HDR と SDR: 違いは何ですか?

HDR の人気が高まっているため、元の SDR 規格と比較してどうなるのか疑問に思われるかもしれません。

HDR テクノロジーは現在非常に普及しており、Amazon Prime、Disney+、Netflix などの人気のストリーミングサービスが HDR コンテンツをサポートし始めています。実際、今日新しいテレビやモニターを探してみると、ほぼすべての製品の仕様リストに HDR が記載されていることには驚かれるでしょう。

ここで疑問が生じます: HDR とは正確には何ですか? HDR はどのように機能するのでしょうか?また、通常の SDR とどう違うのですか?

SDRとは何ですか?

標準ダイナミックレンジ (SDR) は、CRT モニターの時代から使用されているビデオ規格です。 HDR スクリーン技術が市場で成功したにもかかわらず、SDR は依然としてテレビ、モニター、プロジェクターで使用されるデフォルトの形式です。 SDR は古い CRT モニタで使用されていましたが (実際には CRT テクノロジの制限によって妨げられています)、現在でも依然として受け入れられる形式です。実際、ゲーム、映画、YouTube ビデオなど、ビデオコンテンツの大部分は依然として SDR を使用しています。基本的に、デバイスまたはコンテンツが HDR として評価されていない場合は、おそらく SDR を使用していると考えられます。

HDRとは何ですか?

ハイダイナミックレンジ (HDR) は、画像とビデオの新しい標準です。 HDR は、露出値に 13 段の差がある 2 つの被写体を含む構図を適切に露出したい写真家の間で最初に普及しました。このような広いダイナミックレンジにより、これまで SDR では不可能だった現実のシーンへの適切な露出が可能になります。

最近では、HDR が映画、ビデオ、さらにはゲームにも導入されました。 SDR コンテンツでは、高コントラストのシーンで白飛びした空、見分けがつかない黒、バンディングの問題が発生しましたが、HDR は、より広大な色空間、色深度、輝度でこれらのシーンをリアルに描写します。

より広い色空間、より大きな色深度、より高い輝度により、HDR は SDR より優れていますが、どの程度優れているのでしょうか?

HDR と SDR の比較

モニターを購入したことがある方は、sRGB、nits、cd/m2、10 ビットカラーなどの特定の仕様に気づいたことがあるでしょう。これらの仕様は、色空間、輝度、および色深度に関するものです。これらの仕様はすべて、画像内の被写体を鮮やかで、うまくブレンドし、適切に露出させるものです。

HDR と SDR の違いをよりよく理解するために、色域、明るさ、色深度を通じて 2 つを比較してみましょう。色域から始めましょう。

色域

色域は、デジタルで表現できる理論上の色のスペクトルです。目に見えるすべての可能な色を表すために、業界では CIE 1931 色度図として知られるものを使用します。この図は、さまざまな色空間を比較するための基準です。 SDR は Rec 709 と呼ばれる色空間を使用し、HDR は Rec 2100 と呼ばれます。以下の図で、三角形はそれらが使用する空間の量を表します。

ご覧のとおり、HDR の Rec 2100 で使用される色空間は、SDR の Rec 709 よりも大幅に大きくなります。

HDR の広い色空間により、映画製作者やさまざまなコンテンツクリエーターは、作品を正確かつ芸術的に描写するために、はるかに広い緑、赤、黄色のスペクトルを利用できるようになります。これは、HDR を視聴している視聴者には、特に緑、黄、赤、およびそれらの間のすべての色がより鮮やかに見えることを意味します。

SDR に関しては、色空間には比例した量の原色が存在するため、カラリストは、重大な制限はあるものの、作品を美しく描写することができます。

明るさ

前に使用したものと同様に、色域が 2D で表現されていることがわかりました。ただし、CIE 1931 色空間全体は実際には 3D 図です。図の 3 番目の次元は、知覚される色の明るさを表します。明度と彩度は、人間が認識できる色の品質を変えるものです。

より高い量の輝度を出力できるディスプレイは、2D カラースケープが表すすべての色相をより修正できるため、人間の目に見える色をより多く表示できます。輝度は、nit またはカンデラ/m2 で測定されます。

SDR は 100nits または 100cd/m2 を出力できます。対照的に、HDR10 (最も一般的な HDR 規格) は最大 1,000 nit を出力できます。これは、HDR10 で視聴すると、より多くの種類の原色と二次色を見ることができることを意味します。

色深度

人間の目はすべてをアナログで認識しますが、デジタルディスプレイは、プロセッサが再現できるように、これらのアナログ光の波をデジタルビットで模倣する必要があります。これらのデジタル情報ビットは、色深度またはカラービットとして知られています。

人間の目は知覚を利用してさまざまな色を認識します。デジタルディスプレイは、色深度またはビット深度を使用して、表示する色をピクセルに指示します。ピクセルが点滅できるビットが多いほど、より多くの色を表示できます。

SDR は 8 ビットの色を表示できます。これは、ピクセルが 256 種類の中の 1 つの原色を表示できることを意味します。 3 つの原色があるため、8 ビットパネルは最大 16,777,216 の色の階調を表示できます。

それを大局的に考えると、人間の目は約 1,000 万色しか区別できません。これは、SDR が人間の目に見える色を表示する能力が非常に高いことを意味します。そのため、8 ビットカラーが今日でもビジュアルメディアの標準となっています。

対照的に、HDR10 は 10 ビットの色深度を実行でき、最大 10 億 7,000 万階調の色を表現できます。

印象的ですが、人間の目は約 1,000 万色しか区別できないため、10 ビットの色深度はやりすぎではないでしょうか?違いがわかりますか？

はい、絶対にできます！しかし、どうやって？

人間の目は色の色合いを均等に認識しないため、10 ビットの深度でより多くの色を認識できます。

CIE 1931 色度スケール (上の写真) を見ると、人間の目は青よりも緑と赤の方がはるかに多く見えることがわかります。 8 ビットの色深度は、目が認識できるすべての青をほぼ最大化できますが、赤、特に緑では同じことはできません。したがって、8 ビットと 10 ビットではほぼ同じ範囲の青が表示されますが、10 ビットの色深度を使用するシステムでは、赤や緑などの他の原色がより多く表示されます。

HDR と SDR の長所と短所

HDR と SDR は、ビジュアルデジタルメディアで使用される 2 つの規格です。ある標準を別の標準から使用することには、問題と弱点があります。以下に、一方を他方と比較する表を示します。

色と表示の点では、HDR はあらゆる点で SDR よりも優れています。色空間、輝度、色深度が大幅に向上します。したがって、HDR で映画を見たり、画像を表示したり、ゲームをプレイしたりする機会がある場合は、常にそうする必要がありますが、できるでしょうか?

HDR の問題は、ほとんどの消耗品メディアが HDR 互換ではないことです。多くの場合、SDR 画面で HDR メディアを表示すると、通常の SDR パネルで見るよりも視聴体験が悪くなります。

もう 1 つの問題は、ほとんどの HDR デバイスが HDR10 を使用していることです。HDR10 の標準化は緩やかですが、そのマーケティングはほぼ均一です。たとえば、HDR10 の広告に表示されている 1,000 ニットのパネルほどの性能を発揮できない、標準以下のパネルに HDR10 のロゴが貼られていることがわかります。

SDR は通常の表示標準を提供し、実際に機能する場合は HDR に匹敵することはできませんが、その使いやすさ、互換性、低コストにより、多くの人が依然として SDR を使用することを好みます。

HDR と SDR の両方が必要です

SDR 規格と HDR 規格の違いがわかったので、エンターテイメントコンテンツの視聴に関しては HDR が明らかに勝者であることがわかります。ただし、これは SDR の使用をやめるべきだという意味ではありません。真実は、HDR 固有のコンテンツを視聴または再生しない場合には、SDR の方が依然として優れた標準であるということです。

新しいディスプレイを購入する場合は、HDR と SDR コンテンツの両方を視聴できる、より高価な HDR 対応パネルに投資することが賢明です。 HDR10 では SDR コンテンツの見た目が悪くなるため、SDR コンテンツやアプリケーションを視聴、再生、表示するときはいつでも HDR をオフにすることができます。

HDR がテーブルにどれほどの影響を与えるかについて理解していただければ幸いです。 SDR は引き続きさまざまなコンテンツを楽しむ方法ですが、HDR のサポートが強化されるのは時間の問題です。そうすれば、それはおそらく誰もが使用する将来の標準となるでしょう。