Cos'è l'HDR?

Il termine HDR è l'acronimo di High Dynamic Range e consente di visualizzare una gamma più ricca di colori, bianchi più luminosi e neri molto profondi (gamma dinamica)) rispetto allo standard SDR (Standard Dynamic Range).

Come è possibile vedere nella foto in basso, con la tecnologia SDR le zone in ombre vengono spesso riprodotte con un livello di nero granuloso e le zone chiare presentano tonalità del bianco molto slavate. Con la nuova tecnologia HDR invece è possibile cogliere le differenze di luminosità con maggiore vivacità e in una qualità molto più  realistica ed immersiva, senza comunque trascurare tutte le gradazioni nelle aree chiare e scure.

Lo standard HDR si è già imposto come tecnologia rivoluzionaria in grado di avvicinarsi alle immagini del mondo reale e contenuti HDR sono già offerti da servizi streaming come Netflix e su Blue-Ray in UHD."

What is HDR?
Scene con forti contrasti di chiaro-scuro su monitor differenti (l'immagine funge solo da esempio). Sinistra: SDR - neri granulosi nelle aree in ombra, centro: SDR - bianchi slavati nelle aree chiare, destra: HDR

I 5 ingradienti fondamentali su cui si basa una buona qualità visiva

5 factors for image quality
Diese fünf Faktoren wirken sich auf die Qualität eines Bilds aus.

Lo standard per il formato televisivo ad alta definizione  4K/8K-UHD BT.2020 ha già definito parametri standardizzati per la risoluzione, lo spazio cromatico e il tasso dei fotogrammi (la cui implementazione come standard per le trasmissioni UHD è previsto per la fine del 2018. Lo standard attuale Full HD è definito standard BT.709). Soltanto il parametro della luminosità, come definito dallo standard BT.709  con 100 cd/mq, è rimasto invariato e non si è evoluto. (L'approvazione delle specifiche per le trasmissioni 4K/8K-Ultra High Definition è attesa entro il 2018. L'attuale standard  Full HD viene definito BT-709.)

Questo significa che nella produzione tuttora si rende necessaria una compressione delle percentuali di immagini ad alta luminosità che di conseguenza porta a risultati che si allontanano dall'immagine originale. Il costante miglioramento della qualità visiva degli ultimi anni ha comunque permesso un costante ampliamento del range dinamico e di conseguenza ad una riproduzione sempre più realistica.

Uno sviluppo che pone la tecnologia HDR in primo piano.

1. Risoluzione = accuratezza nei dettagli

La risoluzione definisce il numero di pixel, ovvero il numero di riquadri della matrice che un monitor è in grado di acquisire. La dimensione dello schermo influisce sulla risoluzione e precisamente:  più è grande il numero di pixel, maggiore è l'accuratezza e il dettaglio che lo schermo è in grado di cogliere. La risoluzione 4K UHD è di 3840 x 2160 pixel, quattro volte superiore alla risoluzione Full HD.

Risoluzione = accuratezza nei dettagli
Differenze nella risoluzione. Sinistra: 2K, centro: 4K, destra: 8K
2. Profondità colore = finezza delle Gradazioni di Colore

La profondità di colore esprime il numero massimo di livelli di colori o di grigi che un pixel è in grado di assumere. Più grande è la profondità colore e più ampio sarà il numero di tonalità che il dispositivo è in grado di descrivere. A una rappresentazione a 8 bit RGB  corrispondono 16,77 milioni di colori, 256 per canale. Una rappresentazione a 10 bit riproduce 1,07 miliardi di colori.

profondità colore
8 bit
profondità colore
10 bit
3. Frequenza dei fotogrammi = fluidità delle sequenze

La frequenza dei fotogrammi si riferisce al numero di immagini riprodotte al secondo. La modalità di scansione video standard per il montaggio video digitale è di 24p (24 fotogrammi al secondo), mentre lo standard utilizzato in ambito televisivo è di 60i o 30 p (30 immagini per secondo).

Lo standard BT.2020 per trasmissioni a 8K comprende frequenze di fotogrammi di oltre 120p che garantiscono immagini in movimento di estrema fluidità e realismo.

HDR: Bildwiederholfrequenz = Geschmeidigkeit von Bewegungen
Differenze tra le frequenze dei fotogrammi. Sinistra: 30p, centro: 60p, destra:120p
4. Spazi cromatico = ricchezza cromatica

Lo spazio cromatico indica quantitativamente e qualitativamente la gamma di colori riproducibili. Il diagramma a destra comprende ogni colore che l'occhio umano è in grado di percepire. I triangoli simbolizzano gli spazi cromatici o metodi differenti per definire i colori: più esteso è il triangolo e maggiore è il numero di colori rappresentabili.

Lo standard broadcast 4K/8K BT.2020 (Rec.2020) copre uno spazio cromatico molto più esteso dell'attuale standard Full HD BT.709 (Rec.709).

5. Luminosità = intensità luminosa dell'immagine

La luminosità si riferisce all'intensità luminosa del monitor. Il nostro occhio ha una buona capacità di adattamento e riesce a percepire una scala tra il bianco e il nero (gamma dinamica) di 1012. Finora dispositivi di visualizzazione erano in grado di raggiungere al massimo una gamma dinamica di 103.  HDR estende la gamma dinamica tra il punto più luminoso e quello più scuro della scena a valori pari a 105 - quindi cento volte superiore ai dispositivi attuali - e permette quindi di ottenere una qualità coinvolgente con una percezione molto simile all'occhio umano.

Luminosità = intensità luminosa dell'immagine
Gamma dinamica