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Mit HDR zu realitätsgetreuen Aufnahmen

Was kann HDR?

High Dynamic Range ist heutzutage häufig fester Bestandteil von Smartphones und Kameras. Die Technologie schafft es, Farben und Kontraste auf Ihren Aufnahmen kräftiger und hochwertiger darzustellen. Produktreif wurde HDR erst mit der Produktion von Displays, die ein deutlich helleres Weiß mit bis zu 10.000 cd/m² darstellen können. Vorher war das nur bei kleinen Handy Displays möglich.

Theoretisch betrachtet, erhöht die High Dynamic Range die Helligkeitsspanne der Bilder und hebt die Farbtiefe von acht auf zehn (und mitunter sogar zwölf) Bit an. Das heißt, dass bei HDR-Content helle Bildbereiche noch heller und dunkle Bildbereiche noch dunkler dargestellt werden. Mit der höheren Farbtiefe lassen sich viel mehr Farbnuancen darstellen. Außerdem werden auf diese Weise genauere Abstufungen innerhalb der Helligkeitsbereiche erreicht, was eine realitätsgetreue, tiefere Bilddarstellung erwirkt. In Zahlen ausgedrückt: 8 Bit Farbtiefe bringen es auf 16,77 Millionen mögliche Farben, mit 10 Bit kommt man auf über 1 Milliarde Farben.

 

Wie hell ist weiß?

Der Schlüssel von HDR liegt in der Leuchtdichte. Durch diese kann bestimmt werden, wie hell weiß erscheint.
Die Leuchtdichte wird in Candela gemessen - cd/m² - Teilweise auch Angabe in Nit 1 Candela/Quadratmeter [cd/m²] = 1 Nit [nt]

Hier ein paar Weißwerte im Vergleich:

Röhrenmonitor = 80 - 200 cd/m²
LCD = 150 - 500 cd/m²
Computer Display = 200 - 300 cd/m²
Aktuelle OLED = 5000 - 10.000 cd/m²

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 Foto: https://www.samsung.com

Die 7 Verschiedenen HDR Formate und ihre Funktionen?

HDR10

Beim HDR10 Media Profile, kurz HDR10, handelt es sich um eine Erweiterung der Videopegel-Dynamik bei 10 Bit Farbtiefe im Farbraum Rec. 2020. Die Interpretation der Bildinformationen wird wie bei bisherigen 8-Bit-Bildinformationen vom Ausgabegerät übernommen. Je nach Displayeinstellung und -möglichkeit kann das angezeigte Ergebnis mitunter stark von anderen Ausgabegeräten abweichen. SMPTE ST-2084 Perceptual Quantizer (PQ) sendet die Farbkalibrierung des verwendeten Master Dislays als statische Metadaten SMPTE ST-2086 an das Ausgabegerät. Es ist ein offener Standard, der von einer Vielzahl von Herstellern unterstützt wird.

HLG

Hybrid Log Gamma (HLG) ist ein HDR-Format, das aus dem gemeinsamen Forschungsprojekt zwischen der BBC und dem japanischen Sender NHK entwickelt wurde. HLG ist eine HDR-Lösung, die im Broadcast-Bereich Einsatz findet. Es kombiniert Videos mit Standard Dynamikumfang und hohem Dynamikumfang in einem Feed, den HLG-kompatible Fernseher dekodieren und anzeigen können, während nicht kompatible Geräte ein Standard-Dynamik-Bild (SDR) zeigen.

HDR10+

HDR10+, auch bekannt unter der Bezeichnung HDR10 Plus, wurde im April 2017 vom südkoreanischen Unterhaltungselektronik Konzern Samsung und dem US-amerikanischen Abrufvideo-Dienstleister Amazon Video angekündigt. Bei HDR10+ handelt es sich um eine dynamische HDR-Technologie, die auf der von Dolby erfundenen PQ-Kurve ST-2084 basiert und bei der SMPTE unter der Bezeichnung ST 2094-40 festgelegt wurde. HDR10+ ist ein offener Standard, der lizenzfrei ist und auch in Verbindung mit dem Standard High Efficiency Video Coding (HEVC) eingesetzt werden kann. Die erste Veröffentlichung in diesem Format war Anfang 2019 der Film „Bad Times at the El Royale”.

September 2017 wurde bekannt gegeben, dass die US-amerikanische Filmproduktionsgesellschaft 20th Century Fox und der japanische Elektronikkonzern Panasonic Corporation HDR10+ unterstützen wollen. Anfang Januar 2018 wurde die Mitwirkung der US-amerikanischen Filmgesellschaft Warner Bros. Entertainment bei der Allianz angekündigt.

Dolby Vision

Dolby Vision unterstützt das von ihnen entwickelte und standardisierte Verfahren SMPTE ST-2084 Perceptual Quantizer (PQ) und bis zu 12 Bit Farbinformationen. Praktisch können damit Helligkeits-Informationen mit Leuchtdichten von 10.000 cd/m² dargestellt werden. Heutzutage übliche Master Displays erreichen maximal meist nur 4.000 cd/m². Ein größerer Gamut-Bereich wird mittels ITU-R Rec. 2020 ermöglicht. Es unterstützt ebenfalls SMPTE ST 2086 und SMPTE ST 2094-10. Letzteres ist in der Lage, dynamische Metadaten an das Ausgabegerät zu übertragen. Diese können beispielsweise Farbkalibrierungen abhängig von der Szene enthalten, was eine originalgetreue Wiedergabe zur Folge hat. Diese dynamischen Metadaten werden in einem Enhancement Layer zusammengefasst, bei dem zwei Typen unterschieden werden: MEL (M steht für Minimal) und FEL (F steht für Full). Diese zwei Typen unterscheiden sich in der Menge an Bildinformationen und der daraus resultierenden Größe.

Die maximale Auflösung bei Dolby Vision beträgt 7680 × 4320 Pixel (8K), die maximale Bildwiederholfrequenz 120 fps. Im Broadcast-Bereich kommt Dolby Vision zusammen mit HLG zum Einsatz. Die Dolby-Vision-Metadaten SMPTE ST 2094-10 werden in einem HLG-Signal mitgeliefert und sind zudem abwärtskompatibel zum Standard HDR der HLG-Spezifikation. Technisch wird bei Dolby Vision jede Fernseh-Modellserie vor der Massenproduktion anhand eines Vorserienmodells von Facharbeitern von Dolby genau eingemessen und alle relevanten Daten werden in einem Chip auf dem Fernsehgerät gespeichert. Diese Daten werden für die Berechnungen des optimalen Bildes gebraucht, die mit patentierten Algorithmen berechnet werden. Im Gegensatz zu HDR10+ ist Dolby Vision für die Gerätehersteller nicht lizenzfrei.

Signal Übertragung

Derzeit (Stand 2020) konkurrieren zwei unterschiedliche Verfahren zur Übertragung von HDR-Videoinhalten gegeneinander, die beide auf dem 2015 eingeführten Format Ultra HD Blu-ray zertifiziert wurden. Zur Wiedergabe von HDR10 müssen Ultra-HD-Fernseher die Schnittstelle HDMI 2.0a oder DisplayPort 1.4 besitzen. Bei Dolby Vision reicht HDMI 1.4b .

 

HDR Formate beim Fernseherkauf

Beim TV-Kauf sollte man aktuell darauf achten, dass HDR10 und entweder Dolby Vision oder HDR10+ unterstützt werden, um zukunftsfest in die HDR-Epoche einzusteigen.

Wer viel klassisches Fernsehen schaut oder Sport-Fan ist, sollte zudem nach dem HLG in der Ausstattungsliste Ausschau halten.

Bei Mediatec finden Sie sowohl Kameras als auch Monitore die HDR unterstützen.

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