – с улучшенной адаптацией

Этот стандарт появился в 2017 году благодаря Samsung, Panasonic и Amazon Video. В отличие от HDR10, он использует динамические метаданные, позволяющие телевизору корректировать яркость и контрастность в каждом кадре.

Это значит, что картинка будет более сбалансированной: темные сцены не провалятся в черный, а яркие не будут пересвеченными. Важно, что HDR10+ – это открытый стандарт, поэтому производители могут использовать его бесплатно, но при этом его распространение пока не такое массовое, как у HDR10.

Совет мастера: если выбираете телевизор от Samsung или Panasonic, смотрите, поддерживает ли он HDR10+ – разница с HDR10 действительно заметна. Но помните: контента в HDR10+ пока меньше, чем в Dolby Vision.

Dolby Vision – премиальный HDR

Разработанный Dolby Laboratories в 2014 году, этот формат считается одним из лучших. Он поддерживает 12-битный цвет (более 68 миллиардов оттенков) и яркость до 10 000 нит (хотя на практике такие экраны пока редкость).

Как и HDR10+, Dolby Vision использует динамические метаданные, но работает точнее, позволяя передавать максимальный диапазон цветов и оттенков. Большинство стриминговых сервисов используют именно Dolby Vision.

Главный минус – лицензионные ограничения. Производители телевизоров должны платить за поддержку этого стандарта, поэтому его чаще можно встретить в премиальных моделях LG, Sony, Philips и TCL.

Совет мастера: если хотите максимально качественный HDR – выбирайте телевизоры с поддержкой Dolby Vision. Особенно это важно для фильмов и сериалов на стриминговых сервисах.

HLG – HDR для телевещания

Формат Hybrid Log-Gamma (HLG) разработали BBC и NHK для телевизионных трансляций. Его главное преимущество – обратная совместимость с SDR. То есть, даже если ваш телевизор не поддерживает HDR, он сможет корректно отобразить картинку в упрощенном виде.

На практике HLG пока мало распространен в России, но если в будущем начнется трансляция HDR-контента на ТВ, скорее всего, это будет именно HLG.

Совет мастера:
HLG – полезная функция, но пока ее редко используют. Если ваш телевизор поддерживает этот формат, это скорее "запас на будущее", чем значимое преимущество.

Advanced HDR и HDR Vivid – малоизвестные форматы

Technicolor разработала Advanced HDR для телевещания и потокового видео, но пока этот стандарт не получил массового распространения.

HDR Vivid – китайский аналог HDR10+, продвигаемый альянсом CUVA. Он встречается в некоторых моделях Huawei и у других китайских брендов, но за пределами Китая пока не популярен.

HDR на коробке ≠ HDR на экране: что важно при выборе ТВ?

Не все HDR-телевизоры одинаковы. Маркировка HDR на коробке не означает, что телевизор покажет идеальную картинку. Даже если модель поддерживает HDR10 или Dolby Vision, качество изображения зависит от яркости, контрастности и типа подсветки. Вот 5 главных параметров, о которых стоит знать при покупке:

Какой формат?

Лучшие варианты – Dolby Vision и HDR10+, так как они используют динамические метаданные и адаптируют картинку покадрово. Базовый HDR10 тоже может дать улучшенное изображение, но без гибкой настройки яркости и контрастности.

Яркость

Минимальное значение для HDR – 800 нит, но для полноценного эффекта желательно от 1000 нит и выше. Бюджетные модели с яркостью 300-400 нит часто просто не способны раскрыть HDR-контент – изображение на них будет выглядеть почти так же, как в стандартном SDR или даже хуже.

Контрастность

Контрастность – один из ключевых параметров, влияющих на восприятие HDR.

• OLED – обеспечивает бесконечную контрастность, так как каждый пиксель может включаться и выключаться отдельно. Это позволяет отображать глубокий черный цвет и идеальные световые переходы.
• LED-телевизоры требуют системы локального затемнения (FALD, Mini-LED), чтобы приблизиться к этому уровню.

Подсветка

Тип подсветки определяет, насколько реалистично телевизор передаст светлые и темные участки изображения:

• Edge LED – подсветка только по краям экрана. HDR-эффект практически незаметен, так как затемнение зон экрана невозможно.
• Full Array Local Dimming (FALD) – подсветка по всей поверхности, с возможностью затемнять отдельные зоны. Дает хорошую реализацию HDR.
• Mini-LED – улучшенный FALD с большим количеством зон затемнения. Один из лучших вариантов для HDR.
• OLED / Micro-LED – каждый пиксель светится сам по себе, создавая идеальную контрастность и максимально реалистичную картинку.

Совет мастера: не стоит ориентироваться только на наличие HDR в характеристиках – важно, как он реализован. Минимальный вариант для нормального HDR – телевизор с FALD-подсветкой, а если бюджет позволяет, лучше выбрать Mini-LED или OLED.

Глубина цвета

Для корректного отображения HDR нужна матрица с 10-битным отображением цвета, иначе картинка будет выглядеть искусственно.

Некоторые модели телевизоров используют 8-битные панели с технологией FRC, которая за счет чередования оттенков имитирует 10-битный цвет. Но в современной реализации такой технологии разница незаметна.

Кейс мастера: как правильно настроить HDR на телевизоре?

Многие владельцы телевизоров с HDR удивляются, когда изображение не выглядит так, как в демонстрационных видео. Дело в том, что HDR по умолчанию может быть настроен не лучшим образом. Разберем, как добиться правильного отображения HDR-контента.

Ситуация. Клиент купил Sony X90K, телевизор с Full Array Local Dimming и поддержкой Dolby Vision. Однако при просмотре HDR-контента на Netflix картинка выглядит слишком тусклой.

Диагностика и решение проблемы.

Диагностика проблемы

1. Проверяем настройки HDR в телевизоре

В меню ТВ включаем «Режим HDR» (на некоторых моделях он скрыт в «расширенных настройках изображения»).

Убедимся, что активирован «Кино» или «Режим режиссера», а не стандартный «Яркий», который часто делает HDR неестественным.

2. Правильный HDMI-кабель

Используем HDMI 2.0 или 2.1. Если стоит старый кабель HDMI 1.4, HDR может отображаться некорректно.

Включаем HDMI Enhanced Mode (на моделях Sony и LG), чтобы ТВ корректно принимал HDR-сигнал.

3. Функция локального затемнения

Если телевизор с локальным затемнением (FALD, Mini-LED), проверяем, что оно включено – это помогает лучше отображать HDR.

В бюджетных ТВ функция «локального затемнения» может вызывать «засветы», поэтому иногда ее стоит уменьшить.

Результат после настройки: 

• Картинка стала более контрастной – детали в тенях лучше видны;
• Цвета выглядят естественно – исчезли засветы;
• HDR-контент теперь отображается так, как задумали создатели.

Вывод:

• Настройки HDR в ТВ требуют ручной корректировки – стандартные режимы часто далеки от идеала.
• Кабель HDMI 2.0/2.1 важен для корректной передачи сигнала.
• Локальное затемнение и правильная настройка яркости значительно улучшают восприятие HDR.