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High Dynamic Range, alias HDR

di Emidio Frattaroli , pubblicato il 28 Maggio 2015 nel canale DISPLAY

“Chris Chinnock, Presidente di Insight Media e organizzatore del Display Summit, ci illustra le basi dell'HDR applicata sia ai display di ultima generazione, sia ai videoproiettori per cinema digitale con tecnologia lase che potremmo vedere anche entro la fine di quest'anno”

HDR: display, proiettori e contenuti


Chris Chinnock, Presidente di Insight Media
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Chris Chinnock è il Presidente di Insight Media, una delle principali società di consulenza e di ricerche di mercato nel settore del display e della videoproiezione. Insight Media realizza anche guide tecniche su prodotti specifici legati al settore della riproduzione delle immagini e su alcune categorie di prodotto, come display e proiettori, organizza anche eventi di formazione, conferenze e tavole rotonde ad altissimo contenuto tecnico come il Display Summit, che si terrà ad Orlando, negli Stati Uniti, il 15 e 16 giugno prossimi, poco prima dell'apertura di InfoComm International. Tra i temi del prossimo Display Summit, molto spazio sarà dato all'HDR, sia nel settore dei display (monitor e TV), sia in quello della videoproiezione. Grazie alla straordinaria disponibilità di Chris, abbiamo un'anteprima dei contenuti che verranno presentati al Display Summit e che costituiscono una vera a propria guida base sull'argomento.

Emidio Frattaroli: Ciao Chris e grazie per l'opportunità di concederci un'intervista su un tema così interessante. I nostri lettori sono già abituati a questo acronimo e sul forum di discussione i riferimenti all'HDR sono in crescita quasi esponenziale, grazie anche ad alcune aziende che iniziano a pubblicizzare il supporto a questa tecnologia nei TV di nuova generazione che sono già disponibili (Samsung) o che lo saranno a breve (Sony etc.). In realtà sono davvero poche le persone che hanno ben chiaro il funzionamento. Puoi spiegarci in breve che cosa è l'HDR?

CC: Ciao Emidio. In termini molto semplici, l'HDR è un'espansione del contrasto di una immagine e del display, il tutto associato anche ad un consistente aumento del livello medio di luminanza. Quando viene applicato correttamente, significa che c'è - SIMULTANEAMENTE - un'espansione del picco di luminanza e una diminuzione del livello del nero. Il risultato è chiaramente visibile, con un netto aumento della luminosità delle zone più chiare dell'immagine e con una diminuzione del livello delle zone più scure, il tutto con dettagli più visibili in queste zone d'immagine con i livelli agli estremi della gamma dinamica.

EF: Tutto molto chiaro. O quasi. Come ci concilia questa definizione con i display OLED e AMOLED che hanno un rapporto di contrasto infinito ma che non possono avere i livelli di luminosità di un pannello LCD?

CC: Alcuni sostengono che l'espansione del contrasto nelle regioni più scure, senza un aumento della luminosità del display, può essere comunque considerato HDR. In questo momento, tra esperti e analisti, non c'è ancora un accordo su una definizione che chiarisca questo aspetto. E non siamo neanche d'accordo su quale sia il valore di gamma dinamica minimo per cui sia lecito parlare di HDR. In realtà, valori compresi tra 5.000:1 e 10.000:1 sembrerebbero ragionevoli, quando la maggior parte dei display con tecnologia LCD hanno una dinamica media compresa tra 1.000:1 e 2.000:1. In altre parole stiamo parlando di un aumento di contrasto generale fino a 10 volte superiore rispetto a quanto abbiamo visto fino ad ora nei display LCD.

EF: Tu parli di rapporti di contrasto molto bassi rispetto a quelli dichiarati dai produttori. Non è difficile infatti vedere dati di rapporto di contrasto fino a 1.000.000:1 (un milione), anche per TV di qualche anno fa. Come stanno realmente le cose?

CC: Quello dichiarato dai costruttori è un tipo differente di rapporto di contrasto. Ad esempio, in un proiettore con un diaframma automatico (iris), questo si apre nelle scene luminose per far passare più luce e si chiude in quelle più scure, in modo da aumentare il rapporto di contrasto ma solo in maniera sequenziale: Il rapporto di contrasto nativo, all'interno della stessa immagine (detto anche intra-frame), non cambia ed è legato in questo caso al microdisplay usato dal proiettore. Nei display LCD con unità di retro-illuminazione diretta (quindi non "edge"), ci sono zone che possono essere controllate individualmente e questa tecnica può essere usata per aumentare il contrasto intra-frame.

EF: Eppure display LCD con "local dimming" e unità di retroilluminazione diretta esistono già da qualche anno.

CC: Per un display HDR hai bisogno di controllare individualmente quante più zone possibile (probabilmente centinaia), in modo da avere una risoluzione spaziale sufficiente per la modulazione della gamma dinamica e per evitare effetti alone. Molti TV hanno questa possibilità ma i nuovi TV HDR hanno la possibilità di controllare molte più zone rispetto a quelli di passata generazione e permettono anche un vero e proprio raddoppio della luminanza, dai 400-500 nit a cui eravamo abituati per arrivare in alcuni casi fino a 1.000 nit massimi.


Immagine con gamma dinamica standard, con bianchi bruciati e neri affogati
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EF: Quale sarà la disponibilità di TV con HDR e quale quella dei contenuti? Arriveranno anche videoproiettori HDR?

CC: I primi TV UHD-4K con HDR di primo livello sono già disponibili e lo saranno sempre di più entro la fine dell'anno. Per quanto riguarda i contenuti HDR, non conosco la situazione in Italia ma posso dirti che, negli Stati Uniti, arriveranno attraverso Netflix, Amazon, 21st Century Fox, Paramount, Vudu, M-Go e Samsung. All'inizio i contenuti saranno in quantità limitata ma dovrebbero crescere. Per quanto riguarda la videoproiezione, i primi proiettori realmente HDR arriveranno entro la fine dell'anno ma si tratterà solo di versioni "High-End" dei proiettori laser cinematografici che saranno installati nelle migliori sale Dolby e IMAX.

EF: Al momento posso soltanto immaginare le possibilità dei migliori proiettori laser con HDR. Eppure la stragrande maggioranza delle sale cinematografiche hanno un residuo di luminosità in sala che è necessario per motivi di sicurezza, per l'illuminazione delle uscite di sicurezza e dei gradini. Come si concilia questo aspetto con l'HDR?

CC: Hai perfettamente ragione. Le condizioni dell'ambiente sono molto importanti, esattamente come i contenuti e display o proiettori utilizzati. Uno studio recente di RealD per le sale cinematografiche ha verificato che, anche con proiettori laser HDR e contenuti adeguati, bastano anche livelli bassissimi di luminosità residua in ambiente, oppure anche riflessioni, per degradare in maniera consistente il rapporto di contrasto.

... continua