Publicerad i HemmaBio 11/2015
Av Thomas Ytterberg
Lite extra pixlar och 4K, var det allt vi fick? Det talas mycket om 4K som den stora revolutionen. Fast det är det inte egentligen. Det är inte mängden pixlar som är det stora. Istället sker ett formatskifte samtidigt som det finns en god möjlighet att ta ett större teknikkliv framåt. 4K-förändringen är endast det naturliga klivet vidare. Det är enkelt att tala om fler pixlar och högre upplösning. De stora och viktiga förändringarna som tar bildupplevelsen och tekniken vidare ligger på andra håll.
Större färgrymd (Rec. 2020) gör det möjligt att återskapa fler faktiska färger än det tidigare varit möjligt med traditionella format, inklusive hdtv. Djupare nyanser av rött, blått och grönt som finns i verkligheten och uppfattas av våra ögon kan nu i högre grad användas i filmer. Traditionellt kan hdtv endast återge 36 procent av de för ögat synliga färgerna. Rec. 2020-färgrymden täcker mer än det dubbla. Filmkameror kan sedan länge fånga dessa färger och nyanser, men vi har inte kunnat återskapa dem vettigt på en TV.
Fler färger och fler nyanser
Högre bitdjup ger fler nyanser. Traditionellt används 8 bitars precision för att beskriva mängden nyanser av rött, grönt och blått. Med en större färgrymd och större dynamiskt omfång måste vi kunna beskriva nyansskillnader med större precision. Därför används 10 bitar, men också 12 bitar är möjligt.
I teorin ger 8 bitar 256 nyanssteg för rött, grönt och blått, vilket räcker för 16,7 miljoner färgnyanser totalt. Men i praktiken är det endast ca 219 steg tillgängliga, vilket ger 10,6 miljoner färger (219×219×219). Med 10 bitar har vi 1024 totala nyanssteg, 876 tillgängliga för bilden och därmed 670 miljoner färgnyanser. 12 bitar ger i sin tur 3504 tillgängliga nyanser och 43 miljarder färgnyanser totalt.
Högre bitdjup innebär att vi kan täcka in fler nyansskillnader, till exempel strukturer och detaljer i moln och ytor med närliggande små skillnader. Motsatsen, ett för lågt bilddjup, känner vi igen som posterisering, eller ”bandning”. Då finns inte tillräckligt många nyanssteg för att återge alla nyansskillnader och det blir tydliga steg.
Är detta verkligen nytt?
Fast låter inte mycket av detta bekant? Tillverkarna har talat om ”fler och bättre färger” i flera år. HDMI Deep Color, fler än 8 bitar per färg, har funnits i snart tio år och finns i de enklaste Blu-rayspelarna. Så vad är nytt?
Nytt är att det nu kommer teknik men också bildmaterial som kan dra nytta av tekniken. Den tio år gamla tekniken Blu-Ray är fortfarande begränsad till gamla teknikstandarder från 90-talet med hdtv-färger och 8-bitars färgdjup. Deep Color och stor färgrymd har mest handlat om hittepå-fördelar som knappt märks eller i värsta fall ger morotsansikten.
High Dynamic Range, HDR, är den stora nyheten här. Vi har rört det i flera tester och reportage tidigare och det går ut på att åstadkomma precis vad kallas för: ett högre dynamiskt omfång. Mer vidd till att både beskriva och reproducera nyanser mellan svart och vitt. Nyckelordet här är att reproducera. Att faktiskt återge ett större omfång.
Fast var inte allt detta redan möjligt på plasmatiden när Panasonics och Pioneers bästa apparater kunde visa upp kontrastomfång på 10.000:1 eller mer? För att inte säga LG:s OLED med oändligt kontrastförhållande där svart verkligen är svart? Jodå, dessa är fördelar på sina sätt. Djup svärta ger ögat möjlighet att uppleva just djupet i bilden. Att ankra bilden ljus mot en fond av svart.
Lokalt mycket ljusstarkare
Men HDR handlar om den andra änden av skalan, ljuset. Att kunna skapa starkt ljus där det behövs. Och då menas det inte att bränna på fullt blås och blända hela familjen så fort det är ishockey eller storslalom. Sådant är enkelt att åstadkomma genom att bara trycka in tillräckligt med lysdioder i TV:n och låta elräkningen skena iväg.
Istället handlar HDR om att återge ljus på ett sätt som bättre motsvarar hur du upplever ljus i en situation som, i brist på bättre ord, är naturligt dynamisk. Till exempel en ensam lampa i ett mörkt rum. Solen som lyser upp horisonten på kvällen mot ett landskap i skugga. Dagsljuset som letar sig genom ett fönster i ett mörkt rum och så vidare. Dina ögon och din hjärna kan uppleva och se nyanserna både i det ljusa och det mörka på ett sätt som en traditionell TV inte kan återskapa.
Detta åstadkoms genom att fördela energin i bakgrundsbelysningen så att mindre lokala delar, likt solnedgången i bilden bredvid, lyser mycket starkare än övriga delar. Man talar om att kunna lysa med 500 till 1 000 cd/m2 i dessa delar. Standarden för HDR beskriver möjlighet att lokalt kunna gå upp till 5 000 cd/m2 eller mer.
HDR inte samma som HDR?
Förväxla inte detta med vad som inom fotografi och 3D-grafik också kallas för HDR, eller HDRI, High Dynamic Range Imaging. Där handlar det om att reproducera intrycket av nyanser inom ett och samma begränsade dynamiska omfång. Teknik som tone mapping fogar samman flera exponeringar av samma foto för att få med alla detaljer i en och samma bild. Googla ”HDR” och titta på bilderna för exempel.
HDR som tekniken fungerar här handlar om att öka omfånget rent fysikaliskt. Displayen återger verkligen mer ljus och ökning av dynamiskt omfång handlar inte enbart om mixtra med nyanser. Det handlar om en faktisk ökning, som att kunna lysa med 1 000 cd/m2 i en liten yta där en TV normalt kanske når 200 – 300 cd/m2 ljusstyrka som helhet.
Risk för ännu ett 3D-meh?
Riskerar inte allt detta att bli ännu ett halvhjärtat argument för att sälja TV-apparater? Likt 3D-tekniken som först blev omtalad och uppmärksammad för att år 2015 främst vara något för ett fåtal entusiaster, kanske främst något för barnen?
En sak talar för att HDR redan är här för att stanna och att det finns ett intresse från branschen som är betydligt större. Redan nu finns det ett antal officiella standarder för hur HDR ska hanteras. Dolby har gått långt fram med att få in HDR-produktion inom begreppet Dolby Vision. SMPTE och CEA, organisationer som reglerar TV-standarder för produktion och konsumentprodukter i USA, har tagit fram standarder för hur HDR praktiskt ska fungera. Då brukar världen följa efter.
HDMI-specifikationen är redan uppdaterad för att följa dessa baskrav. TV-tillverkarna har redan HDR inbyggt i flera modeller. Innehållsproducenterna tror på tekniken då det finns faktiska fördelar för innehållsskapandet och reproduktionen. Idag är vägen från filmskapande till Blu-ray en ganska stor kvalitetsförlust och de här förändringarna gör det möjligt att behålla kvaliteten som redan finns. Men också att kunna förbättra innehållet jämfört med tidigare.
Mer på horisonten
Ytterligare tekniker som är på väg men bortom horisonten är högre upplösning på bilden, bortom 4K. LCD-paneler och projektorer med 8K-upplösning (ca 8 000×4 000 pixlar) har redan demonstrerats. Också möjligheten att film och återge fler än 60 bilder i sekunden är på väg. Idag spelas så gott som allt du ser in i 24, 25 eller ibland 30 bilder i sekunden.
Möjlighet till 120 eller fler bilder i sekunden kommer kanske inte locka filmskaparna i första men har sin naturliga plats i sport, dokumentärer och naturfilmer. Fast där får vi vänta lite till. Det viktiga är att ändringar i faktisk bildkvalitet är på väg och det är ändringar som har betydelse för hur vi uppfattar och upplever bild. HDR och större färgrymd tar oss närmare hur ögat fungerar.
2016 kommer i alla fall bli ett spännande år för bildkvalitet!
Vad krävs för HDR?
HDMI-standarden version 2.0a beskriver hur HDR, High Dyanmic Range ska fungera. Bland annat används metadata, information om informationen, som beskriver hur bilden ska ljussättas. Sedan måste bildvisaren omsätta den informationen till fysikaliskt ljus och den biten lär vi se stora skillnader mellan olika apparater.
Att reglera ljuset så pass kräver lite nyare teknik. LG:s nyaste OLED-modeller har den möjligheten liksom en del LCD-apparater i den högre prisklassen. Framför allt då TV-apparater med kvantbaserad teknik där ljuskällan endast är energrika blåa lysdioder. Till exempel Samsungs SUHD-modeller och Sonys Triluminos-modeller. Men även lite enklare apparater kan få möjligheten, men då utan möjlighet till lika tydlig ökning i omfång. HDR kommer även till projektorer.
Det är framför allt under 2016 som HDR kommer att slå igenom. Materialet, filmer och så vidare, måste anpassas för HDR vilket är på väg. Med kommande Ultra HD/4K-Blu-Ray har vi en källa till HDR-material men också Netflix har gett tummen upp åt tekniken. Kraven för HDR kommer därför i praktiken också omfatta HDCP 2.2, det som vi gick igenom i nr 10-2015.