Co je HDR a jak funguje?

Aktualizováno 31. července 2019

HDR je zkratka, s níž se stále častěji setkáváme u televizí, monitorů, mobilních telefonů i focení. Jedná se o technologii, která zajistí, že např. na televizi může uživatel mnohem lépe sledovat velmi světlé i velmi tmavé části obrazu zároveň. Mnozí odborníci se shodují, že právě HDR je budoucností nejen v televizích. Jak tato technologie v praxi funguje? A vyplatí se investovat do HDR televize či mobilu, které tuto technologii zvládají? Na tyto a další otázky vám odpoví náš článek.

Co to je HDR?

High Dynamic Range (tedy vysoký dynamický rozsah), zkráceně HDR, je technologie, která umožňuje rozšířenou reprodukci detailů v tmavých i světlých částech snímané scény zároveň. Představte si, že sledujete scénu pláže se zapadajícím sluncem. Bez HDR zpracování budou na snímku dominovat jen nejtmavší a nejjasnější části, jinak ale v tomto vymezení mnoho dalších odstínů neuvidíte.

i SDR vs HDR: V čem se liší?
Zkratka SDR (tedy Standard Dynamic Range) označuje současný standard v oblasti zpracování obrazu. Jeho možnosti jsou však poněkud omezené, proto se na trhu začíná čím dál tím více prosazovat právě HDR. Nicméně, stále zůstává spíše nadstavbovou funkcí a prozatím se nestalo běžným, všudypřítomným standardem.

Pokud ale budete tu samou scénu sledovat v HDR, dobře uvidíte všechny detaily a obraz se bude přibližovat tomu, co byste ve skutečnosti viděli, kdybyste na daném místě opravdu stáli. V praxi se HDR projevuje lepším kontrastem scény, výrazně prokreslenějšími barevnými odstíny a větší hloubkou obrazu. Scény působí živějším dojmem a více odpovídají realitě, protože oko si dovede s výrazně kontrastními scenériemi poradit lépe než optické přístroje.

HDR foto video detaily — Není-li HDR aktivní, snadno se stane, že některá místa v obrazu budou příliš tmavá a ztratí se v nich detaily.

Dynamický rozsah je tedy rozdíl mezi zmíněnou nejsvětlejší a nejtmavší částí scény. Čím větší tento rozdíl je, tím větší jsou nároky na dynamický rozsah snímače fotoaparátu či kamery. Názorný příklad toho, kdy je dynamický rozsah fotoaparátu výrazně menší než rozsah scény, můžeme vidět na obrázku výše vlevo. Lze na něm spatřit velmi světlé a velmi tmavé části, zbytek ale téměř není vidět. Fotka vpravo má naopak dostatečně vysoký dynamický rozsah. A u kamer to při pořizování videa funguje téměř stejně.

Efekt a benefity HDR je ještě potřeba, alespoň obecně, rozdělit podle toho, zda se projevují na rovině samotného snímání či zobrazení.

Na straně snímání HDR znamená, že fotografie či video dokáže zaznamenat zároveň nejtmavší i nejsvětlejší části bez ztráty kresby.
U zobrazení HDR se jedná o schopnost obrazovky reprodukovat vysoce kontrastní scénu bez ztráty detailů a o jemnější škálování barev (více v dalších kapitolách).

HDR zobrazí mnohem více barev

HDR video se od běžného liší také barevným gamutem. Ten popisuje, jakou část barevného modelu je televizor schopen zobrazit neboli kolik odstínů barev umí panel reprodukovat.

Protože technologie HDR televizí umožňuje mnohem lepší reprodukci barev, byl zaveden standard Rec.2020 (BT.2020). Pokud HDR televize dostane obsah standardizovaný dle Rec.2020, je schopna zobrazit větší objem barev, než jaký zvládly televize s dosavadními technologiemi.

i Jak v praxi fungují barvy u HDR televizí, si můžete přečíst v našem srovnávacím článku QLED vs. OLED aneb Samsung kontra LG.

Rozdíl pěkně ilustruje následující graf, který zobrazuje pomyslné barevné spektrum viditelné naším okem. Všimněte si, že zlatý trojúhelník reprezentující Rec.709 pojme pouze 35,9 % celé oblasti, a vynechává tedy ohromné množství odstínů, s nimiž by mohl při reprodukci videa pracovat. Oproti tomu černý trojúhelník zastupující HDR standard Rec.2020 pokrývá rovnou 75,8 % škály, a má tak zásadně větší barevný rozsah.

Barevný gamut Rec.709 Rec.2020 — Barevný gamut se definuje jako dosažitelná oblast barev v určitém barevném prostoru.

HDR má větší barevnou hloubku

Ostatně o drastickém rozdílu mezi ne-HDR a HDR obrazem vypovídají i hodnoty barevné hloubky. Ta udává, kolik bitů je použito k popisu určité barvy nebo pixelu (obrazového bodu).

Čím větší je barevná hloubka, tím podrobnější je škálování barev a tím jemnější jsou přechody mezi jednotlivými odstíny. Normy HDR videa počítají s 10bitovou a dokonce i 12bitovou barevnou hloubkou, zatímco hodnoty starších přístrojů (tedy hlavně televizí) standardu Rec.709 počítají s 8bitovou hloubkou.

8bit 10bit barevná bitová hloubka. — Čím vyšší bitová hloubka, tím vyšší je i množství zobrazitelných barev.

A teď se podržte: 8bitová hloubka umožňuje zobrazení 16 milionů barev, zatímco 10bitová jich umí přes miliardu. A u 12bitového zpracování se dostáváme dokonce na téměř 69 miliard zobrazitelných barev.

HDR a televize

Jaké výhody má HDR pro diváky televize, pro něž se v poslední době stává HDR standardem?

Dynamickým rozsahem televize se rozumí rozdíl mezi nejtmavším a nejsvětlejším bodem, který dokáže panel televize zobrazit. HDR televize jsou schopné dosáhnout jasu od 0,00005 cd/m² až po více než 1 000 cd/m². Světlé body tedy mohou být světlejší a zároveň tmavé odstíny černější, aniž by došlo ke ztrátě detailů a věrnosti podání barev.

Výsledkem je realističtější a co do barevnosti věrněji reprodukovaný obraz s ostřejšími detaily v tmavých a světlých místech. Televizní snímek je tak věrný tomu, co by vaše oči ve skutečnosti viděly na tom samém místě.

HDR vs SDR — Velkou výhodou HDR je, že obraz se zpracováním více blíží realitě.

Chci sledovat obraz v HDR. Co mám pro to udělat?

Pojďme si nyní v několika bodech shrnout, co je potřeba udělat pro to, abyste mohli sledovat obraz – třeba film či televizní vysílání – v HDR kvalitě. Jak asi správně tušíte, koupit si „jen“ HDR televizi a těšit se ze široké škály reálných barevných odstínů nebude stačit. Abyste potenciál této moderní technologie mohli využít naplno, je třeba mít z hlediska HDR pokrytý celý okruh.

i Nejnovější OLED televize nabízejí zatím největší dostupný obrazový kontrast. V praxi jde o to, že maximální černé barvy dosahuje tím, že daný pixel (obrazový bod) vůbec nesvítí. Nijak to neovlivní pixely okolní, ty mohou naopak svítit maximálním jasem.

Základem je HDR televize, která dokáže přehrát alespoň jeden z celkem čtyř HDR formátů. Jsou to HDR10, Dolby Vision, HLG nebo Advanced HDR.
Signál vysílaný do vaší televize musí disponovat jedním ze čtyř HDR formátů.
V případě, že dáváte přednost sledování filmů z disků, budete si muset pořídit HDR 4K Blu-ray disky (většinou mají formát HDR10, ale již nyní se objevují i BR disky s kodekem Dolby Vision).
Využívat můžete i streamovaná videa. S HDR se tak běžně setkáte například na YouTube (kodek HLG), Netflixu, Amazonu Prime (obě společnosti používají HDR10 a Dolby Vision) nebo VuDu.

Co je HDR — Výběr obsahu v HDR se na streamovacích službách pomalu rozšiřuje, pořady v HDR najdeme například na Netflixu.

HDR a monitory

HDR monitory jsou zatím žhavou novinkou. S rostoucím množstvím obsahu v HDR na streamovacích službách a přibývající nutností zpracovávat HDR obraz budou modely podporující HDR přibývat. Své místo si nyní nachází na pracovních stolech grafiků a fotografů, kterým toto zkvalitnění obrazu pomůže při jejich práci.

Podpora HDR u monitorů je zatím v plenkách. Coby parametr se začíná objevovat již častěji, je však smutným faktem, že ne vždy funguje tak, jak má, a samotnému HDR dělá spíše medvědí službu. Televize jsou pro HDR stále vhodnější (nabízejí větší kontrast, mají vyšší jas), časy se však pomalu lepší a někteří výrobci (např. ASUS) chystají monitory, které potěší i ty nejnáročnější uživatele a HDR budou dělat čest.

HDR a fotografie

Principy HDR jsou stále totožné a i u fotografie platí, že se jedná o snímky s vysokým rozdílem mezi nejsvětlejšími a nejtmavšími částmi obrazu. Žádný fotoaparát není schopný vysoce kontrastní scény odpovídajícím způsobem zachytit. Známe to všichni, stačí si vzpomenout na situaci, kdy se snažíme někoho vyfotit proti oknu. HDR tak pro fotografy rozšiřuje možnosti toho, co jsou na svých fotkách schopni zachytit. Z pohledu fotografů existují dva způsoby, jak snímků v HDR docílit.

Tzv. pravé HDR je spolehlivým, byť o něco pracnějším způsobem. Fotograf vytvoří tři snímky s různou mírou nastavení expozice – jeden podexponovaný, druhý s korektně nastavenými hodnotami expozice a třetí naopak přeexponovaný. Tyto snímky pak pomocí softwaru zkombinuje dohromady.
Automatické HDR je funkce, kterou disponuje čím dál tím větší množství moderních fotoaparátů. V podstatě se jedná o automatické vyfocení a složení snímků. Nicméně nevýhodou tohoto řešení je fakt, že nejsme schopni detailně ovlivnit výsledek a automatizace se nepodaří pokaždé.

HDR oceníte i při noční a večerní fotografii.

V čem HDR snímky vytvářet?

Chcete-li mít skutečně plnou kontrolu nad tím, jaký bude výsledek, nezbývá, než se spolehnout na výše zmíněné pravé HDR, tedy výsledný snímek složený z více (minimálně tří) odlišně exponovaných fotek. Vytvořit HDR fotky zvládne spousta edičních programů – poradí si s ním Adobe Lightroom, Photoshop i Zoner Studio. Nicméně nejzajímavější volbou je profesionální, a přesto uživatelsky přístupný nástroj, který se soustředí právě na tvorbu HDR snímků, Photomatix.

S ním dosáhnete skvělých výsledků za zlomek času a námahy oproti výše uvedeným nástrojům, které vyžadují přece jen jisté zkušenosti s jejich mnohdy nepříliš uživatelsky přívětivým ovládáním. Photomatix je k vyzkoušení zdarma (výslednou fotku bude ale hyzdit vodoznak), verzi Essential lze pořídit za 39 dolarů.

i Další informace najdete v článku HDR - fotografie.

HDR a mobilní telefony

Problematika HDR u mobilních telefonů a výše uvedeného focení se velmi úzce prolíná. Nejčastěji jej budeme využívat právě při fotografování. Podobně jako u klasických fotoaparátů je cesta k HDR snímkům v mobilních telefonech dvojí:

automatické HDR coby funkce fotoaparátu mobilního telefonu,
použití externí aplikace.

HDR v mobilu — HDR se stává běžnou výbavou i v mobilních telefonech.

Poměrně dlouho také platilo totéž, co o HDR snímcích z fotoaparátů. Tedy první způsob, automatické HDR, nevedl k příliš uspokojujícím výsledkům a nejlepším řešením bylo použití některé externí aplikace. Mobily nás totiž tak trochu šidí. Opravdového HDR s dobrými výsledky je totiž u fotek možné dosáhnout, jak jsme již psali, kombinací tří různě exponovaných snímků. To sice fotoaparát udělá, ale software pak snímky nějak spojí. A to k dobrému výsledku prostě nepovede. Podobně, druhý způsob (přišel s ním iPhone 4) dokonce ani nevyužívá více odlišně exponovaných fotek. Tmavá a světlá místa pouze dopočítává.

Řešením jsou aplikace třetích stran

Povedených výsledků je možné dosáhnout pomocí řady externích mobilních aplikací. Jejich podstatným benefitem je větší kontrola nad výsledkem. Například taková HDR Max (dostupná jen pro Android) vyfotí tři snímky a vytvoří z nich jeden výsledný. Vy pak pomocí táhel výsledek doladíte. Pro začátečníky v oblasti HDR, kteří vlastní iPhone, je zajímavou volbou podivně nazvaná TADAA. Ta jen s minimálními možnostmi nastavení dosahuje výborných výsledků a představuje ideální vstup do světa mobilního HDR. A pokud hledáte aplikaci, která zvládne více než jen HDR, rozhodně sáhněte po Adobe Lightroom CC (pro Android i iPhone). Ta je totiž vysoce kvalitním profesionálním nástrojem pro editaci fotografií se skvělými výsledky.

i V AlzaMagazínu pro vás máme i další články:

Objevují se už i HDR displeje

Nejen pro ty, kdo chtějí kvalitní fotografie z mobilních telefonů, je ale HDR určeno. Výrobci (např. Sony – to bylo se svou Xperia XZ Premium první), začínají na své přístroje montovat skutečné HDR displeje. Pro uživatele to představuje vítaný posun v kvalitě zobrazení, zejména pokud jde o živost a realistické zobrazení barev. Skutečné HDR displeje jsou zároveň cestou, jak si vychutnat streamované pořady v této kvalitě i na mobilních telefonech.

HDR a herní konzole

Co se herních konzolí týče, HDR podporují Xbox One S, PlayStation 4 Pro a NVIDIA Shield. Ovšem ty je nutné propojit s televizí pomocí kabelu HDMI ve verzi 2.0 a vyšší. Jedině ten totiž podporuje přenos Rec.2020 a HDR. Samozřejmostí je mít v sestavě také HDR televizor, jinak by vám byla podpora HDR nabízená konzolemi k ničemu. Pokud je ale všechno kompatibilní, výsledek bude podobný jako u všech výše uvedených – dočkáte se lepšího, prokreslenějšho a detailnějšího obrazu. Lepší a mnohem více pohlcující tak bude i váš herní zážitek.

Ne každá z her je ale pro HDR optimalizována, s podporou lze počítat u novějších titulů. Seznam titulů s podporou HDR se postupně rozšiřuje. Najdete jej zde:

HDR už dnes není jen nějakou hračkou pro zarputilé milovníky maximálně kvalitního obrazu. Stává se běžnou součástí televizí, fotoaparátů, mobilů i herních konzolí. Uživatelům přináší detailnější obraz s živějšími barvami, a tím i lepší ponor do sledovaného obrazu, který se více přibližuje realitě. Fotografům v mnohém ulehčuje práci, pomáhá jim vyrovnat těžce zpracovatelné scény s vysokým kontrastem.

Televize Fotoaparáty Herní konzole

Vytisknout