فناوری HDR (دامنه دینامیکی بالا) به یکی از جنبه‌های کلیدی در صنعت تلویزیون و سینما تبدیل شده است که تجربه تماشای محتوای بصری را به طرز چشم‌گیری ارتقا می‌دهد. این فناوری با نمایش رنگ‌ها و جزئیات بیشتر در صحنه‌های روشن و تاریک، به کاربران اجازه می‌دهد تا تصاویری زنده و واقع‌گرایانه‌تری را مشاهده کنند. با توجه به رشد روزافزون تقاضا برای تلویزیون‌های مجهز به HDR، آشنایی با این فناوری و دلایل اهمیت آن بیشتر از همیشه ضروری است. اگرچه برخی افراد ممکن است با مشکلاتی در تلویزیون‌های خود مواجه شوند و به تعمیر LCD در مشهد نیاز داشته باشند، اما درک درست از فناوری HDR به آن‌ها کمک می‌کند تا بهتر از قابلیت‌های تلویزیون خود بهره‌برداری کنند. در این مقاله، به بررسی کامل فناوری HDR و دلایل اهمیت آن خواهیم پرداخت تا شما نیز بتوانید تجربه تماشای خود را به بهترین نحو ممکن ارتقا دهید.
ابتدا به کنتراست رنگ در تلویزیون‌ها می‌پردازیم. کنتراست به تفاوت بین سطوح تاریکی و روشنی که مخاطب در حین تماشا می‌تواند در صفحه نمایش مشاهده کند، اشاره دارد. دامنه‌ی پویا (Dynamic Range) در واقع میزان شدت این تفاوت‌ها را توصیف می‌کند و نشان می‌دهد که چقدر جزئیات در این بین قابل مشاهده هستند. به طور خلاصه، دامنه‌ی پویا همان کنتراست صفحه نمایش است، و HDR نمایان‌گر افزایش این کنتراست به شمار می‌رود.
با این حال، صرفاً افزایش دامنه بین روشنایی و تاریکی برای بهبود جزئیات یک تصویر کافی نیست. این نکته که آیا یک پنل می‌تواند به روشنایی ۲۰۰ cd/m² (نسبتاً کم‌نور) یا ۲۰۰۰ cd/m² (بسیار روشن) برسد، و همچنین اینکه سطوح سیاه به روشنایی ۰.۱ cd/m² (شسته شده، تقریباً خاکستری) یا ۰.۰۰۵ cd/m² (بسیار تاریک) دست پیدا کند، می‌تواند اطلاعات زیادی درباره‌ی سیگنال دریافتی ارائه دهد.
بسیاری از فرمت‌های ویدیویی محبوب، مانند دیسک‌های بلوری، به دلیل محدودیت‌های فیزیکی صفحه نمایش‌ها با چالش‌هایی روبه‌رو هستند. به‌عنوان مثال، رنگ سیاه برای این فرمت‌ها همواره به شکل معین و ثابتی نمایش داده می‌شود و رنگ سفید نیز به همین صورت. اما با پیشرفت فناوری‌ها در حوزه تلویزیون و ظهور پنل‌های OLED در تلویزیون‌های LCD جدیدتر، دامنه ی کنتراست در حال افزایش است. رنگ‌ها در حال گسترش به طیف‌های جدیدتری هستند؛ ولی فرمت‌های ویدیویی به‌طور کامل نمی‌توانند از این فناوری‌ها بهره‌مند شوند. به بیان ساده‌تر، سیگنال‌ها حاوی اطلاعات بسیار زیادی هستند، اما یک تلویزیون تنها قادر است بر اساس محدودیت‌های سخت‌افزاری خود و اطلاعات دریافتی، تصویری را به نمایش بگذارد.
قابلیت HDR به‌عنوان یک تحول اساسی در دنیای تصاویر دیجیتال مطرح شده است. این فناوری به حذف محدودیت‌های موجود در سیگنال‌های ویدیویی ناشی از سخت‌افزارهای قدیمی کمک می‌کند و اطلاعاتی درباره رنگ و شفافیت را در مقیاس وسیع‌تری ارائه می‌دهد. صفحه نمایش‌های مجهز به قابلیت HDR می‌توانند اطلاعات را پردازش کرده و تصاویری با کیفیت بهتر و شفافیت بالاتر به نمایش بگذارند.
علاوه بر دامنه وسیع‌تر کنتراست، ویدیوهای HDR حاوی اطلاعات بیشتری هستند که به توصیف درجات مختلفی بین شفافیت و تاریکی می‌پردازند. این بدان معناست که اشیاء بسیار شفاف و بسیار تاریک می‌توانند در یک صفحه به وضوح و با عمق بیشتری به تصویر کشیده شوند، البته به شرطی که صفحه نمایش مورد نظر از HDR پشتیبانی کند.
به‌طور ساده، محتوای HDR بر روی تلویزیون‌های سازگار تصویری شفاف‌تر و تاریک‌تر را ارائه می‌دهد و در دامنه رنگ‌ها، سایه‌های بیشتری از رنگ خاکستری نمایش داده می‌شود. این امر منجر به مشاهده رنگ‌های زنده‌تر و عمیق‌تری می‌شود. برای مثال، رنگ‌های قرمز، سبز و آبی با شدت بیشتری نسبت به حالت‌های غیر HDR نمایان می‌شوند و جزئیات رنگ‌ها به مراتب بهبود یافته است.
طبیعتاً جزئیات بیشتر رنگ در تصاویر باکیفیت، نیاز به اطلاعات بیشتری دارد و دیسک‌های بلوری قدیمی قادر به مدیریت این حجم از اطلاعات نیستند. خوشبختانه دیسک‌های آلترا بلوری طراحی شده‌اند تا اطلاعات بیشتری را در خود جای دهند و امکان ذخیره ویدیوهای با کیفیتی مانند ۴K و HDR و همچنین صدای Dolby Atmos را فراهم کنند. توجه داشته باشید که این نوع دیسک‌ها را نمی‌توان بر روی دستگاه‌های پخش بلوری عادی اجرا کرد و برای استفاده از آن‌ها نیاز به دستگاه‌های پخش آلترا اچ‌دی بلوری یا کنسول‌های نسل نهم بازی‌های ویدیویی است.
خدمات پخش آنلاین نیز معمولاً محتوای ویدیویی با قابلیت HDR را ارائه می‌دهند، اما برای تجربه بهینه به اینترنت پرسرعت و پایدار نیاز دارید. در صورتی که پهنای باند شبکه اینترنت شما برای دریافت محتوای ۴K مناسب باشد، می‌توانید قابلیت HDR را فعال کنید. برای تماشای محتوای ۴K در سایت‌هایی مانند آمازون ویدیو و نتفلیکس به ترتیب حداقل سرعت اتصال ۱۵ و ۲۵ Mbps توصیه می‌شود. با رسیدن به این سرعتها، قادر خواهید بود تا ویدیوها را با کیفیت ۴K و فناوری HDR مشاهده کنید.
مکانیسم عملکرد HDR در دنیای گامای رنگ ممکن است گیج‌کننده باشد. گامای رنگ عریض، یکی از ویژگی‌های کلیدی تلویزیون‌های پیشرفته است که به‌طور غیرمستقیم با HDR ارتباط دارد. توانایی HDR به این موضوع می‌پردازد که تلویزیون چه مقدار نور را باید به صفحه نمایش ارسال کند. دامنه و میزان رنگ که به‌طور جداگانه تعریف می‌شوند، به عنوان کروماتیسیتی (chromaticity) شناخته می‌شوند و این دو مؤلفه به طرق مختلف با یکدیگر تعامل دارند ولی هنوز از یکدیگر متمایز هستند.
به‌طور فنی، فناوری HDR تنها به شفافیت تصویر اشاره دارد، زیرا دامنه‌ی پویا به معنای تفاوت بین روشنایی و تاریکی در یک صفحه است. رنگ معیار مستقلی است که بر اساس مقادیر قرمز، سبز و آبی در فرمت ویدیو تعریف می‌شود. هرچند این رنگ‌ها با یکدیگر ترکیب شده و به ما این امکان را می‌دهند که نور را درک کنیم. بنابراین، دامنه وسیع‌تری از نور به معنای درک دامنه گسترده‌تری از رنگ‌ها است. به همین خاطر، تلویزیون‌های سازگار با HDR می‌توانند گامای رنگ عریض‌تری را ارائه دهند یا دامنه رنگی فراتر از میزان استاندارد تلویزیون‌ها (که به عنوان Rec.709 شناخته می‌شود) را به نمایش بگذارند.
اما باید توجه داشت که HDR به هیچ عنوان تضمین‌کننده دامنه عریض‌تر از رنگ‌ها نیست. به همین دلیل است که ما تمام تلویزیون‌ها را از نظر رنگ و کنتراست ارزیابی می‌کنیم. بیشتر تلویزیون‌های امروزی قادر به رسیدن به معیار Rec.709 هستند، اما این معیار شامل رنگ‌های بسیاری است که چشم انسان می‌تواند ببیند و این تلویزیون‌ها ممکن است توان نمایش تمامی این رنگ‌ها را نداشته باشند. DCI-P3 یک فضای رنگی عریض‌تر برای سینمای دیجیتال به حساب می‌آید و Rec.2020 نیز فضای رنگ ایده‌آل برای تلویزیون‌های ۴K است که همچنان عریض‌تر عمل می‌کند. این معیار برای هر دو HDR و SDR قابل استفاده بوده زیرا HDR به طور مستقیم سطوح رنگ را ارزیابی نمی‌کند.
نمودار مربوطه دامنه رنگی را نشان می‌دهد که چشم انسان قادر به شناسایی آن است و همچنین سه فضای رنگی را مشاهده خواهید کرد که هرکدام نسبت به قبلی به طور قابل توجهی گسترش یافته‌اند. این مفاهیم ممکن است در ابتدا مبهم به نظر برسند، اما فناوری HDR تضمین نمی‌کند که شما حتماً رنگ‌های بیشتری را دریافت خواهید کرد. بسیاری از تلویزیون‌های دارای HDR، به‌ویژه نه تمامی محصولات، گامای رنگ عریض‌تری دارند. با مطالعه نقدهای مختلف در مورد تلویزیون‌ها، می‌توانید به راحتی متوجه شوید که آیا یک تلویزیون توانایی پخش با قابلیت HDR را دارد یا خیر و دامنه کامل رنگ آن به چه شکلی است.
قابلیت HDR هنوز به‌طور کامل در محصولات مختلف جا نیفتاده و در حال حاضر به دو فرمت اصلی تقسیم می‌شود.
دالبی ویژن فرمت HDR منحصر به فرد شرکت دالبی است. در حالی که این شرکت برای صفحه‌های نمایش، نیاز به گواهی دارند تا عنوان کنند که سازگار با دالبی ویژن هستند، این فرمت به اندازه HDR10 خصیصه‌ها و محدودیت‌های خاصی ندارد. محتوای دالبی ویژن از متادیتای پویا بهره می‌برد که سطوح شفافیت قابل تغییر را بین محتوای مختلف حفظ می‌کند. به‌جای استفاده از متادیتای ثابت، که سطوح مشخصی را برای همه محتوا اعمال می‌کند، متادیتای پویا این سطوح را براساس هر صحنه یا فریم تنظیم می‌کند و باعث حفظ جزئیات بیشتر در صحنه‌های تاریک و روشن می‌شود.
این فرمت به تلویزیون این امکان را می‌دهد که حداکثر و حداقل میزان نور را بهینه‌سازی کند تا اطلاعات تصویر با دقت بیشتری نسبت به دامنه کامل نور در هر فیلم یا برنامه به نمایش درآید. صحنه‌های تاریک می‌توانند جزئیات بیشتری را در سایه‌ها حفظ کنند در حالی که صحنه‌های روشن نیز به طور مشابه می‌توانند غنای بیشتری داشته باشند.
دالبی ویژن همچنین بر اساس مشخصات صفحه نمایش تنظیم می‌شود. به این معنا که ویدیوهای دالبی ویژن اطلاعاتی را به تلویزیون می‌فرستند تا از چه سطوح رنگ و نوری استفاده کند و این مقادیر بر اساس توافقات بین سازنده تلویزیون و دالبی تنظیم می‌شود. به همین دلیل، تلویزیون‌ها می‌توانند جزئیات بیشتری را نسبت به HDR10 نمایش دهند، اما این به کیفیت ساخت و مستر شدن محتوا و توانایی تلویزیون در مدیریت رنگ و نور بستگی دارد. توجه به مراحل مسترینگ ویدیو بسیار مهم است زیرا دالبی ویژن یک استاندارد مجوزدار است و نمی‌توان آن را به سادگی مانند HDR10 قابل دسترسی کرد.
نوع HDR10، استانداردی است که توسط UHD Alliance ایجاد شده و به عنوان یک استاندارد فنی با دامنه‌های تعریف شده شناخته می‌شود که باید با محتوا و صفحه نمایش مورد استفاده سازگار باشد. HDR10 از متادیتای ثابت استفاده می‌کند که در تمام صفحه نمایش‌ها قابل دسترس است. به این ترتیب، ویدیوهای HDR10 سطوح رنگ و نور را در مقادیر مطلق تعیین می‌کنند، که مستقل از تصویری که به نمایش در می‌آید، عمل می‌کند. این قابلیت یک استاندارد باز است و هر تولیدکننده و ناشر محتوا می‌تواند به‌راحتی از آن استفاده کند.
نوع HDR10+ نسخه‌ای ارتقا یافته است که توسط سامسونگ با هدف بهبود HDR10 طراحی شده است. این فناوری با اضافه کردن متادیتای پویا به HDR10 شکل می‌گیرد. این نوع متادیتا، جزئیات متفاوت برای هر صحنه ارائه نمی‌دهد، اما همچنان قابلیت تنظیم دامنه نور را برای صفحه نمایش تلویزیون در هر فریم یا صحنه دارد. HDR10+ به‌طرز بالقوه‌ای جزئیات بیشتری را نسبت به HDR10 به تصویر افزوده و مشابه HDR10، این فرمت نیز استانداردی باز است و به مجوز خاصی برای تولید وابسته نیست.
قابلیت HLG (Hybrid Log-Gamma) به اندازه HDR10 یا دالبی ویژن شناخته‌شده نیست و محتوای کمتری برای این فرمت منتشر شده است، اما می‌تواند قابلیت HDR را به‌طور قابل توجهی گسترش دهد. این استاندارد توسط BBC و NHK ژاپن توسعه یافته است تا فرمت ویدیویی کاربردی برای پخش‌کنندگان فراهم کند و این امکان را به آن‌ها بدهد که محتواهای ویدیویی را به‌صورت HDR ارسال کنند.
از نظر فنی، HLG رویکردی جهانی‌تر دارد زیرا به هیچ‌گونه متادیتا وابسته نیست. در عوض، این فناوری از ترکیبی از منحنی گاما که تلویزیون‌ها برای محاسبه شفافیت محتوای SDR استفاده می‌کنند و همچنین منحنی لگاریتیمی برای محاسبه سطوح شفافیت در تلویزیون‌های سازگار با HDR بهره می‌برد.
از آنجا که HLG به متادیتا احتیاجی ندارد، قابلیت کار با تلویزیون‌های HDR و SDR را دارد و می‌تواند دامنه وسیع‌تری از اطلاعات نوری را نگه‌داری کند. با این حال، یکی از معایب عمده آن، محدود بودن به شرکت‌های بزرگ است. HLG به‌گونه‌ای طراحی شده که برای پخش‌کنندگان دولتی مناسب باشد و هنوز پخش‌کننده‌هایی را که ویدیوهای ۴K را به‌صورت آنالوگ یا از طریق کابل و ماهواره پخش کنند، مشاهده نکرده‌ایم. بنابراین، HLG هنوز نیاز به تولید محتوای بیشتری دارد.
هر یک از استانداردهای ذکر شده، پیشرفت‌هایی در زمینه HDR به ارمغان می‌آورند، اما هر کدام معایب و مزایای خاص خود را دارند. در حال حاضر، دالبی ویژن و HDR10 تنها استانداردهای مهمی هستند که محتوای بسیار زیادی برای آن‌ها وجود دارد و همچنین تلویزیون‌های سازگار با آن‌ها نیز در بازار موجود است. دالبی ویژن معمولاً تصاویری با کیفیت بهتر ارائه می‌دهد، اما به دلیل اینکه یک استاندارد لایسنس شده است، کمتر رایج است. HDR10+ یک استاندارد باز به شمار می‌رود، اما برای توسعه بیشتر نیاز است تا شرکت‌های بیشتری به این فرمت روی آورند و محتوای جدیدتری تولید کنند. از سوی دیگر، HLG می‌تواند به عنوان یک استاندارد جهانی عمل کند زیرا به طور ذاتی از متادیتای خاصی استفاده نمی‌کند، اما لازم است تا محتوای بیشتری با این استاندارد تولید شود.
قابلیت HDR به معنای کیفیت ۴K نیست. در حقیقت، یک تلویزیون ۴K ممکن است از HDR پشتیبانی کند، اما این موضوع به این معنی نیست که همه تلویزیون‌های ۴K نیز با این قابلیت سازگار هستند. اگر تلویزیون شما از HDR پشتیبانی نکند، از اطلاعات اضافی موجود در یک سیگنال HDR بهره‌مند نخواهید شد و پنل تلویزیون به گونه‌ای کالیبره نشده تا این اطلاعات را بخواند و درک کند. حتی اگر تلویزیون شما توانایی مدیریت سیگنال HDR را داشته باشد، ممکن است تصویر بهتری ارائه ندهد، به‌ویژه اگر تلویزیون از نوع اقتصادی باشد.
بسیاری از سرویس‌های استریم معتبر مانند آمازون، گوگل پلی، آی‌تیونز، نتفلیکس، ویدیو و یوتیوب از قابلیت HDR برای برخی محتوای ۴K حمایت می‌کنند. HDR10 به عنوان استانداردی شناخته‌شده در میان این سرویس‌ها رواج یافته است، در حالی که سایر فرمت‌های مانند دالبی ویژن نیز در بعضی موارد مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین دیسک‌های بلوری UHD وجود دارند که معمولاً از HDR10 یا HDR دالبی ویژن بهره می‌برند.
اگر تلویزیون شما از HDR پشتیبانی می‌کند، احتمالاً به چند سرویس استریم که این قابلیت را فراهم می‌کنند دسترسی دارید. با این حال، تمام سرویس‌های استریم ممکن است از همه استانداردها حمایت نکنند. برای مثال، Amazon Fire TV Cube از HDR10، HDR10+، دالبی ویژن و HLG پشتیبانی می‌کند، در حالی که Premiere+ تنها از HDR10 استفاده می‌کند. کنسول‌های بازی نسل جدید، مانند پلی‌استیشن ۵ و ایکس باکس سری X، هر دو از دالبی ویژن و HDR10 پشتیبانی می‌کنند.
آیا خرید یک تلویزیون با قابلیت HDR ارزش دارد؟ در حالی که تقاضا برای تلویزیون‌های ۴K در بازار در حال افزایش است، فناوری HDR یکی از مهم‌ترین ویژگی‌هایی است که باید قبل از خرید مورد توجه قرار گیرد. با وجود اینکه این قابلیت هنوز به‌طور جهانی به‌کار گرفته نشده است، استانداردهای دالبی ویژن و HDR10 نشان داده‌اند که می‌توانند پیشرفت‌های قابل توجهی در زمینه کنتراست و نور ایجاد کنند. همچنین محتوای فراوانی با توجه به این استانداردها برای تماشا موجود است. بنابراین، اگر بودجه کافی برای خرید یک تلویزیون ۴K با قابلیت HDR دارید، خرید این نوع محصول می‌تواند از نظر مالی و اقتصادی به صرفه باشد.
