قابلیت HDR چیست؟ هر آنچه که باید بدانید!

قابلیت HDR یا High Dynamic Range ویژگی مهمی است که در بسیاری از محصولات جدید بازار دیده می‌شود. این تکنولوژی می‌تواند تعداد رنگ‌های بیشتری را با سطوح روشنایی متغیر نمایش دهد که به طور چشمگیری کیفیت تصاویر و ویدیوها را بالا ببرد. برای درک بهتر موضوع فیلم‌های سیاه و سفید مانند کارهای چارلی چاپلین را در نظر بگیرید. این فیلم‌ها اگرچه با کیفیت و تکنولوژی‌های به روز آن زمان ضبط شده‌اند؛ اما به دلیل رنگی نبودن بسیاری از جزئیات برای ما قابل تشخیص نیستند. برای نمونه کمتر کسی می‌داند که رنگ چشم‌های چارلی چاپلین آبی بوده است؛ بنابراین نمایش رنگ‌های بیشتر به بهبود کیفیت تصویر و افزایش جزئیات کمک خواهد کرد. با تولد تصاویر رنگی، تصاویر با جزئیات بیشتری ضبط می‌شدند اما هنوز هم جا برای بهتر شدن آن‌ها وجود داشت که در نتیجه آن HDR خلق شد. اما HDR چیست؟

این تکنولوژی با ثبت جزئیات رنگ‌ها تلاش می‌کند تصاویر باکیفیت‌تری در اختیار کاربران قرار دهد. پس با ما همراه باشید تا با دنیای جادویی HDR آشنا شویم و ببینیم چگونه این فناوری می‌تواند تماشای فیلم، بازی و حتی عکس‌های شخصی‌مان را به تجربه‌ای به‌ یاد ماندنی تبدیل کند. البته قبل از آن لازم است که با مفهوم Dynamic Range آشنا شویم.

Dynamic Range چیست؟

رنج دینامیکی (Dynamic Range) به فاصله بین بزرگ‌ترین و کوچک‌ترین مقادیر یک کمیت قابل اندازه‌گیری مانند روشن‌ترین و تاریک‌ترین قسمت‌های یک تصویر اشاره دارد. این عبارت اغلب برای توصیف سیگنال‌هایی مانند نور و صدا استفاده می‌شود. رنج دینامیکی در عکاسی و فیلمبرداری معیاری است که نشان می‌دهد که یک دوربین چقدر می‌تواند جزئیات را ثبت کند. هر چه Dynamic Range بزرگ‌تر باشد، کیفیت تصاویر بهتر خواهد بود چرا که اولا تعداد رنگ‌های قابل ثبت بیشتر خواهد شد و ثانیا این رنگ‌ها در روشن‌ترین و تاریک‌ترین حالت ممکن هم قابل تفکیک خواهند بود. رنج دینامیکی پایین باعث از بین رفتن جزئیات خواهد شد. حال که با رنج دینامیکی آشنا شدیم وقت آن است که به بررسی hdr بپردازیم.

تکنولوژی HDR چیست؟

کلمه HDR مخفف High Dynamic Range است که به معنای رنج دینامیکی گسترده است. در واقع دستگاهی که از این تکنولوژی پشتیبانی می‌کند طیف گسترده‌ای از رنگ‌ها را پشتیبانی می‌کند. البته باید اشاره کنیم که تکنولوژی HDR باید هم در دستگاه ضبط تصویر و هم در دستگاه پخش آن وجود داشته باشد. به همین دلیل در بسیاری از دوربین‌های امروزی و نمایشگرها با این قابلیت رو به رو هستیم؛ بنابراین شاید بهتر باشد که این دو را به صورت جداگانه بررسی کنیم:

HDR در دوربین چیست؟

در هنگام عکاسی ممکن است با صحنه‌هایی روبرو شویم که بخشی از آن خیلی پر نور و بخشی از آن خیلی کم نور است. در این حالت عکس ممکن است در بخش‌های پر نور به صورت کامل سفید دیده شود به نحوی که نتوان بخش‌هایی از تصویر را تشخیص داد؛ همچنین در بخش‌های کم نور بسیاری از جزئیات از دست برود. چرا که هر چه تصویر تاریک‌تر باشد امکان تشخیص سایه‌ها سخت‌تر خواهد بود. در حالت HDR برای رفع این مشکل دوربین به صورت خودکار چند عکس با شرایط نوری مختلف را ثبت می‌کند، سپس با ترکیب آن‌ها تصویری را به ما تحویل می‌دهد که جزئیات دقیقی داشته و به آنچه که انسان در حالت عادی می‌بیند نزدیک‌تر خواهد بود. البته تهیه تصاویر HDR به صورت دستی هم امکان پذیر است. برای این کار باید ابتدا کادر خود را انتخاب کنید. سپس در شرایط نوری مختلف چندین عکس ثبت کنید. بهتر است برای این کار از سه پایه استفاده کنید. پس از آن به کمک ابزارهایی مانند فتوشاپ و لایت روم می‌توانید این عکس‌ها را با هم ترکیب کرده و یک عکس HDR تحویل بگیرید.

.

HDR در صفحه نمایش به چه معنا است؟

همانطور که ثبت یک عکس HDR به تکنولوژی خاصی نیاز دارد، نمایش آن هم به صفحه نمایش‌های ویژه‌ای نیازمند است. بسیاری از تلویزیون‌ها، مانیتورها و حتی گوشی‌های امروزی از این قابلیت پشتیبانی می‌کنند. HDR در صفحه نمایش به توانایی نشان دادن طیف گسترده‌ای از رنگ‌ها اشاره دارد. در این حالت صفحه نمایش می‌تواند نقاط بسیار تاریک و بسیار روشن را به خوبی از هم تفکیک دهد. این قابلیت فقط مخصوص رنگ سفید و سیاه نیست، بلکه همه رنگ‌ها را شامل خواهد شد. برای نمونه در یک زمین فوتبال ممکن است تیمی لباس سبز به تن داشته باشد و صندلی‌ها هم سبز باشند. در این حالت طیفی از رنگ سبز باید پردازش شود تا بهترین نتیجه در اختیار کاربر قرار بگیرد. صفحه نمایش‌های معمولی تمایز کمتری بین این چند رنگ سبز قرار می‌دهند؛ اما صفحه نمایش‌های HDR این رنگ‌ها را با جزئیات بیشتری نمایش خواهند داد.

تفاوت HDR و SDR

قبل از معرفی HDR بیشتر صفحه نمایش‌ها از تکنولوژی SDR استفاده می‌کردند. SDR مخفف عبارت Standard Dynamic Range است و به معنای رنج دینامیکی استاندارد است. SDR نسبت به HDR دامنه رنگ‌های کمتری دارد و علاوه بر آن میزان روشنایی که در نمایشگر‌های SDR تولید می‌شود بسیار کمتر است. این تکنولوژی توانایی نمایش 16 میلیون رنگ را داشته و بیشینه روشنایی آن به 100 تا 300 نیت محدود است. در حالیکه برخی از صفحه نمایش‌های HDR می‌توانند تا 68.7 میلیارد رنگ را نمایش داده و به 10 هزار نیت روشنایی برسند هنوز هم بسیاری از شبکه‌های تلویزیون و ماهواره‌ای بر بستر SDR خدمات خود را ارائه می‌دهند.

استانداردهای مختلف HDR

پس از معرفی HDR بسیاری از شرکت تلاش کردند که تکنولوژی صفحه نمایش‌ها را بهبود دهند تا کیفیت محتوای نمایش داده شده بالاتر برود. به همین دلیل استانداردهای مختلفی برای این تکنولوژی معرفی شده است که هر کدام از آن‌ها ویژگی‌های خاصی داشته و در زمینه‌های مختلفی بهبود‌هایی را تجربه کرده‌اند. شناخته شده‌ترین این استانداردها شامل موارد زیر است:

1- HDR10

در سال 2015 انجمن فناوری مصرف‌کنندگان تکنولوژی، HDR10 را به عنوان یک استاندارد برای صفحه نمایش‌های مختلف معرفی کرد. این فرمت از متادیتای استاتیک استفاده می‌کند و به این معنی است که تنظیمات بر اساس بهترین مقادیر میانگین برای محتوا است. استفاده از متادیتای استاتیک زمانی که بیشتر صحنه‌های فیلم تاریک هستند و یک یا چند صحنه روشن در آن وجود دارد، می‌تواند مشکل ساز باشد. چرا که صحنه‌های روشن نحوه پردازش بقیه صحنه‌ها را دیکته می‌کنند و باعث می‌شوند که عمق رنگ‌ها به خوبی نمایش داده نشود. با این وجود HDR10 فراگیرترین استاندارد HDR است و استفاده از آن آزاد بوده و به مجوز نیاز ندارد. این استاندارد از فناوری 10 بیتی استفاده کرده و توانایی نمایش 1.07 میلیارد رنگ را دارد و بیشینه روشنایی آن به 4000 نیت می‌رسد.

2- دالبی ویژن (Dolby Vision)

دالبی ویژن نسخه مخصوص شرکت Dolby برای پخش محتواهای HDR است. این شرکت با ایجاد چندین تغییر بزرگ در تکنولوژی HDR توانسته است سطح متفاوتی از کیفیت را فراهم کند. اولین تغییر به کارگیری سیستم 12 بیتی است که می‌تواند 68.7 میلیارد رنگ را به نمایش بگذارد. تغییر دوم به متادیتای دینامیک برمی‌گردد. در این حالت اطلاعات مورد نیاز برای نمایش هر صحنه به صورت جداگانه در اختیار نمایشگر قرار خواهد گرفت. در واقع هر صحنه به صورت جداگانه و مستقل از بقیه صحنه‌ها پردازش خواهد شد، در نتیجه تغییر رنگ از صحنه‌ای به صحنه‌ای دیگر به سرعت اتفاق می‌افتد و در نهایت کیفیت تصاویر بالاتر خواهد رفت. دالبی ویژن می‌تواند بیشینه روشنایی 10000 نیتی ارائه کند که این مقدار بالاترین میزان روشنایی صفحه نمایش‌های کنونی است. این تکنولوژی بالاترین کیفیت تصویر را در میان نسخه‌های مختلف HDR دارد. هر چند مزیت‌های این روش بالا است؛ اما استفاده از محتوای دالبی ویژن نیاز به دریافت گواهینامه از شرکت Dolby دارد و هزینه آن بالا است از طرفی دیگر تجهیزات و نمایشگرهایی که بتوانند چنین محتوایی را به نمایش بگذارند خیلی کم و گران هستند؛ در نتیجه هنوز به یک استاندارد فراگیر تبدیل نشده است.

3- +Hdr10

در جواب دالبی ویژن سه شرکت سامسونگ، پاناسونیک و 20th Century Fox نسخه مخصوص خودشان را به نام +Hdr10 معرفی کردند. می‌توان گفت +Hdr10 همان HDR10 است که از متادیتای دینامیک استفاده می‌کند. این استاندارد از فناوری 10 بیتی استفاده می‌کند که امکان نمایش 1.07 میلیارد رنگ را دارد؛ همچنین بیشینه روشنایی آن به 4000 نیت می‌رسد. به این ترتیب +Hdr10 نسبت به HDR کیفیت بهتری ارائه خواهد کرد؛ اما نسبت به دالبی ویژن تعداد رنگ‌های کمتری را نشان خواهد داد و بیشینه روشنایی کمتری خواهد داشت. این استاندارد هم مانند دالبی ویژن محدود بوده و تنها محصولات چند شرکت مانند سامسونگ و پاناسونیک از آن پشتیبانی می‌کنند.

4- HLG

شاید بتوان گفت HLG که مخفف عبارت Hybrid Log-Gamma است تنها استانداری است که سعی می‌کند تا محتوای HDR را با نمایشگر‌های HDR و SDR سازگار کند. این استاندارد توسط شرکت‌های BBC و NHK توسعه داده شده است. HLG توسط اکثر شرکت‌ها مانند سونی، ال‌جی، سامسونگ و پاناسونیک پشتیبانی می‌شود و به طور فزاینده‌ای توسط پخش‌کننده‌ها و محتوای استریم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

HLG داده‌های HDR خود را در یک سیگنال واحد با برد وسیع که با تلویزیون‌های SDR و HDR سازگار است، رمزگذاری می‌کند. این کار مقدار پهنای باند انتقال مورد نیاز برای محتوای پخش را به نصف کاهش می‌دهد. با این حال تلویزیون‌های SDR که سعی می‌کنند محتوای HLG را پخش کنند، یک تصویر استاندارد را نشان می‌دهند، اگرچه پتانسیلی برای بهبود جزئیات وجود دارد. HLG هم مانند HDR10 و +Hdr10 از فناروری 10 بیتی برای نمایش رنگ‌ها استفاده می‌کند و می‌تواند 1.07 میلیارد رنگ را نمایش دهد؛ اما بیشینه روشنایی آن از 1000 نیت بالاتر نخواهد رفت. همچنین به متادیتا نیازی ندارد و پیاده سازی آن روی نمایشگرهای مختلف، ساده‌تر است.

پیشنهاد مطالعه:
راهنمای خرید دوربین

اهمیت HDR در بازی‌های کامپیوتری

نیاز به بیان نیست که قابلیت HDR با بهبود دامنه رنگ و روشنایی در مقایسه با بازی‌های SDR جزئیات دقیق‌تر و همه‌جانبه‌تری در اختیار گیمرها قرار خواهد داد و تجربه شگفت انگیزی برای فرد فراهم خواهد کرد. در نظر داشته باشید که برای تجربه یک بازی HDR به سه فاکتور نیاز خواهید داشت.
فاکتور اول بازی است که باید از این تکنولوژی پشتیبانی کند. God of War Ragnarok، Battlefield V، Cyberpunk 2077 و Resident Evil 7: Biohazard چند نمونه از شناخته‌شده‌ترین بازی‌هایی هستند که از قابلیت HDR پشتیبانی می‌کنند.
فاکتور دوم داشتن کنسول یا کامپیوتری است که بتواند این قابلیت را اجرا کند. Xbox One S اولین کنسول مایکروسافت بود که از قابلیت HDR پشتیبانی می‌کرد در نسل‌های Xbox Series X و Xbox Series S قابلیت HDR خودکار به این کنسول‌ها اضافه شده است؛ همچنین در ویندوز 11 می‌توان قابلیت HDR خودکار نیز فعال کرد. به این ترتیب بازی‌های SDR را هم می‌توانید با کیفیت HDR مشاهده کنید. برای فعال کردن این قابلیت در ویندوز 11 کافی است مراحل زیر را دنبال کنید:
1) از منوی Start به بخش settings بروید.

2) سپس گزینه System را انتخاب کرده و سپس بخش Display را انتخاب کنید. اگر چندین نمایشگر دارید، صفحه نمایش با قابلیت HDR خود را در بالا انتخاب کنید.

3) گزینه Use HDR را روشن کرده و سپس More options را انتخاب کنید. در نهایت گزینه Auto HDR را روشن کنید.

کنسول PS4 و PS5 هم از قابلیت HDR پشتیبانی می‌کنند؛ اما در مورد سایر کنسول‌ها باید در زمان خرید این گزینه را مورد بررسی قرار دهید. در مورد بازی‌های موبایلی باید بازی و گوشی هر دو این قابلیت را داشته باشند تا بتوانید تجربه بهتری از این بازی‌ها به دست بیاورید.
فاکتور سوم هم مانیتوری است که بتواند محتوای HDR را به خوبی نمایش دهد. بیشتر مانیتورهای گیمینگ امروزی از این قابلیت پشتیبانی می‌کنند و از این بابت جای نگرانی زیادی وجود ندارد.

HDR در دوربین گوشی چیست؟

قابلیت HDR در دوربین بسیاری از گوشی‌های امروزی وجود دارد. به کمک این قابلیت گوشی‌های موبایل توانایی ثبت عکس و فیلم به صورت HDR را خواهند داشت. این تکنولوژی چندین عکس از محیط را ثبت می‌کند و سپس با ترکیب آن‌ها بهترین شرایط نوری را در هر ناحیه از عکس نمایش می‌دهد. در گوشی‌های جدید برای ایجاد حالت HDR از هوش مصنوعی هم استفاده می‌شود که می‌تواند خروجی بهتری به ما تحویل بدهد. در اکثر گوشی‌های جدید علاوه بر دوربین اصلی در دوربین سلفی هم قابلیت HDR وجود دارد. البته برای گوشی‌های قدیمی که از این قابلیت پشتیبانی نمی‌کنند، می‌توانید از برنامه‌های سوم شخص استفاده کنید.

HDR در گوشی‌های آیفون

مانند هر ویژگی دیگری اپل تلاش کرده است که قابلیت HDR را به صورتی متفاوت در گوشی‌های خود قرار دهد. به همین دلیل در حالت عادی در دوربین گوشی‌های این شرکت گزینه‌ای برای روشن یا خاموش کردن این قابلیت وجود ندارد. چرا که در حالت عادی از ویژگی Smart HDR استفاده می‌کند که به گفته خود اپل گوشی‌های این شرکت به صورت خودکار زمانی که احتیاج باشد از این قابلیت استفاده خواهند کرد؛ اما اگر مایل هستید که آن را به صورت دستی کنترل کنید کافی است مسیر زیر را دنبال کنید:
به بخش setting رفته و گزینه camera را انتخاب کنید. سپس گزینه Smart HDR را پیدا کرده و آن را خاموش کنید. حالا در برنامه دوربین آيفون به صورت دستی می‌توانید این ویژگی را روشن یا خاموش کنید.

دوربین HDR در گوشی شیائومی چیست؟

شیائومی هم مانند هر شرکت دیگری در تلاش است تا جدیدترین تکنولوژی‌ها را به گوشی‌های خود اضافه کند. در همین راستا قابلیت HDR به صورت پیشفرض در دوربین گوشی‌ شیائومی این شرکت وجود دارد و با باز کردن برنامه دوربین می‌توانید در بالای صفحه گزینه HDR را مشاهده کنید که به راحتی می‌توانید آن را خاموش یا روشن کنید.

جمع بندی

قابلیت HDR ویژگی است که در اکثر گوشی‌های میان رده و پرچمدار جدید دیده می‌شود و می‌تواند تا حد زیادی به بهبود کیفیت عکاسی و فیلمبرداری در این گوشی‌ها کمک کند. علاوه بر آن بسیاری از تلویزیون‌ها و مانیتورهای جدید امکان نمایش محتوای HDR را دارند که به نوبه خود می‌تواند تجربه ما از تماشای محتواهای مختلف را به کلی دگرگون کند. این قابلیت با ترکیب عکس‌هایی که در شرایط نوری مختلف ثبت شده‌اند به راحتی می‌توانند عکسی با بهترین کیفیت و جزئیات را در اختیار کاربران قرار دهند. در این نوشته به بررسی این قابلیت در محصولات مختلف پرداختیم که امیدواریم اطلاعات کافی در اختیار شما قرار داده باشد.

سوالات متداول

قابلیت HDR در دوربین گوشی چیست؟
HDR یک تکنولوژی تصویربرداری است که در دوربین بسیاری از گوشی‌ها از برندهای مختلف وجود دارد و تلاش می‌کند که در وضعیتی که شرایط نوری یک محیط یکسان نیست، چندین عکس در شرایط نوری مختلف ثبت کرده و با ترکیب آن‌ها عکسی واضح را در اختیار کاربران قرار دهد. گوشی‌ها عموما این کار را به صورت خودکار انجام می‌دهند.

کدام استاندارد HDR بهتر است؟
انتخاب بهترین گزینه بین استانداردهای مختلف HDR کمی سخت است. اما می‌توان گفت که از نظر کیفیت Dolby Vision از همه بهتر است اما از همه هم گران‌تر است. از نظر پشتیبانی و فراگیر بودن HDR10 بهترین گزینه خواهد بود.