Широкий динамический диапазон в мониторах. Стоит ли сейчас покупать монитор с HDR?

Содержание.

1) Введение.

2) Display HDR - программа сертификации VESA.

3) Важные характеристики дисплеев для отображения HDR.

4) Реалии нашего рынка.

5) Выводы.

Введение.

 

HDR-контент – изображение, содержащее в себе больше информации для отображения на подходящем дисплее: информацию о минимальных и максимальных уровнях яркости для отдельных объектов на экране, средние уровни яркости для кадров или сцен, а также особые колориметрические данные. «Качественный» HDR контент способен подарить совершенно новый визуальный опыт, в случае воспроизведения на подходящем дисплее. Это новый виток развития изображения и контента. Это другое изображение, при качественном мастеринге.

Широкий динамический диапазон появился и начал развиваться в телевизионном сегменте в недалеком 2016 году. При появлении нового термина, пользователи смотрели в его сторону весьма недоверчиво, да и не без причин: потенциал HDR в тот момент раскрывали только демонстрационные ролики, созданные производителями телевизоров в сотрудничестве с создателями контента, воспроизводимые на премиум телевизорах. Сообщество попросту не могло оценить практическую пользу от нового стандарта за неимением такой возможности. Первый контент, постепенно появляющийся в сервисах онлайн просмотра, был «первым HDR опытом», зачастую не раскрывал потенциал широкого динамического диапазона на долю, достаточную чтобы впечатлить пользователя, был «сырым», так же, как и большинство дисплеев среднего ценового диапазона, на которых он просматривался. Новация тонула в собственных недоработках.

Чтобы как-то спасти ситуацию и навести порядок среди рынка HDR-дисплеев, был создан орган UHD Alliance, который ввел перечень минимальных технических критериев для дисплеев, образовавших сертификацию UHD Premium. Телевизор, прошедший программу сертификации, мог обеспечить наилучший визуальный опыт при воспроизведении контента, но такие телевизоры стоили/и стоят весьма недешево до сих пор, но программа сертификации описывала многие критерии для составляющих изображения, технические спецификации дисплея, для корректного отображения изображения в HDR, в том числе. Существование эталонов для UHD TV направило развитие рынка дисплеев в иное русло, производители телевизоров стали стремиться к показателям, изложенным в сертификате, это сулило Царь-шильдик на телевизоре и дополнительный интерес со стороны покупателя, так же, как и основание для рекламы своей продукции. Параллельно увеличивалось количество контента в HDR, как и его качество. В 2018 году существует масса контента, как и дисплеев, способных отобразить HDR во всей его красе, прошедших процесс двухлетней эволюции и работу над ошибками. С нашим собственным экспериментом с HDR телевизором премиум качества и HDR контентом вы можете ознакомиться здесь.

Ситуация на данный момент на рынке мониторов с HDR напоминает ситуацию с рынком телевизоров в 2016 году, за исключением момента с HDR-контентом – компьютерных игр самых различных жанров в HDR качестве уже предостаточно (даже в различных HDR форматах), а вот дисплеев, способных подарить пользователю положительный опыт – к моему глубокому сожалению, нет.

Display HDR - программа сертификации VESA.

В прошлом году на рынке компьютерных дисплеев начали появляться модели с упоминанием поддержки HDR, но характеристики этих дисплеев мало отличались от спецификаций обычных дисплеев: производители подло наделяли обычные мониторы поддержкой контента, желая продать свой продукт неразборчивому пользователю на волне популярности термина HDR, но в действительности, изображение на этих продуктах ничем не отличалось / даровало еще и отрицательный опыт от знакомства с HDR. Маркетинг и ничего более.

В конце 2017 года ассоциация стандартизации видео-электроники (VESA) представила миру программу сертификации для компьютерных жидкокристаллических мониторов, разработанную в сотрудничестве с перечнем ведущих компаний в области производства дисплеев, обработки изображения, создания программных продуктов: NVIDIA, Microsoft, LG, LG Display, Samsung, HP, AMD, Intel, Lenovo, Dell, Asus, Samsung, Realtek и других. На данный момент список включает в себя 20 компаний.

Программа сертификации разделяет продукцию, прошедшую сертификацию, на три класса: HDR400, HDR600, HDR1000, которые отображают суммарную визуальную производительность цифровым индексом. Следующая таблица отражает требования к цветопередаче, способности к изменению яркости дисплея в разных сценариях работы, требованиям к минимальному уровню яркости (уровню черного), отрезок времени, за который дисплей должен изменить минимальную яркость к максимальной.

Категория мониторов SDR – монитор, работающий в стандартном динамическом диапазоне, монитор обычный, ваш монитор. Эта таблица указывает на минимальные технические требования к характерикам дисплея для прохождения сертификации определенного уровня. Мониторы с сертификатами 600 и 1000 – демонстрируют серьезный прогресс в технических возможностях отображения изображения, по сравнению с обычными мониторами. Как мы можем приметить, индекс классов сертификации соответствует спецификации максимально-возможной яркости в локальном участке экрана.

HDR400 – категория мониторов, которая позиционируется как базовый/начальный монитор с HDR. Требования к продукции содержат в себе максимальную яркость на 50% выше, чем имеют стандартные мониторы, работающие в SDR диапазоне - в 400 Нит. В роли управления подсветкой прописано требование иметь динамическую контрастность. Требования к характеристикам, влияющим на цветопередачу – настоящая глубина цвета в 8 бит и минимум изменений в охвате цветовых пространств, по сравнению с обычными мониторами.

Откровенно говоря, данная категория мониторов содержит в себе минимум характеристик, требующихся для корректного отображения HDR-контента. Требуемые уровни черного (0.4) далеко не ушли от SDR диапазона, как и максимальный уровень яркости. Соответствия требованиям сертификата HDR400 не позволят продукту продемонстрировать значительный шаг в отображении изображения невооруженным взглядом покупателю. Современные мониторы среднего ценового сегмента имеют номинальную яркость порядка 300-350 Нит, динамическую контрастность, и тот же привычный цветовой охват цветового пространства sRGB из эпохи BT.709, эпохи телевидения высокой четкости. Монитор аппаратно не сможет отобразить вам существенно больше. Отсутствие 10 битной глубины цвета, дающей возможность отобразить миллиард оттенков, отсутствие низких уровней черного и высоких уровней белого, отсутствие локального затемнения, заявленного охвата DCI-P3 (родного цветового пространства для HDR10) – приближают этот класс мониторов к SDR, а не демонстрируют серьезный прогресс.

В свою очередь, общее управление контрастностью экрана – далеко не лучший метод реализации управления подсветкой для HDR (но проверенный, надежный и дешевый), так как не позволит даровать пользователю высокое качество изображения в широком динамическом диапазоне за невозможностью независимого изменения яркости в нужных участках дисплея, регулируя общую яркость. В преимущественно темной сцене, вы потеряете и не увидите яркость светлых участков, так как монитор их попросту заглушит, не имея возможности выделить их. Лично на мой взгляд – динамическая контрастность противопоказана HDR контенту, так как не дает возможности раскрыть его потенциал. Создав подобный сертификат, ассоциация VESA рискует спровоцировать огромную волну «сертифицированной» HDR продукции, которая покажет покупателю HDR-контент в недостаточно хорошем свете, что идет в разрез с их святой миссией программы сертификации.

HDR600. Мониторы, прошедшие сертификацию и получившие этот класс – серьезный прогресс в отображении изображения, соответствуют, как минимум, минимальным требованиями сертификации класса HDR600 (могут их и превышать). Максимальный уровень яркости в локальных участках вдвое превышает уровень яркости в обычных мониторах. Требования к минимальному уровню яркости предполагают использование локального затемнения. Глубина цвета в 10 бит на компонент цветовой модели RxGxB, обеспечивающая существенно эволюционировавшую цветопередачу, видимую невооруженным взглядом. Охват цветового пространства sRGB/BT.709 - 99%, охват цветового пространства DCI-P3 – 90%.

Требования к этому классу программы сертификации Display HDR намного серьезнее. В теории, мониторы, прошедшие сертификацию HDR600, будут обладать характеристиками, способными передать яркую и сочную HDR картинку пользователю в расширенной цветовой гамме, пестрящей множеством новых реалистичных оттенков. Локальное затемнение присутствует, но наверняка, в простейшей реализации – круговой/краевой системе управления подсветкой. Располагаться эти мониторы будут в среднем ценовом диапазоне (более 30 тысяч рублей), далее все зависит от улучшений и маркетинговых фишек, которые применит производитель в конкретной модели и от его «аппетита». При качественном производстве производителем – оптимальный и хороший выбор, способный подарить совершенно новый визуальный опыт в играх и фильмах.

HDR1000. Мониторы для профессионалов и создателей контента. Премиум дисплеи с премиум характеристиками. Максимальная локальная яркость 1000 нит, максимальная общая кратковременная яркость 1000 нит. Уровень минимальной яркости / уровень черного 0.05 нит соответствует сертификации для ЖК-телевизоров UHD Premium, указывая на более продвинутую дискретную систему управления подсветкой, чем в мониторах с HDR600. Минимальные требования к глубине цвета и охвату цветовых пространств соответствует классу HDR600 – 10 битная глубина цвета, 99% охват цветового пространства sRGB, 90% охват DCI-P3.

Мониторы, прошедшие сертификацию Display HDR и получившие класс HDR1000 – это вершина технологических достижений в производстве жидкокристаллических компьютерных дисплеев. Минимальные уровни черного говорят об использовании сложных (читай – дорогих) систем управления подсветкой, вероятнее всего – полноматричное локальное затемнение (FALD – Full Array Local Dimming), разбивающее весь дисплей на независимо контролируемые участки, состоящие из групп светодиодов. Чем больше таких участков, тем точнее общий контроль яркости изображения, тем точнее формирование и разделение ярких и темных оттенков. Также позиционирование класса сертификации говорит о возможном использовании усовершенствованных цветофильтров, так как область профессионального изображения очень требовательна к точной и реалистичной цветопередаче. Говоря о цене на этот класс продуктов, сложно не поперхнуться – на данный момент сертификацию Display HDR HDR1000 прошли только три продукта: Acer Predator X27, Asus ROG PG27UQ и Philips Momentum 436M6VBPAB. Заявленная цена на эти мониторы за рубежом начинается от отметки в $2000.

Важные характеристики дисплеев для отображения HDR.

 

Но какие именно характеристики обеспечивают «правильную» картинку в HDR, а какими можно и пренебречь? На поприще мониторов, с развитием киберспорта и становлением как отдельной дисциплины в спорте, с его возросшей популярностью, производители наводнили рынок «игровыми» мониторами, которые далеко не всегда имеют характеристики, существенно влияющие на качество изображения, а порой имеют функции и вовсе бесполезные, но цена на эту группу товаров всегда высокая. Нет сомнения, что мониторы с сертификацией VESA появятся в этой группе, в первую очередь. Как не переплатить за ненужные маркетинговые тренды, выбрав оптимальный продукт? Подчеркну характеристики, указанные в программе сертификации, и объясню почему следует опираться на следующие характеристики при подборе монитора:

Яркость. Уровни максимальной и минимальной яркости. Контрастность. Ключевая характеристика матрицы, играющая огромную роль в формировании качественной картинки: уровень максимальной яркости важен для создания ослепительно впечатляющего белого цвета. Также на высокие уровни яркости опираются многие оттенки, более высокая яркость – улучшит их передачу/позволит передавать новые оттенки при иных характеристиках, образующих цветопередачу. Уровень минимальной яркости – это уровень черного цвета, чем ниже этот уровень, тем темнее будет черный цвет, глубже сцены, содержащие темные оттенки. Контрастность – величина, получаемая путем деления максимальной яркости на минимальную. Характеризует шаг, с которым монитор может изменять свою яркость, чем выше контрастность = тем лучше монитор сможет отразить детализацию контента.

Локальное затемнение и его наличие. Важнейший атрибут в экипировке HDR-монитора. Локальное затемнение позволяет увеличить контрастность монитора. Главное преимущество аппаратного (дискретного) локального затемнения – возможность изменять яркость объектов на участках их расположения, не влияя на яркость картинки в соседних участках и на яркость изображения в целом. Монитор без краевого/кругового/полноматричного локального затемнения будет основан на общем изменении яркости изображения (динамической контрастности), а это не целесообразно стандарту HDR: динамическая контрастность влияет на яркость всего монитора всецело, яркость белого в преимущественно темной картинке будет снижена, а минимальная яркость темных и черных участков изображения в светлых сценах будет повышена. Наличие дискретного локального затемнения, а не общим управлением яркостью – важнейший атрибут для создания максимально-точной HDR картинки.

Цветопередача. Глубина цвета и цветовой охват. Глубина цвета в 8 бит (HDR400) обеспечивает отображение 16.7 млн оттенков, соответствуя рекомендации BT.709 - эпохе изображения высокой четкости, постепенно проходящей эпохе. На данный момент существуют иные цветовые пространства, в которых содержится значительно большее количество оттенков (DCI-P3 и цветовое пространство, описанное в рекомендации BT.2020). Именно на этих цветовых пространствах ориентируется эпоха телевидения сверхвысокой четкости, на оттенках из этих пространств будет базироваться создание цифрового контента в ближайшее будущее. Заявленных мониторов с высоким охватом пространства BT.2020 я еще не видел. Но мониторы с 10 битной глубиной цвета, обеспечивающие отображение более одного миллиарда оттенков и поддерживающие DCI-P3 в высоком процентном соотношении – уже есть. Такие мониторы обеспечат создание визуализацию, пестрящую гораздо более яркой и реалистичной сочной картинкой.

Тип матрицы. VA или IPS и их более совершенные модификации (MVA, AH-IPS, QLED VA (грубо говоря, тот же VA, модифицированный фильтром из квантовых точек компанией Samsung для улучшенной цветопередачи)). Я сомневаюсь, что вообще увижу HDR мониторы с TN-матрицами, так как специфика технологии производства TN, даже модифицированных и достаточно дорогих, предполагает далеко не лучшую цветопередачу и не лучшие уровни контрастности. Не лучшая база для HDR дисплея, в теории - худшая. IPS могут похвастаться хорошей цветопередачей, но контрастность у них не самая высокая, если только не применено дорогое дискретное локальное затемнение, а как мы уже знаем, контрастность – важный элемент для лучшей детализации HDR картинки.

VA матрица обеспечивает наивысочайший уровень контрастности, благодаря самой лучшей передаче уровня черного среди технологий производства непрофессиональных ЖК-дисплеев. Предположу: именно на этих матрицах будет базироваться большинство жидкокристаллических мониторов с поддержкой HDR, желающих пройти сертификацию VESA Display HDR.

Nvidia G-Sync HDR, AMD FreeSync 2 HDR. В своих изначальных версиях – это главные конкурирующие технологии революционной плавной синхронизации Nvidia G-Sync и AMD FreeSync, устраняющие артефакты синхронизации (разрывы и подергивания изображения) монитора с видеокартой, а также – минимальные задержки, меняя схему синхронизации: видеокарта синхронизируется с монитором, а не монитор с видеокартой, выводя на дисплей столько кадров, сколько отрендерила видеокарта. При выборе монитора следует отталкиваться от вашего графического адаптера: владельцам видеокарт Nvidia следует ориентироваться на монитор с поддержкой Nvidia G-Sync, владельцам видеокарт AMD – на поддержу AMD FreeSync.

Nvidia G-Sync HDR – аппаратно-программное обеспечение, включающее в себя функции Nvidia G-Sync и добавляющее поддержку HDR. Nvidia G-Sync HDR объяснит HDR монитору как именно нужно работать в новом цветовом диапазоне при включенном HDR. Наличие этой функции гарантирует корректную работу видеокарты Nvidia в широком динамическом диапазоне, соединяя монитор нового поколения и видеопроцессор в единое целое. Технологию будут поддерживать видеокарты уровня 1050 и выше в Windows 10.

AMD FreeSync 2 HDR – аналогия, за исключением еще одной новой функции, реализованной AMD – компенсации задержки низкой частоты кадров (LFC). Преимущества технологии в широком распространении и цене: каждый монитор уровня HDR600 будет поддерживать эту технологию, а количество мониторов с AMD FreeSync 2 неоднократно выше, чем с Nvidia G-Sync HDR, а цены на них – существенно ниже. Видеокарта, обладающая поддержкой FreeSync, будет поддерживать FreeSync 2.

Операционная система. Проблема в том, что многие уже существующие мониторы с поддержкой HDR не весьма корректно работают в операционной системе Windows 10 (про поддержку старых версий речи вообще не идет), очень многие пользователи жалуются на искажение оттенков при включении HDR в играх. Очень расстраивает, что палки в колеса вставляет сама Microsoft, но надо полагать, что новая технология проходит стадию адаптации в программной среде и в будущем проблема будет устранена в новых обновлениях Windows 10.

Интерфейс подключения. Для вывода картинки в широком динамическом диапазоне требуется подключение через HDMI 2.0a/DP 1.3-1.4 (уточнять у производителя ГП).                                                                                                                                                                                                                                   

Разрешение. Соотношение сторон. Характеристики, не определяющие качество формирования монитором картинки в HDR. Влияет только на его итоговую четкость. Стоит подбирать разрешение, исходя из производительности своего компьютера, ведь обработка огромного количества дополнительных пикселов, образующих картинку, наложит огромную нагрузку на вашу систему. Обработка 10 битного сигнала в HDR наложит дополнительную нагрузку. Соотношение сторон также не влияет на качество HDR.

Частота кадров. Высокая частота кадросмен делает картинку намного плавнее, быстрее выводя каждый проработанный кадр на экран, но эта характеристика не влияет на качество картинки в HDR, если монитор прошел сертификацию VESA Display HDR.

Безумно-высокая скорость отклика, фильтр черного, геймерские таймеры, опциональные прицелы в игре и иные бесполезные «геймерские» атрибуты никак не повлияют на отображение HDR.

Реалии нашего рынка.

Рассматривая текущий рынок компьютерных дисплеев с HDR, немного расстраиваешься: крупнейшая торговая площадка Яндекс.Маркет прячет фильтр «поддержка» HDR среди прочих фильтров, хотя это один из самых актуальных трендов, возможности выбрать монитор по классу программы сертификации Display HDR – отсутствует.

Большинство из представленных мониторов на рынке с поддержкой HDR – мониторы с высоким разрешением, высокой частотой кадров, «геймерскими» примочками, но с характеристиками, не удовлетворяющими программе сертификации VESA, а потому станут не лучшим приобретением для отображения изображения в широком динамическом диапазоне, поддержку HDR в них можно назвать лишь двигателем спроса/дешевой косметикой.

Мониторы, прошедшие сертификацию VESA Display HDR, находятся в списке сертифицированных продуктов на сайте displayhdr.org, а потому наличие продуктов каждого класса нетрудно промониторить:

Класс HDR400: в наличии есть только Dell S2719DM и Philips 328P6AUBREB. Как я описывал выше, это не лучший класс для HDR монитора, так как ключевые характеристики, необходимые для создания картинки в высоком динамическом диапазоне, отсутствуют. Dell S2719DM обладает неплохим уровнем максимальной яркости, охватом sRGB 99%, DCI-P3 85% (не хватает 5% до HDR600), но контрастность указывает на уровень черного лишь в 0.6 нит. А отсутствие 10 битного цвета сузит количество отображаемых оттенков.

Класс HDR600: на данный момент, сертификацию прошли всего 4 продукта, в наличии которых я не нашел.

Класс HDR1000: сертификацию прошли всего три модели, из которых в наличии только Asus Rog Swift PG27UQ в двух магазинах со скромным ценником в 200+ тысяч рублей.

Выводы.

Ситуация на рынке компьютерных мониторов с поддержкой HDR в настоящее время напоминает весьма печальную ситуацию на рынке телевизоров в 2016 году: рынок наводнен продуктами с поддержкой широкого динамического диапазона, но лишь единицы обладают необходимыми характеристиками для, в теории, корректного отображения HDR. В конце прошлого года Ассоциация Стандартизации Видео Электроники (VESA) создала программу сертификации Display HDR для жидкокристаллических компьютерных дисплеев - эталонного перечня минимальных технических характеристик, которыми обязан обладать продукт с поддержкой широкого динамического диапазона для его корректного отображения: класс HDR400 – класс с начальными спецификациями, которые не обеспечивают существенный шаг развития по сравнению с современными SDR мониторами, почему не обеспечат существенную разницу в отображении HDR контента, cоздав подобный сертификат, ассоциация VESA рискует спровоцировать огромную волну «сертифицированной» HDR продукции, которая покажет покупателю HDR-контент в недостаточно хорошем свете, что идет в разрез с их святой миссией программы сертификации. Класс HDR600 – это существенный прогресс по сравнению с SDR мониторами, дисплеи с этим сертификатом смогут удивить пользователя широкой красочной палитрой, пестрящей новыми оттенками, а также высоким уровнем максимальной яркости, как и низким уровнем черного. Мониторы класса HDR1000 – это продукты для профессионалов в работе с графикой и создателей контента. Это вершина технологических достижений в производстве жидкокристаллических компьютерных дисплеев, ценовая отметка которых находится на аналогичной высоте.

На данный момент, эталонную сертификацию VESA Display HDR прошли не так много мониторов, лишь единицы из них в наличии по нескромным ценам. Если вы загорелись приобретением монитора с поддержкой HDR, возможно, лучшим решением будет дождаться, пока ситуация с HDR в целом немного устаканится: очень малое количество мониторов соответствуют эталонным характеристикам VESA Display HDR, а в реалии, продукты, прошедшие сертификацию, могут также быть «первым HDR опытом», работая не весьма корректно. Малый ассортимент не обеспечивает лучшего выбора с оптимальной ценой. VESA Display HDR – свод эталонных характеристик к аппаратной составляющей монитора, но в программной среде адаптация технологии HDR не завершена: c HDR работает только операционная система Windows 10, по отзывам многих пользователей, зачастую некорректно реагирующая на включение HDR, искажая многие оттенки. Но если чаша ожидания уже переполнена, ориентируйтесь на первые мониторы с сертификатом HDR600 и выше, только их приобретение может гарантировать наличие ключевых характеристик, необходимых для «правильного» формирования изображения в широком динамическом диапазоне.

 

Источники:

DisplayHDR.org

Nix.ru

Яндекс.Маркет

3Dnews.ru

 

Сергей Чернов

Назад к списку новостей