HDR とは何ですか? HDR によってテレビやディスプレイはどのように改善されるのですか?

HDR は写真やビデオなどでより一般的になりました。ビジュアルエクスペリエンスがどのように向上するかについての概要は次のとおりです。

テレビやビデオディスプレイは長年にわたって進化し、これまでにない新しい体験を私たちにもたらしました。新しい規格により、動画はこれまで以上にリアルになりました。HDR もそのような規格の 1 つです。

HDR とは何か、そして HDR がビデオ技術をどのように改善するのかについて詳しく知りたい場合は、この記事が最適です。

HDRとはどういう意味ですか?

HDR (ハイダイナミックレンジ) は、テレビおよびビデオの表示機能です。 HDR をサポートするデバイスは通常、より明るいハイライトと幅広い色の詳細を提供します。これにより、テレビやディスプレイデバイス上の画像がより迫力のある、よりリアルなものになります。

HDRって何をするの？

HDR ビデオテクノロジは、テレビとビデオディスプレイの新時代の標準を提供します。この技術は私たちの目で見たものを色で再現し、ビデオを可能な限りリアルに見せます。これは、次のようなさまざまな要因によって実現されます。

ピークの明るさ。
黒レベル。
カラーパレット。
伝達関数。
ビット深度。
メタデータ。

HDR ビデオを使用すると、カメラからポストプロダクション、配信、表示に至るまで、画像のリアリズムを再現できます。情報はポストプロダクションでコンテンツをグレーディングし、可能な限り広いコントラスト範囲を得るために使用されます。

画像のグレーディングでは、より滑らかなシェーディングを備えた、より深く飽和した色をビデオに適用できます。

このテクノロジーは、次のアクションを使用してビデオの視覚体験を提供します。

より明確なコントラストと豊かな色を作成します。
ダイナミックレンジ (ピークの明るさと黒レベル) を増加します。
色空間を拡張します（広色域）。
画像の忠実度が向上します (10 ビットの色深度と 1024 の色合い)。
光電子伝達関数を更新します。
静的および動的メタデータを提供します。

コントラストと色

コントラストは、明暗と色の関係を扱います。 HDR でコントラストを使用すると、ビデオのシーンがどのように見えるかを定義するのに役立ちます。夕日はその一例です。このようなシーンでは、HDR は SDR (標準ダイナミックレンジ) ではできない方法で、暗いところから明るいところまでの階調を保持します。

ハイレゾ音楽がアーティストを耳に届けるのと同じように、HDR はリアルなビジュアルを提供するだけでなく、実際にスタイリングすることにもつながります。

より優れたコントラスト比とより正確な色を備えたテレビ、または単に解像度が高いテレビのどちらかを選択する場合、ほとんどの人はコントラスト比がより高いデバイスを選択します。これは、高解像度のテレビよりも自然な映像がよりリアルに見えるためです。

HDR は、より深く鮮やかな赤、緑、青を生成すると同時に、ビデオの間の色合いをより多く表示します。これは、ビデオ内の深い影が単なる黒い空白ではないことを意味します。代わりに、ビデオが非常に暗い場合でも、ユーザーは暗闇の中で細部を見ることができます。オブジェクトの彩度レベルが低下するため、光の中でのオブジェクトのさまざまな色合いもより鮮明になります。

光と明るさ

HDR がテレビのビデオの品質を向上させる上で、光は重要な役割を果たします。 HDR は、ビデオが発する光の量を制御します。画面上に発せられる光の量は、画面上の明るい部分と暗い部分の差であるダイナミックレンジに影響します。

関連: Windows 10 で HDR モードを調整する方法

私たちの光の知覚は、私たちが知覚する色の範囲に影響を与えます。光の範囲が広いほど、私たちが認識する色の多様性も広がります。人間の目で識別可能な色のスペクトル内の色の範囲は、色域として知られています。 HDR は Rec.2020 として知られる色域を使用します。この色域は、標準のディスプレイ解像度の 100 倍以上の色を表示します。

HDR を使用しない場合、ディスプレイの輝度は通常、ピーク輝度の「nits」で表されます。これは、最大 10,000 nit に達するように設計された HDR では変わります。これは、非 HDR ディスプレイが達成する値の 30 ～ 40 倍です。

メタデータ

HDR メタデータには、表示デバイスの色と明るさを調整するために使用されるコンテンツとプロパティが含まれています。

トーンマッピングは、HDR でのメタデータの使用方法において重要な役割を果たします。トーンマッピングのプロセスにより、コンテンツの色量をディスプレイの機能に合わせて調整できます。

ただし、同時に、画像にはコンテンツを表示するための元の作成者の意図が最大限に保たれています。これを実現するために、HDR では動的メタデータと静的メタデータが使用されます。

関連: Dolby Vision vs. HDR10 vs. HLG: 最高の HDR テレビ画面

動的メタデータはビデオの特定の部分に関する情報を提供し、静的メタデータはビデオ全体に関する情報を提供します。シーンごとにトーンマッピングを実行するため、機能の低い HDR ディスプレイデバイスで動画を表示する場合のエクスペリエンスが向上します。

HDR で静的メタデータを使用すると、ダイナミックレンジと色域が必要以上に圧縮される可能性があります。これは、トーンマッピングが静的メタデータに基づいて実行される場合、動画全体で最も明るいフレームに基づいて行われるためです。

HDR と非 HDR の違い

HDR 機能を 4K テレビなどの既存のテレビ画面やディスプレイテクノロジーと比較すると、HDR がビデオテクノロジーをどの程度改善できるかをより深く理解できます。

4K TV ディスプレイは、市販されている HD TV の 4 倍のピクセル数を生成できるため、人気があります。しかし、HDR テレビの品質と比較すると、多くの人は、HDR テレビで可能な色やダイナミックな画像を確認できないことに気づきます。

4K がピクセル数を定義するのに対し、HDR は表示されるものの品質を定義します。 HDR なしの 4K は見た目が良くありません。皮肉なことに、多くの人はビデオで 4K が提供する特別な解像度さえ見ることができません。

特定の色相（非常に飽和した色など）は HDR ディスプレイでは表示されますが、通常のテレビ、プロジェクター、パソコンでは表示できません。

HDRの限界

すべての HDR テクノロジーが同じように作られているわけではありません。安価な LCD HDR スクリーンは、はっきりと暗い背景に対して明るいオブジェクトを表示するという期待を常に満たすわけではありません。これにより、明るいオブジェクトの周囲にハローが作成されたり、画面に光の筋が流れたりします。

HDR の制作は非常に困難な場合があります。このプロセスでは、新しい機器が必要になる場合があり、さまざまな HDR 規格や色空間の概念などについて学ぶ時間が必要になる場合があります。

このため、コンピュータデバイスのユーザーに HDR 動画を配信している人は比較的少数です。このため、多くのコンピューター所有者の HDR 体験は、HDR TV 所有者よりも低くなります。