3 января 2019 г.

Как партнерства Samsung в сфере HDR10+ обеспечивают естественность цветопередачи на ТВ-экранах

Стремление Samsung Electronics к идеальному качеству изображения привело к заметным прорывам в телевизионных технологиях. В их числе — впечатляющие разработки с технологией HDR10+, новым открытым стандартом для видео с расширенным динамическим диапазоном (HDR).

Недавно компания прошла официальную сертификацию и получила логотипы HDR10+ для своих UHD- и QLED-телевизоров премиум-класса 2018 года, включая QLED 8K-модель. Это говорит о способности дисплеев создавать реалистичные изображения, отображающие контент таким, каким его задумывали создатели.

Samsung также продолжает налаживать партнерские отношения с компаниями-производителями контента и комплектующих. Всё это обеспечит превосходное качество домашнего просмотра для максимального числа потребителей.

Команда Samsung Newsroom встретилась с Йонг-Тэгом Кимом, вице-президентом Лаборатории цифровых медиарешений Samsung Research America, чтобы узнать больше о том, что компания делает для расширения поддержки этой технологии и предоставления большему количеству людей доступа к превосходному контенту качества HDR10+.


Что такое HDR10+

Представленный в 2017 году, стандарт HDR10+ обеспечивает воспроизведение цвета с таким уровнем точности, которого раньше невозможно было достичь.

В большинстве моделей телевизоров существует неизбежный разрыв между динамическим диапазоном цветов, который способен воспроизводить дисплей, и истинными цветами отображаемого контента. Обычно чтобы приблизить качество изображения к HDR, телевизоры с ограниченным динамическим диапазоном использовали для усиления цвета изображения процесс, известный как «тональное отображение». Но, в отличие от предыдущих версий HDR10, в которых применялось статическое отображение тонов с одинаковым усилением цвета для каждой сцены, HDR10+ использует динамическое отображение тонов, что позволяет оптимизировать каждую сцену отдельно.

Если вкратце, технология  HDR10+ позволяет телевизорам передавать замыслы авторов в темных сценах и создавать более яркие светлые области, добавляя изображениям ощущение глубины, что делает контент более реалистичным и захватывающим. HDR10+ работает за счет встраивания в контент динамических метаданных, и это создает оптимизированную кривую отображения тонов на основе математической концепции, известной как кривая Безье.

Ким пояснил: «Хотя концепция может показаться несколько сложной, результаты очевидны: оптимизация изображения создает богатый контраст, который оживляет цвет контента благодаря красоте математики».

Основы HDR10+

Все началось с запатентованной технологии тонального отображения, которая была разработана Лабораторией цифровых медиарешений еще в 2016 году. Алгоритм тонального отображения был уникальным. С его помощью впервые в отрасли автоматически оптимизировали цвета в каждой сцене на экранах с ограниченным динамическим диапазоном.

Первоначально команда планировала использовать эту технологию в качестве отличительного признака качества изображения для будущих продуктов. Но позднее появилась идея динамического тонального картирования, ставшая следующей большой ступенью для HDR10.

Идею активно обсуждали в Обществе инженеров в сфере кинематографических и телевизионных технологий (Society of Motion Picture & Television Engineers (SMPTE). В итоге представители общества решили использовать технологию HDR10 для разработки нового отраслевого стандарта. Единый стандарт, который будут поддерживать производители устройств, студии и производители чипов, предоставит каждому свободу, необходимую для внедрения инноваций.

«Мы не ставили перед собой задачу создать промышленный стандарт с нуля, - пояснил Ким. Это стало результатом того, что у нас в руках были правильные технологии в то время, когда они были наиболее необходимы. Мы знали, что, открыв его для промышленности, мы могли бы ускорить внедрение инноваций, которые действительно будут правильными для создателей и их контента».

Испытания

Несмотря на оптимизм команды, создать новый стандарт было непросто. Даже с учетом поддержки штаб-квартиры и руководства некоторые сотрудники компании скептически смотрели на то, сможет ли Samsung создать жизнеспособный отраслевой стандарт, который примут студии, производители чипов и создатели устройств.

«Это был сложный вызов, но мы все понимали важность создания нового стандарта, - отметил Ким. - Было много споров, но все пришли к согласию, когда поняли, что, создавая новый стандарт, мы также сдерживаем свое обещание перед нашими потребителями. Если бы отрасль опиралась только на один стандарт, было бы сложно обновить предыдущие продукты HDR10 ».

Самые серьёзные технологические проблемы возникли при создании математической кривой, которая могла бы использоваться в качестве основы для отображения тонов каждой сцены, и в поиске способа параметризации ее в набор данных, которые могли бы служить универсальным дескриптором для представления поведения отображения тонов в конкретной сцене. Математическую кривую нужно было оптимизировать для каждой возможной сцены, и инструмент для этого должен был обладать достаточной гибкостью. Поэтому команда сосредоточилась на поиске кривой, которая бы учитывала то, как студии хотят видеть свои тона: фрагментированно.

Создание нового стандарта

После нескольких месяцев исследований и многочисленных симуляций команда во главе с доктором Ли Тао наконец остановилась на математической кривой, которая оказалась достаточно гибкой, чтобы справиться с задачей.


Идея заключалась в том, чтобы имитировать стиль редактирования сцен студиями. Кривая Безье оказалась идеальным выбором для воспроизведения фрагментации, и это означало, что она будет максимально точно отражать намерения создателей.

Но прежде чем использовать кривую в качестве основы для создания динамических метаданных за счет математической оптимизации, команде необходимо было настроить её. Именно в этот момент у специалистов возникла инновационная идея повысить гибкость инструмента за счет преобразования двумерной кривой в одномерный набор данных.

За счет повышения гибкости подхода появилась возможность создавать оптимизированные кривые тонального отображения для каждой сцены. Объединив это с алгоритмом, который автоматически преобразует каждую кривую в метаданные, команда создала мощный инструмент, который позволил телевизорам Samsung подарить по-настоящему захватывающие впечатления от просмотра.

Используя аналогию с шеф-поваром, который поделился ценным рецептом, Ким пояснил, как технология способна изменить восприятие контента. «Представьте кулинарный шедевр от шеф-повара, превращенный в рецепт для обычной домашней кухни, - сказала Ким. - Представьте, что рецепт настолько точен, что любой может использовать его для создания почти идеального блюда. Теперь представьте себе инструмент, который пишет этот рецепт автоматически — вместо шеф-повара — и для всех типов кухонь. Наконец, представьте, что, как только будут куплены ингредиенты, рецепт станет доступным для всех».

Ким продолжил: «Samsung разработала не только стандарт для написания «рецепта», но и инструменты, - продолжила Ким. - Но для того, чтобы всё получилось, нам нужно, чтобы «шеф-повара» (студии), «бакалея» (провайдеры контента) и «повара» дома (производители устройств и чипов) работали вместе».

Расширяющаяся экосистема

С момента своего официального запуска в прошлом году HDR10+ быстро расширяется. Этому способствовали решения Samsung и его партнеров сделать технологию доступной для производителей микросхем и телевизоров без лицензионных платежей, а также сделать бесплатными платформу и метаданные HDR10+ для контент-компаний, производителей UHD Blu-ray-плееров и телеприставок.

В результате мы стали свидетелями создания сильной экосистемы предложений HDR10+, способной совершить революцию в домашних развлечениях. Чтобы обеспечить впечатляющие, реалистичные визуальные эффекты во время домашнего просмотра для большего количества потребителей, Samsung усердно работает над созданием партнерских отношений HDR10+. Компания сотрудничает с участниками мирового кинопроизводства, разработчиками программного обеспечения и устройств, которые ускоряют широкое распространение этой технологии.

Ким подчеркнул, что платформа HDR10+ была разработана для обеспечения беспроблемного внедрения без существенных экономических или технологических препятствий. «Мы сотрудничаем со сторонними разработчиками программного обеспечения, в том числе с Colorfront и Blackmagic Design, а также с компаниями-производителями систем кодирования для встраивания HDR10+, - добавил эксперт Ким. - Мы продемонстрировали качество работы HDR10+ и подчеркнули экономические аспекты реализации. По сравнению с HDR10 или другими конкурентами, [в нашем случае] для создания контента нет никаких дополнительных затрат, связанных с внедрением HDR10+, а также нет дополнительных затрат на оборудование для дисплеев HDR10+. Содержимое новой платформы обратно совместимо с существующими устройствами HDR10».

Партнёрство ради пользователей

Компания Samsung установила перспективные партнерские отношения с производителями устройств, чипов и проекторов, которые позволят познакомить больше потребителей с реальным качеством изображения HDR10+. В их числе — компании V-Silicon (ранее Sigma Designs) и TP Vision.

Samsung также наладил и расширила партнерские отношения с ведущими киностудиями и поставщиками контент-сервисов, включая крупнейшего российского поставщика онлайн-видео ivi, американских Amazon Prime Video и Warner Bros.

Ким подчеркнул, что с появлением большего количества телевизоров HDR10+ производители SoC (система на чипе), AVR (систем дополненой и виртуальной реальности) и проекторов будут активнее объединятся. А значит, все больше контента HDR10+ будет доступно пользователям. Ким заключил: официальная сертификация с логотипом HDR10+ является важной вехой и знаменует начало новой эры качества изображения.

«Внедрение сертификационного логотипа HDR10+ представляет собой основу, которую мы устанавливаем для рынка телевизоров со сверхвысоким качеством изображения, - отметил Ким. - Используя передовые технологии и опыт, мы продолжим расширять наши ценные партнерские отношения, сохраняя при этом стремление предоставлять потребителям максимально качественный HDR-контент».


Первый ряд: Ченгуан Лю, доктор Йонг-Тэг Ким, Прадип Нагеш, Соннам О, Второй ряд: Сьюзи Хюн, Ли Тао.

Также вам будет интересно