قابلیت HDR چیست؟ هرآنچه باید در مورد اچ دی آر موبایل و تلویزیون و نمایشگر بدانید

قابلیت HDR یا همان High Dynamic Range یکی از فناوری‌های مهم در حوزه مولتی‌مدیا است که در سال‌های اخیر تقریباً در تمام وسایل صوتی تصویری مانند تلویزیون و گوشی هوشمند حضور یافته است. از این رو در این مقاله شهر سخت افزار به تشریح فناوری اچ دی آر (HDR) و ویژگی‌های آن می‌پردازیم.

با پیشرفت روزافزون فناوری‌های مولتی‌مدیا، شناخت قابلیت‌ها و تکنولوژی‌های جدید صوتی تصویری برای همه‌ی افراد علاقه‌مند به دنیای فناوری بسیار حائز اهمیت است. آشنایی با این قابلیت‌ها می‌تواند مشتریان محصولاتی مانند تلویزیون و همچنین مانیتور را در خرید بهترین محصول مورد نیاز خود یاری کند. قابلیت HDR یکی از این تکنولوژی‌های حاضر در صنعت سخت افزار است که در سال‌های اخیر موجب بهبود کیفیت تصویر در انواع دستگاه‌های مولتی‌مدیا مانند تلویزیون، مانیتور و حتی گوشی شده است.

فهرست مطالب این مقاله:

- محدوده دینامیک یا Dynamic Range در تلویزیون چیست؟
- قابلیت HDR چیست؟
- انواع مختلف HDR
- مقایسه انواع فرمت های اچ دی آر
- خلاصه مقاله
- سوالات متداول در مورد فناوری اچ دی آر

قابلیت نمایش ویدئو با «محدوده دینامیکی بالا» (HDR) یکی از بزرگترین ویژگی های تلویزیون های 4K است. این قابلیت می‌تواند محتوای ویدیویی را از محدودیت‌هایی که استانداردهای رسانه‌‌ای برای دهه‌ها رعایت کرده‌اند، عبور دهد.

قابلیت HDR اکنون در بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی جدید و مورد نیاز کاربر حضور دارد اما به لطف نسخه‌های متعدد اچ دی آر و قابلیت‌های متفاوت هرکدام، این قابلیت می‌تواند یک مفهوم بسیار گیج کننده باشد. از این رو در ادامه این مقاله شهر سخت افزار، مفهوم اچ دی آر را به زبانی ساده برای شما کاربران عزیز شرح می‌دهیم.

محدوده دینامیک یا Dynamic Range در تلویزیون چیست؟

همانطور که احتمالاً مطلع هستید کنتراست (Contrast) تلویزیون تفاوت بین میزان تاریکی و روشنایی تصویر است. محدوده پویا یا همان Dynamic Range، حالت‌های بیشینه و کمینه در این تفاوت میان تاریکی و روشنایی را توصیف می‌کند و می‌گوید که چقدر جزئیات را می‌توان در این بین نشان داد.

به عبارت ساده‌تر می‌توان گفت محدوده دینامیکی همان کنتراست نمایشگر است و قابلیت HDR نشان دهنده گسترش آن کنتراست است. با این حال، تنها گسترش محدوده دینامیکی بین روشنایی و تاریکی برای بهبود جزئیات تصویر کافی نیست. چه یک پانل بتواند به روشنایی 200 نیت (نسبتا کم نور) یا 2000 نیت (بسیار روشن) برسد و چه سطح سیاه آن 0.1 cd/m² (تقریبا خاکستری) باشد یا 0 (کاملا تاریک)، در نهایت نمایشگر فقط می‌تواند اطلاعاتی را نمایش دهد که در سیگنال تصویر دریافت می‌کند.

در حال حاضر بسیاری از فرمت‌های ویدیویی محبوب، از جمله فرمت پخش تلویزیون و دیسک‌های Blu-ray با استانداردهایی که از فناوری‌های قدیمی‌تر نشئت می‌گیرند، محدود شده‌اند. هم‌اکنون رنگ مشکی نمایشگرها فقط تا این حد مشکی تنظیم شده است، چونکه فناوری اجازه‌ی سطح سیاه پایین‌تر را نمی‌دهد. به طور مشابه، رنگ سفید نیز با توجه به محدودیت‌های روشنایی نمایشگر تنظیم می‌شود.

با فناوری‌های LED ارگانیک (OLED) و سیستم‌های دیمینگ نور پس‌زمینه در پانل‌های LCD جدیدتر، این محدودیت‌های روشنایی در حال افزایش است. در نتیجه رنگ‌های سیاه، تاریک‌تر و رنگ‌های سفید، روشن‌تر می‌شوند، اما متاسفانه فرمت‌های ویدیویی نمی‌توانند از این بهبود استفاده کنند و اینجاست که قابلیت HDR وارد عمل می‌شود.

در همین رابطه بخوانید:

- همه چیز در مورد کنتراست صفحه نمایش مانیتور، تلویزیون، موبایل و لپ تاپ
- گستره رنگی DCI-P3 چیست و چه مزایایی نسبت به sRGB دارد؟
- کیفیت 1080p (فول اچ دی) چیست؟ 1080p بهتر است یا 1080i؟

قابلیت HDR چیست؟

کیفیت hdr محدودیت‌های ارائه‌شده توسط سیگنال‌های ویدیویی قدیمی‌تر را حذف می‌کند و اطلاعاتی در مورد روشنایی و رنگ را در طیف وسیع‌تری ارائه می‌کند. نمایشگرهای سازگار با قابلیت HDR می‌توانند این اطلاعات را بخوانند و تصویری را که از طیف وسیع‌تری از رنگ و روشنایی ساخته شده است را نشان دهند.

به عبارتی می‌توان گفت ویدیوهای HDR حاوی اطلاعات اضافی است که سطوح روشنایی تلوزیون را افزایش می‌دهد. این بدان معنی است که اشیاء روشن و اشیاء تیره در یک صفحه نمایش می‌توانند با درجات بالایی از روشنایی و تاریکی نشان داده شوند.

به بیان بسیار ساده‌تر، محتوای HDR در تلویزیون‌های سازگار با قابلیت HDR می‌تواند اجزای تصویر را با درجات بیشتری از روشنایی و تاریکی نمایش دهد و به همین دلیل در محتوای باکیفیت hdr تمایز بیشتری بین رنگ‌ها مشاهده می‌شود.

البته باید در نظر داشت که این امر در بین تلویزیون‌های مختلف، متفاوت است. برخی از آنها می‌توانند به اندازه کافی روشن و تاریک شوند تا سیگنال HDR را به درستی نمایش دهند، در حالی که برخی دیگر اینطور نیستند. به طور مشابه، تلویزیون HDR می‌تواند رنگ‌های قرمز، سبز و آبی عمیق‌تر و واضح‌تری تولید کند و در نتیجه تنوع رنگ بیشتری را به نمایش می‌گذارد. همچنین به لطف قابلیت HDR در سایه‌های عمیق و تاریکی‌های موجود در تصاویر نیز جزئیات بیشتری قابل مشاهده است.

واضح است که این قابلیت نسبت به حالت غیر HDR به حجم بیشتری از اطلاعات نیاز دارد و همه رسانه‌ها نمی‌توانند از پس مدیریت این اطلاعات اضافی برآیند. به عنوان مثال، دیسک های استاندارد Blu-ray نمی‌توانند HDR را پشتیبانی کنند. خوشبختانه، Ultra HD Blu-ray (که با Blu-ray معمولی متفاوت است) قادر است داده‌های بیشتری را در خود جای دهد و به گونه‌ای ساخته شده است که می‌تواند حاوی ویدیوی 4K، ویدیوی HDR و حتی صدای فراگیر مبتنی بر شی (Object-Based Surround Sound) مانند Dolby Atmos باشد.

با این حال، برای اجرای بلوری‌های Ultra HD به دستگاه پخش‌کننده مخصوص یا کنسول‌های بازی نسبتاً نیاز دارید و نمی‌توان محتوای این دیسک‌ها را با هر دستگاه بلوری معمولی مشاهده کرد.

جالب است بدانید برخی از سرویس های پخش آنلاین نیز محتوای HDR را ارائه می‌دهند، اما برای مشاهده آن به یک اتصال اینترنت سریع و قابل اعتماد نیاز دارید. اگر پهنای باند اینترنت شما به اندازه کافی برای ویدئوهای 4K بالا باشد، می‌توانید محتوای HDR را نیز دریافت کنید. سرویس‌های Amazon Prime Video و Netflix سرعت اتصال به ترتیب 15 و 25 مگابیت در ثانیه را برای مشاهده محتوای 4K بدون توجه به HDR بودن یا نبودن آن محتوا توصیه می‌کنند، در نتیجه سرعت اینترنت حداقل 15 مگابیتی برای مشاهده محتوای اچ دی آر به صورت آنلاین لازم است.

در همین رابطه بخوانید:

- همه چیز درباره نمایشگر های LTPO ؛ آیا LTPO از OLED بهتر است؟
- بهترین تلویزیون‌های سال 2022 کدامند؟
- دالبی ویژن چیست؟ تفاوت بین HDR10 و +HDR10 با Dolby Vision

انواع مختلف HDR

در حال حاضر فناوری اچ دی آر کاملاً جهانی نیست و به چند فرمت گوناگون تقسیم شده است که هر کدام توسط شرکت یا سازمان خاصی ارائه می‌شوند. در ادامه‌ی این بخش به معروف‌ترین استانداردهای مربوط به فناوری HDR می‌پردازیم.

استاندارد دالبی ویژن

دالبی ویژن (Dolby Vision) فرمت HDR خود شرکت دالبی است. محتوای Dolby Vision از فراداده پویا (Dynamic Metadata) استفاده می‌کند. فراداده ایستا (Static Metadata) یک سطح خاص از روشنایی را در هر محتوایی که تماشا می‌کنید حفظ می‌کند، اما بر خلاف آن، فراداده پویا آن سطوح را بر اساس هر صحنه یا حتی هر فریم تنظیم می‌کند و در نتیجه جزئیات بیشتری را بین صحنه‌های بسیار روشن یا بسیار تاریک مشاهده می‌کنیم.

همچنین به‌جای اینکه بر اساس فرمت ویدیو سطوح روشنایی و رنگ تصویر تلویزیون را مشخص کند، Dolby Vision از فراداده‌هایی استفاده می‌کند که با قابلیت‌های نمایشگر خاص شما منطبق شده‌اند. این بدان معنی است که ویدیوی Dolby Vision به تلویزیون شما می‌گوید که برای نمایش اینگونه محتواها از چه سطح نور و رنگ استفاده کند. این کار بر اساس مقادیر تنظیم شده توسط سازنده تلویزیون سازگار با این فناوری و شرکت Dolby انجام می‌گیرد.

این استاندارد اچ دی آر به طور بالقوه می‌تواند جزئیات بیشتری را نسبت به استاندارد HDR10 (در ادامه به آن می‌پردازیم) نشان دهند، اما کیفیت نهایی تصویر به عواملی چون نحوه تولید این محتوا (فرمت ویدیو) و توانایی تلویزیون شما در نورپردازی بستگی دارد.

فرمت ویدیو و روش تولید آن از این نظر مهم است که Dolby Vision یک استاندارد انحصاری (غیر رایگان) است و نه یک استاندارد منبع باز مانند HDR10. استاندارد Dolby Vision پس از HDR10 بیشترین پشتیبانی توسط شرکت‌های تولید محتوا دریافت کرده است. این استاندارد در محتوای سرویس‌هایی چون Amazon Prime Video ،Apple TV+  Disney+ ،HBO Max و Netflix پشتیبانی می‌شود.

در همین رابطه بخوانید:

- هر آنچه باید در مورد نصب صحیح و ارتفاع استاندارد مانیتور روی میز کار بدانید
- بهترین مانیتورهای 2023 برای کارهای گرافیکی و طراحان کدام است؟
- معرفی بهترین مانیتورهای گیمینگ 2023 برای بالاترین تجربه و لذت بازی کردن

استاندارد HDR10

HDR10 استانداردی است که توسط UHD Alliance ارائه شده است و در حال حاضر توسط تمام ارائه‌دهندگان محتوای اچ دی آر پشتیبانی می‌شود. این یک استاندارد فنی با محدوده‌ها و مشخصات تعریف شده است که باید توسط تولیدکنندگان رعایت شود تا محتوا و نمایشگرها واجد شرایط استفاده از نام آن باشند. استاندارد HDR10 از فراداده ایستا استفاده می‌کند و این امر در همه نمایشگرهای سازگار با آن یکسان است.

این بدان معناست که ویدیوی HDR10 سطوح نور و رنگ را بدون توجه به صفحه نمایشی که در آن نشان داده می‌شود، در مقادیر مطلق تنظیم می‌کند. این یک استاندارد منبع باز (Open Source) است، بنابراین هر تولید کننده یا توزیع کننده محتوا می‌تواند آزادانه از آن استفاده کند. در حالت کلی هر سرویس ارائه دهنده محتوای HDR از استاندارد HDR10 پشتیبانی می‌کند، اما بعضی از این سرویس‌ها افزون بر HDR10، از Dolby Vision یا فرمت‌های HDR دیگر نیز پشتیبانی می‌کنند.

استاندارد +HDR10

اچ دی آر 10 پلاس یا +HDR10 استانداردی است که توسط شرکت سامسونگ توسعه یافته است. این فرمت HDR با افزودن فراداده پویا (مانند Dolby Vision) به محتوای HDR10 ساخته می‌شود. فرمت +HDR10 از متادیتای جداگانه برای هر فریم استفاده نمی‌کند، اما همچنان محدوده نوری که به تلویزیون می‌گوید برای هر صحنه یا فریم چه مقدار نور لازم است را تنظیم می‌کند.

این فناوری به طور بالقوه می‌تواند جزئیات بیشتری را نسبت به آنچه استاندارد HDR10 نشان می‌دهد به تصویر تلویزیون اضافه کند. نکته‌ی دیگر در مورد +HDR10 هم این است که این فرمت مانند HDR10 یک استاندارد باز است و هر تولیدکننده محتوا می‌تواند با رعایت مشخصات تعریف شده‌ی آن از آن استفاده کند. در حال حاضر، این نوع از قابلیت HDR توسط سرویس‌های معروفی چون Hulu ،+Paramount و YouTube پشتیبانی می‌شود.

در همین رابطه بخوانید:

- بررسی تلویزیون های QLED سامسونگ و 9 مزیت فناوری کوانتوم دات در آنها
- آموزش تشخیص تلویزیون‌های تقلبی LG از اصل
- OLED در مقابل LCD؛ بهترین برای شما کدام است؟

استاندارد Hybrid Log-Gamma یا HLG

استاندارد HLG در حال حاضر به اندازه HDR10 یا Dolby Vision رایج نیست. خارج از برخی سرویس‌های خاص هنوز محتوای کمی برای این استاندارد وجود دارد، اما HLG می‌تواند استفاده از HDR را بسیار گسترده‌تر کند. چراکه این استاندارد توسط کمپانی‌های بی‌بی‌سی و NHK ژاپن و به هدف ارائه یک فرمت ویدئویی که سازمان‌های پخش محتوا می‌توانند از آن برای ارسال سیگنال‌های HDR استفاده کنند، توسعه داده شده است.

از نظر فنی این استاندارد جهانی‌‌تر است، زیرا به هیچ وجه از فراداده استفاده نمی‌کند. در عوض، این فرمت از ترکیب دو منحنی رنگی استفاده می‌کند. اولی منحنی گامایی است که تلویزیون‌ها برای محاسبه روشنایی محتوای SDR (محدوده دینامیکی استاندارد) استفاده می‌کنند و دومی منحنی لگاریتمی است که برای محاسبه سطوح بسیار بالاتر روشنایی تلویزیون‌های دارای HDR استفاده می‌شود. در اصل به همین دلیل است که نام آن را استاندارد Hybrid Log-Gamma گذاشته‌اند.

نکته بسیار مهم در مورد استاندارد HLG این است که این فرمت می‌تواند بدون هیچ‌گونه نیاز به فراداده با تلویزیون‌های SDR و HDR کار کند و در عین حال طیف وسیع‌تری از داده‌های مربوط به نور را در اختیار داشته باشد. در نتیجه تنها مسئله‌ی باقی‌مانده این است که از چه زمانی فناوری HLG توسط تولیدکنندگان تلویزیون‌ها و سرویس‌های پخش محتوا به صورت گسترده پشتیبانی خواهد شد.

جالب اینجاست که هرچند فناوری HLG برای سرویس‌های پخش ویدیو توسعه داده شده است، اما هنوز تعداد اندکی از این سرویس‌ها هستند که به پخش ویدیوی 4K از طریق امواج رادیویی، کابلی یا ماهواره‌ای روی آورده‌اند و به همین دلیل این فرمت از قابلیت HDR هنوز رایج نشده است. افزون بر این، هنوز تولیدکنندگان محتوا نیز تصمیمی برای استفاده از HLG ندارند و این فرمت فقط در محتواهای ورزشی برخی کانال‌های تلویزیون انگلیس استفاده می‌شود.

مقایسه انواع فرمت های اچ دی آر

در هر صورت لازم است بدانید که هر کدام از انواع مختلف قابلیت HDR از محدوده دینامیکی استاندارد یا همان Standard Dynamic Range بهترند، اما هر کدام دارای مزایا و معایبی نیز هستند. از نظر پذیرش توسط تولیدکنندگان، فرمت‌های HDR10 و Dolby Vision تنها استانداردهای مهمی هستند که هم محتوای فراوان دارند و هم با تلویزیون‌های مختلف سازگارند. فناوری Dolby Vision از نظر فنی تصویر بهتری ارائه می‌دهد، اما نسبت به HDR10 کمتر رایج است، چراکه یک استاندارد انحصاری بوده و اپن سورس نیست.

فرمت +HDR10 مانند HDR10 منبع باز است، اما هنوز به صورت گسترده پذیرفته شده نیست و هنوز توسط بسیاری از تولیدکنندگان پشتیبانی نمی‌شود. استاندارد HLG نیز به دلیل ماهیت بدون فراداده‌ی خود، پتانسیل لازم برای تبدیل شدن به رایج‌ترین استاندارد HDR را دارد، اما تاکنون نتوانسته نظر تولیدکنندگان را به خود جلب کند.

در همین رابطه بخوانید:

- زاویه دید مانیتور چیست؟ زاویه دید کدام مانیتورها بهتر است؟
- با MicroLED، نسل آینده نمایشگر‌ها آشنا شوید
- تلویزیون‌ و مانیتورهای 120 هرتز در برابر 60 هرتز؛ خرید کدام‌یک به‌صرفه‌تر است؟

خلاصه مقاله

با توجه به ترویج کیفیت HDR در سیستم‌های مولتی‌مدیا در چند سال اخیر و افزایش اهمیت این فناوری، در این مقاله شهر سخت افزار به صورت جامع به تشریح قابلیت HDR پرداختیم و انواع مختلف تکنولوژی اچ دی آر را معرفی کردیم. از این رو انتظار می‌رود پس از خواندن این مقاله شما کاربران عزیز بتوانید معنی عباراتی مانند تلویزیون HDR، مانیتور HDR و دوربین HDR را تشخیص دهید.

سوالات متداول در مورد فناوری اچ دی آر

آیا HDR بهتر از 4K است؟

عبارت 4K مربوط به تعداد پیکسل‌های حاضر در صفحه نمایش یک تلویزیون است، در حالی که قابلیت HDR به سطوح روشنایی رنگ هر کدام از آن پیکسل‌ها مربوط می‌شود. در نتیجه این دو مفهوم قابل مقایسه نیستند. اما شاید جالب باشد که بدانید اکثر تلویزیون‌های 4K کنونی از قابلیت HDR هم پشتیبانی می‌کنند.

آیا HDR کیفیت خوبی دارد؟

بله همانطور که در بخش پایانی مقاله اشاره شد کیفیت HDR در تلویزیون‌ها نسبت به حالت قدیمی‌تر SDR بسیار بهتر است.

HDR در مقابل HD چیست؟

مفاهیم HD و HDR هرچند در حالت مخفف به هم شبیه هستند، اما مواردی کاملاً متفاوت را نشان می‌دهند. اچ دی یا High-Definition به تعداد پیکسل‌های حاضر در صفحه تلویزیون اشاره دارد، در حالی که اچ دی آر به سطوح رنگ مربوط به هر کدام از آن پیکسل‌ها مربوط می‌شود.

نظر شما در مورد قابلیت HDR حاضر در تلویزیون‌ها و گوشی‌های هوشمند چیست؟ شما کدام یک از فرمت‌های معروف HDR را ترجیح می‌دهید؟