Etter hvert som digital video utviklet seg, økte oppløsningen og bildefrekvensen, men bildekvaliteten forble begrenset i lang tid. Standardvideo (SDR, Standard Dynamic Range) er utviklet for et smalt lysstyrkeområde, med et begrenset forhold mellom de mørkeste og lyseste områdene i et bilde. Den bruker vanligvis 8-bits fargedybde og fargerommet Rec. 709. Dette betyr at detaljer i mørke områder kan gå tapt, eller at lyse områder kan bli overeksponert. Selv kraftige prosessorer og bildebehandlingsalgoritmer kunne bare forbedre bildet i begrenset grad.
For å løse dette problemet ble HDR (High Dynamic Range) utviklet. Det utvider det dynamiske området og gjør det mulig for video å gjengi et mye bredere spekter av lysstyrkenivåer, noe som forbedrer bildekvaliteten. HDR er ikke bare en funksjon i selve TV-en. Videoen må også tas opp ved hjelp av en bestemt metode og inneholde metadata, det vil si tilleggsinformasjon om bildet som vises.
Hvordan et HDR-bilde skapes
Hovedmålet med HDR er å bevare detaljer både i de mørkeste og de lyseste områdene i et bilde. Det finnes to hovedmetoder.
Eksponeringsbrakettering. Flere bilder tas med forskjellige eksponeringsnivåer. Ett bilde gjøres lysere for å fange opp detaljer i skyggene, mens et annet gjøres mørkere for å bevare detaljer i de lyse områdene. Bildene kombineres deretter ved å bruke områdene med best egnet eksponering fra hvert bilde. Dette kan gjøres med flere kameraer samtidig eller med ett kamera som tar bilder etter hverandre. Den sistnevnte metoden egner seg dårlig for dynamiske scener fordi objekter kan bevege seg mellom eksponeringene, noe som kan føre til skyggebilder og andre bildefeil.
En sensor med et bredt dynamisk område. Moderne kameraer kan fange et bredt spekter av lysstyrkenivåer i ett enkelt bilde uten å kombinere flere eksponeringer. Med andre ord fanger kameraet flere bilder som prosessoren analyserer for å produsere ett endelig bilde.
Resultatet er et bilde med godt bevarte detaljer og jevne fargeoverganger.
Hvordan HDR overføres og vises
Det er ikke nok å ta opp HDR-video. Den må også kodes og overføres slik at skjermen kan vise den riktig. Metadata overføres sammen med videostrømmen. De inneholder teknisk informasjon om lysstyrke, kontrast og farger som forteller TV-en hvordan bildet skal vises. Derfor må TV-en støtte den aktuelle standarden. Hvis ikke vises bildet i det vanlige SDR-formatet.
Det finnes to metoder for å overføre denne informasjonen.
- Statiske metadata defineres én gang for hele videoen.
- Dynamiske metadata endres fra scene til scene eller til og med fra bilde til bilde.
Oversikt over HDR-standarder
HDR10
Det grunnleggende, åpne HDR-formatet ble standardisert av Consumer Technology Association (CTA) i 2015. Det er obligatorisk for 4K Blu-ray-plater og fungerer som grunnlag for HDR10+ og mange Dolby Vision-profiler. Det bruker 10-bits fargedybde og fargerommet Rec. 2020, selv om faktiske skjermer vanligvis bare dekker en del av dette fargespekteret.
Statiske metadata defineres én gang for hele filmen og beskriver referanseskjermen som ble brukt under mastering, maksimal lysstyrke for bildet og gjennomsnittlig lysstyrke. TV-en bestemmer selv hvordan lysstyrkenivåene skal tilpasses skjermens egenskaper. Derfor kan bildet se merkbart forskjellig ut på ulike TV-modeller, og enkelte detaljer kan gå tapt i mørke scener. Formatet er gratis å bruke og støttes av praktisk talt alt HDR-utstyr.
HDR10+
En videreutvikling av HDR10 som ble annonsert av Samsung og Amazon i 2017. Formatet ble senere standardisert av HDR10+-konsortiet, grunnlagt av Samsung, Panasonic og 20th Century Fox. HDR10+ legger til dynamiske metadata basert på standarden SMPTE ST 2094-40 i den grunnleggende HDR10-strømmen. Disse metadataene overføres bilde for bilde, slik at TV-en kan justere lysstyrke og kontrast mer presist for hvert øyeblikk i videoen, avhengig av egenskapene til skjermpanelet.
Enheter som ikke støtter HDR10+, viser innholdet som vanlig HDR10. Fargedybden er fortsatt 10 bit. Standarden er royaltyfri, men støttes ikke av alt utstyr.
HDR10+ Adaptive
En tilleggsfunksjon for HDR10+ som tar hensyn til belysningen i rommet. TV-en måler omgivelseslyset ved hjelp av en innebygd sensor og justerer lysstyrken i HDR-bildet. Bildet blir lysere i et godt opplyst rom og mindre lyst i et mørkt rom. Samsung introduserte funksjonen i sine TV-er fra 2021. Samtidig ble det annonsert at HDR10-innhold på Prime Video skulle vises i HDR10+ Adaptive-modus på kompatible Samsung-TV-er. HDR10+-nettstedet beskriver denne funksjonen som en del av HDR10+ Advanced-spesifikasjonen, som ble introdusert i 2025.
HDR10+ Gaming
En spillversjon av HDR10+ utviklet av HDR10+ Technologies. Ifølge Samsung kunne spill og skjermer ikke identifisere hverandres egenskaper før dette formatet ble introdusert. Derfor var HDR-innstillingene enten generelle eller måtte velges manuelt. Med HDR10+ Gaming utveksler spillmotoren og skjermenheten informasjon direkte. Dette gjør at spillet kan identifisere skjermens egenskaper og generere et HDR-bilde som er optimalisert for den aktuelle skjermen. Automatisk justering uten manuell kalibrering er en av de annonserte funksjonene. Da formatet ble introdusert, var det tilgjengelig på PC-er med støttede NVIDIA-grafikkort og på nyere Samsung-TV-er og -skjermer.
HDR10+ Advanced
En nyere standard utviklet for flaggskip-TV-er med svært høy maksimal lysstyrke, kraftige prosessorer og store skjermer. Prime Video lanserer standarden på Samsungs 2026-TV-er fra og med august 2026. De annonserte funksjonene omfatter følgende.
- Forbedret generell lysstyrke. Metadata bidrar til å utnytte den høye lysstyrken til premium-TV-er bedre.
- Intelligent bevegelsesutjevning. Systemet avgjør automatisk om bevegelsesutjevning er nødvendig.
- AI-basert sjangergjenkjenning for å velge bildebehandlingsinnstillinger, sammen med et bredere fargespekter basert på metadata fra innholdsprodusentene.
Dolby Vision
En lisensiert standard utviklet av Dolby og introdusert i 2014. Den bruker dynamiske metadata som kan endres fra scene til scene eller fra bilde til bilde. Ved strømming er bildet vanligvis 10-bit, mens 12-bits video bare er mulig i enkelte profiler, for eksempel dem som brukes på 4K Blu-ray-plater. Dolby Vision har flere profiler, hvorav noen er utviklet for strømming, andre for plater, og enkelte er kompatible med HDR10 på TV-er som ikke støtter Dolby Vision.
I 2025 annonserte Dolby Dolby Vision 2. Ifølge selskapet legger denne versjonen til AI-basert bildeoptimalisering for ulike visningsforhold og kontroll over bevegelsesutjevning bilde for bilde. Eldre TV-er kan fortsatt spille av dette innholdet, men de nye funksjonene krever støtte for Dolby Vision 2. Standarden krever en betalt lisens for produsentene. Samsung støtter ikke Dolby Vision i sine TV-er og satser i stedet på HDR10+.
HLG (Hybrid Log-Gamma)
Et format utviklet av BBC og NHK for TV-sendinger og direktesendinger. Det er inkludert i anbefalingen ITU-R BT.2100. HLG bruker ikke metadata fordi lysstyrkeinformasjonen er kodet direkte i overføringsfunksjonen. Den nedre delen av denne funksjonen ligner den konvensjonelle SDR-gammakurven, mens den øvre delen er logaritmisk og håndterer lyse områder.
Dette gjør det mulig å vise det samme signalet på både HDR- og SDR-TV-er. På en HDR-skjerm drar bildet nytte av et utvidet dynamisk område, mens det ser normalt ut på en SDR-skjerm. På eldre modeller uten støtte for et bredt fargespekter kan fargene imidlertid virke litt dempede. Formatet er royaltyfritt og bruker vanligvis 10-bits fargedybde. Det kan ikke justere hver scene like presist som formater med dynamiske metadata, men det er enklere å bruke til kringkasting og krever ikke separate SDR- og HDR-strømmer.
Sammenligning av HDR-standarder
| Standard | Metadata | Fargedybde | Lisens | År |
|---|---|---|---|---|
| HDR10 | Statiske | 10 bit | Åpen | 2015 |
| HDR10+ | Dynamiske, bilde for bilde | 10 bit | Royaltyfri | 2017 |
| HDR10+ Adaptive | Dynamiske (HDR10+) med justeringer basert på en sensor for omgivelseslys | 10 bit | Ikke spesifisert | 2021 |
| HDR10+ Gaming | Mer omfattende enn HDR10, ifølge Samsung | 10 bit | Ikke spesifisert | 2022 |
| HDR10+ Advanced | Utvidede scenemetadata, ifølge Samsung | 10 bit | Royaltyfri | 2025 |
| Dolby Vision | Dynamiske | 10–12 bit | Betalt lisens | 2014 |
| HLG | Brukes ikke | 10 bit | Åpen | 2015 |
