Jakość efektu HDR, jak ją ocenić? Wprowadzamy własny system testowy!
Na naszych oczach dzieje się właśnie rewolucja Ultra HD, której jednym z elementów jest efekt HDR. W przeciągu kilku dni światło dzienne ujrzy mój artykuł tłumaczący na czym dokładnie polega technologia wyświetlania szerokiego zakresu dynamiki. Już teraz postanowiłem jednak przedstawić moją autorską metodę testowania jakości HDR w wyświetlaczach.
Potrzeba i sens własnych metod badawczych
Wymyślanie dodatkowych procedur i stosowanie ich w codziennej pracy redakcyjnej nie jest moją ulubioną czynnością. Uwierzcie mi, wolałbym utrzymywać rzeczy w jak najprostszej formie, o ile tylko się da. W tym przypadku niestety wygląda na to, że się jednak nie da. Pierwszą innowację tego typu wprowadziłem w pomiarach kontrastu, odchodząc od oceny na planszy ANSI, a zamiast tego testując spreparowane sceny filmowe. Zamierzchłe procedury (ANSI) nie przekładają się już na realną sprawność telewizora w filmach i wprowadzają w błąd. A co z HDR’em?
Z HDR jest ten problem, że jego jakość zależy od dwóch czynników:
- Maksymalnej jasności jaką jest w stanie wygenerować wyświetlacz, maksimum standardu to 10 000cd/m2, obecnie ciężko o 1/10 tej wartości
- Poprawnemu odwzorowaniu stopni jasności względem referencyjnej EOTF (odpowiednik gammy z obrazu SDR – Full HD i SD)
O ile testowanie stopniowania jasności, względem EOTF jest dosyć jasne, ponieważ robi się je podczas kalibracji i wyciąga z niego wnioski, na przykład w ten sposób:
| Pomiar | Komentarz z testu (DX750) |
|---|---|
 |
Jeżeli chodzi o charakterystykę jasności, to w oczy rzuca się jeden niuans – w rejonach wysokich, tj. 600 – 1000cd/m2 zmierzona charakterystyka (niebieska linia) układa się w lekkie “kolanko” poniżej wzorcowej charakterystyki (pomarańczowa linia). To oznacza, że telewizor kompresuje tony tam gdzie kończą się fizycznie możliwości matrycy. Dzięki temu detale z zakresu wysokich jasności nie zostaną utracone. Będą jedynie przyciemnione. |
O tyle sprawdzenie maksymalnej jasności (co teoretycznie powinno być bardzo proste) przysparza kłopotów. Głównie dlatego, że większość telewizorów generuje maksymalne wartości jasności w dosyć – mówiąc delikatnie – “pokrętny” sposób – kradnąc jasność z innych rejonów ekranu. Może więc być tak, że na małej planszy będzie bardzo dużo światła, a w filmie z Ultra HD Blu-ray już nie. Przykład? Samsung KS8000, z ostatniego testu chociaż takich przykładów będzie zdecydowanie więcej. Na tzw. planszy L20, wyglądającej tak:
Plansza L20, użyta do pomiaru jasności telewizora w trybie HDR.
Był w stanie wygenerować nawet 1 500cd/m2, ale tylko przez chwilę (3 sekundy) i następnie musiał odpocząć przez kilkadziesiąt sekund, oferując wyłącznie 500cd/m2. Na filmy przekładało się to wyraźnie. W ujęciach, gdzie światła powinny być bardzo jaskrawe, na przykład w tej scenie w smerfach:
Scena ze smerfów, gdzie płomień powinien być jaskrawy niemalże jak w naturze.
Obraz co najwyżej satysfakcjonujący, płomienia miały około 600cd/m2, więc daleko im było do “obiecanych” 1 500cd/m2. Na innych scenach dawało się wręcz zauważyć fluktuacje jasności spowodowane owym “zmęczeniem” telewizora. Nie żebym chciał tu ganić Samsunga. W innych telewizorach (np. Sony) dzieje się dokładnie to samo i tak jak napisałem: takich przykładów będzie wiele i należy o tym napisać aby cała procedura, którą wypracowujemy miesiącami na HDTVPolska była jasna i zrozumiała oraz pokazywała jak temat HDRu jest zawiły. Chodzi mi tylko o to, że:
Prymitywny pomiar na planszy L20 wprowadza w błąd, bowiem nie obrazuje realnej sprawności telewizora.
A co z certyfikatem UHD Premium od UHD Alliance? Chyba każdy już zna ten widok:
No właśnie problem jest taki, że owe konsorcjum mierzy i sprawdza HDR właśnie przy użyciu planszy L20, tylko i wyłącznie. Jeżeli telewizor wygeneruje na niej chwilowo min. 1 000cd/m2 (i spełni parę innych warunków) to certyfikat jest mu przyznawany.
Oznacza to na przykład, że KS8000 otrzyma ten certyfikat, a dodatkowo wręcz wyższą notę, niż świetny Panasonic DX900, czy Samsung JS9500 (ubiegłoroczny model z podświetleniem Direct LED). To beznadziejna sytuacja w której konsument zostanie nieświadomie wprowadzony w błąd. Z jednej strony widzimy certyfikat i obietnicę 1 500cd/m2 (pojawiły się już testy w polskim Internecie, które podają taką wartość), a w rzeczywistości dostajemy ledwie 40% tego przy prawdziwym seansie. Prawda jest brutalna ale muszę być w tym wypadku obiektywny jeżeli mamy w tym roku przedstawiać Wam profesjonalne i zgodne z prawdą testy technologii HDR między telewizorami każdego z producentów.
Moje rozwiązanie
Jak sami wiecie jestem miłośnikiem pomiarów. One pozwalają obiektywnie oceniać wyświetlacze. Wierze jednak tylko i wyłącznie w takie pomiary, które przekładają się na rzeczywistość a nie tylko w cyferki widoczne na papierze. Telewizor służy bowiem do oglądania treści a nie plansz testowych! W moim uznaniu niesłusznie wybrano planszę L20 do oceny zdolności HDR. Tak ułożony syntetyczny test wcale nie musi przekładać się na sprawność przy prawdziwej treści. Postanowiłem zatem ułożyć własną procedurę, która da wam jednoznaczną odpowiedź jaki telewizor nadaje się do oglądania HDR w jego maksymalnych walorach, a jaki daje tych walorów mniej. Dokładnie tak jak zrobiłem to z testami kontrastu w obecnych testach na HDTVPolska.
Wybrałem zatem cztery sceny z różnych filmów z Ultra HD Blu-ray. W miejscach, gdzie znajduje się w nich jasny punkt świetlny, np. na płomieniach, czy słońcu narysowałem małe, białe, pole pomiarowe. Dzięki temu nie zaburzyłem realnej sceny filmowej. Treść wywiera zatem dokładnie taki sam wpływ na wyświetlacz, jaki wywierałaby podczas odtwarzania. Jednocześnie mam możliwość pomiaru w punkcie kontrolnym. To daje nieporównywalnie większą precyzję, niż badanie syntetycznego, małego kwadraciku na czarnym tle. Takiego testu żaden telewizor nie będzie w stanie oszukać 
Wybrane sceny i ich opis poniżej:
| Scena | Opis sceny | Jasność HDR | Scena | Opis sceny | Jasność HDR |
 |
Najjaśniejsza ze scen, blaski słońca przekraczają jasność 2 000cd/m2 | XXX cd/m2 |  |
Bardzo ciemna scena, najłatwiejsza do odtworzenia. Jedynymi jasnymi elementami są płomienie | XXX cd/m2 |
 |
Scena o niskiej jasności, gdzie tylko księżyc i jego odbicie ma ponadnormatywną jasność | XXX cd/m2 |  |
Zbilansowana scena o średniej jasności nieznacznie wchodzącej w zakres HDR | XXX cd/m2 |
 |
Plansza “L20”. Na takiej robione są testy konsorcjum UHD Alliance | XXX cd/m2 |
Punkty kontrolne mają kod 235, co oznacza, że referencyjny telewizor w przyszłości będzie w stanie wyświetlić je z jasnością 10 000cd/m2. Jak natomiast interpretować wyniki obecnych wyświetlaczy? Moim zdaniem, w 2016 roku powinno wyglądać to tak
- 350 cd/m2 – minimum, by w ogóle było widać, że jest to obraz z efektem HDR
- 351 – 500 cd/m2 – przedział w którym da się odczuć wyższą jasność i większą ilość detali w bielach, ale nie ma jeszcze przepaści względem treści SDR
- 501 – 750cd/m2 – zaczyna się robić przyjemnie, czuć, że obcujemy z nową jakością obrazu
- 751 – 1 000 cd/m2 – efekt HDR jest wyraźnie odczuwalny, ilość detali w jaskrawych polach jest bardzo duża
- 1 001 – 1 500 cd/m2 – efekt HDR w pełnej krasie, osoby stykające się z tym po raz pierwszy robią WOW
- > 1 500 cd/m2 – pieśń przyszłości, sam czekam na wyświetlacz, który będzie w stanie pokazać efekt HDR w takim wymiarze. Możliwe, że w tym roku jeszcze takie zobaczymy (być może Samsung KS9500, być może coś nowego od Sony lub TCL i coś o czym jeszcze nie wiemy a zostanie ujawnione np. na IFA 2016).
Mam nadzieję, że w ten sposób będę w stanie dać wam odpowiedź, który telewizor jest lepszy, pod kątem HDRa a który gorszy. Procedura od dziś wchodzi w życie i znajdziecie ją w każdym teście na portalu.
