پردازش ویدیوی قدرتمند سونی، تصویر HDR بهتری را ارائه می‌دهد

موضوع مقاله، پردازش ویدیو و تأثیر آن بر کیفیت تصویر SDR و HDR ویدئو پروژکتور است. پردازش ویدیو، یک نمایشگر ویدیو را از دیگری متمایز می‌کند، زیرا بر عوامل زیادی مانند ارتقاء کیفیت 4K، کنتراست بصری، بازتولید رنگ و عملکرد حرکت تأثیر می‌گذارد. پردازش دلیل این است که دو تلویزیون OLED که از یک پنل استفاده می‌کنند، می‌توانند کاملاً متفاوت به نظر برسند.

مهم نیست چه محتوایی را تماشا می‌کنید - فیلم‌های HDR، پخش HDTV، ویدیوهای وب، این پردازنده نمایشگر ویدیو است که تصویر را تجزیه و تحلیل، تمیز و اصلاح می‌کند.

برای تضمین کیفیت تصویر استثنایی، به چیزی بیش از مشخصات و قطعات فانتزی نیاز است. کیفیت پنل 4K، فیلترهای رنگی DCI-P3، عنبیه پویا یا منبع لیزر از نحوه استفاده از آنها اهمیت کمتری دارند. بسیاری از ویدئو پروژکتورها/تلویزیون‌ها با مشخصات "بهتر" توسط یک نمایشگر کم‌تجهیزتر با مغز بهتر، عملکرد بهتری دارند.

سونی همیشه تأکید کرده است که پردازش برتر، نمایشگرهای ویدیوی 4K آن را از رقبا متمایز می‌کند. در حالی که پردازش در پنل‌های تخت سونی همچنان در حال تکامل است، مدتی است که مغز ویدئو پروژکتورهای سینمای خانگی خود را به‌روزرسانی نکرده‌اند.

محتوای HDR موضوع داغ فعلی در سرگرمی‌های سینمای خانگی است. با این حال، بازتولید محتوای HDR در یک ویدئو پروژکتور فوق‌العاده چالش‌برانگیز است. محتوای HDR حاوی اطلاعاتی است که بسیار فراتر از قابلیت‌های یک ویدئو پروژکتور سینمای خانگی استاندارد است، بنابراین جهش بزرگی در قدرت پردازش ویدیو مورد نیاز است.

در سال ۲۰۱۶، سونی تلویزیون صفحه تخت پرچمدار Z9D را با یک پردازنده قدرتمند جدید به نام X1 معرفی کرد. امسال، دو مدل ویدئو پروژکتور سونی، VW915ES و VW715ES، دارای نسخه‌ای از آن پردازنده X1 هستند که برای ویدئو پروژکتورها بهینه شده است. به لطف قدرت آن پردازنده X1، این ویدئو پروژکتورها از فناوری انحصاری Reality Creation سونی بهره می‌برند که محتوای HD، 4K و HDR را فریم به فریم تجزیه و تحلیل می‌کند تا جزئیات، رنگ‌ها و جزئیات را افزایش دهد. پردازنده X1 تضمین می‌کند که کیفیت Full HD به کیفیت 4K ارتقا یابد.

تولیدکنندگانی مانند سونی نیز از این پردازنده‌های ویدیویی قدرتمند در ویدئو پروژکتورهای سینمای خانگی خود برای تجزیه و تحلیل پویا و نگاشت تنالیته محتوای HDR استفاده می‌کنند. پردازنده X1 از ویژگی جدیدی به نام Dynamic HDR Enhancer پشتیبانی می‌کند که نگاشت تنالیته HDR صحنه به صحنه را با عنبیه پویا و منبع نور لیزر با مدولاسیون دقیق ترکیب می‌کند تا بهبود چشمگیری در تولید HDR ارائه دهد. ویدئو پروژکتور لامپی سونی VPL-VW715ES از همان پردازنده X1 استفاده می‌کند، بنابراین از Dynamic HDR Enhancer نیز بهره می‌برد.

 

در طول بررسی‌ام، چندین عکس از VW715ES جدید و مدل قبلی VW615ES در کنار هم و روی یک صفحه نمایش گرفتم. همانطور که در تصویر بالا مشاهده می‌کنید، Dynamic HDR Enhancer که توسط پردازنده X1 پشتیبانی می‌شود، بهبود قابل توجهی در عملکرد HDR ویدئو پروژکتور VW715ES در مقایسه با ویدئو پروژکتور قبلی سونی ایجاد می‌کند. اگرچه ثبت تمام تفاوت‌ها در یک عکس دشوار است، اما می‌توانید ببینید که مدل جدیدتر محتوای HDR روشن‌تر، رنگ‌های پر جنب و جوش‌تر و سطوح سیاه عمیق‌تری دارد، در حالی که همچنان جزئیات هایلایت روشن‌تر را حفظ می‌کند.

ویدئو پروژکتورهای امروزی روشنایی یا حجم رنگ کافی برای بازتولید دقیق تمام اطلاعات موجود در محتوای HDR را ندارند. بنابراین، چگونه یک سازنده ویدئو پروژکتور بیشترین رنگ و روشنایی ممکن را در قابلیت محدودتر ویدئو پروژکتور جای می‌دهد؟ من همچنان معتقدم که نگاشت رنگ پویا برای استخراج حداکثر کیفیت تصویر از محتوای HDR10 ضروری است.

 

خم کردن منحنی - نگاشت تُن

محتوای مصرفی HDR (بلوری 4K و پخش آنلاین) برای پخش روی مانیتور صفحه تخت، نه ویدئو پروژکتور، تنظیم شده است، بنابراین در سطوح روشنایی متنوعی از 1000 نیت (292 fL) تا 10000 (2919 fL) نیت تولید می‌شود. برای تولید بیش از 10000 نیت در یک صفحه نمایش 100 اینچی تقریباً به 87000 انسی لومن نیاز است در حالی که 1000 نیت به 8700 انسی لومن نیاز دارد.

 

هیچ ویدئو پروژکتور سینمای خانگی نمی‌تواند این میزان روشنایی عظیم را در عین حفظ سیاهی عمیق ارائه دهد. اکثر ویدئو پروژکتورهای دارای قابلیت 4K HDR فقط می‌توانند بین 100 نیت (29 fL) و 200 نیت (58 fL) روشنایی ارائه دهند. اکنون می‌بینید که چرا هیچ ویدئو پروژکتور سینمای خانگی سازگار با HDR نمی‌تواند تمام روشنایی و حجم رنگ موجود در محتوای HDR مصرفی را بازتولید کند.

در نتیجه، ویدئو پروژکتورهای HDR از نگاشت تُن استفاده می‌کنند که مصالحه‌ای بین حفظ جزئیات هایلایت روشن و ارائه روشنایی بالاتر صفحه نمایش است. چندین قطعه اطلاعات در محتوای HDR10 تعبیه شده است که یک نمایشگر HDR از آنها برای انجام تنظیمات تصویر استفاده می‌کند.

یک قاب اطلاعاتی HDR وجود دارد که به نمایشگر ویدیو می‌گوید به حالت HDR مناسب تغییر کند. هنگامی که قاب اطلاعاتی HDR شناسایی می‌شود، بسیاری از ویدئو پروژکتورهای HDR به حالت HDR با یک نقشه تُن ثابت تغییر می‌کنند. اساساً "یک اندازه برای همه" است که به عملکرد HDR آسیب می‌رساند.

نگاشت تُن خودکار از ابرداده‌های استاتیک موجود در محتوای HDR10 برای تنظیم خودکار تنظیمات HDR ویدئو پروژکتور (منحنی‌های نگاشت تُن) در تلاش برای بهینه‌سازی کیفیت تصویر استفاده می‌کند. سال گذشته، شرکت‌هایی مانند JVC شروع به ارائه نگاشت خودکار تُن در ویدئو پروژکتورهای خود کردند. هدف، استفاده بهتر از قابلیت‌های روشنایی و کنتراست ویدئو پروژکتور بر اساس فیلم یا سریال HDR در حال نمایش بود. دو قطعه ابرداده‌ای که پردازنده ویدیوی ویدئو پروژکتور برای نگاشت تُن HDR استفاده می‌کند عبارتند از:

MaxFALL (حداکثر فریم - سطح نور متوسط) میانگین روشنایی روشن‌ترین فریم در کل کلیپ. دستورالعمل‌های تولید بیان می‌کنند که این نباید از ۴۰۰ نیت تجاوز کند.

MaxCLL (حداکثر سطح نور محتوا) که روشن‌ترین پیکسل در کل کلیپ است.

میانگین روشنایی اکثر فریم‌های ویدیوی HDR معمولاً بسیار کمتر از ۳۰۰ نیت است و چند نقطه اوج (جرقه، نوک شعله، بازتاب) تا ۱۰۰۰۰ نیت می‌رسد. در حالی که استفاده از ابرداده‌های استاتیک می‌تواند عملکرد HDR ویدئو پروژکتور را بهبود بخشد، اما برای بهینه‌سازی کامل کیفیت تصویر کافی نیست.

امسال، شرکت‌هایی مانند سونی و JVC با ارائه قابلیت انجام این کار به صورت پویا به ویدئو پروژکتورهای خود، نگاشت تُن را بیشتر بهبود می‌بخشند.

 

نگاشت پویای تُن HDR صحنه به صحنه

سونی عادت دارد پیشرفت‌های بزرگ را زیر نام‌های مبهم پنهان کند. VW915ES، به همراه VW715ES و GTZ380، دارای ویژگی جدیدی به نام Dynamic HDR Enhancer هستند. با استفاده از نسخه‌ای از پردازنده X1 سونی که برای پخش بهینه شده است، این اولین ویدئو پروژکتورهای سونی هستند که می‌توانند محتوای HDR را صحنه به صحنه برای نگاشت دقیق تُن پویا از محتوای HDR10 تجزیه و تحلیل کنند.

ابتدا، بیایید بحث کنیم که چرا بهتر است محتوای HDR را به صورت پویا به جای استفاده از فراداده‌های استاتیک موجود در محتوا اندازه‌گیری کنیم.

از آنجایی که فراداده‌های MaxFALL/MaxCLL بر اساس میانگین روشنایی روشن‌ترین فریم و روشن‌ترین پیکسل در فیلم است، صحنه‌های خاصی با سطوح فریم پایین‌تر از میانگین هنوز می‌توانند بسیار تاریک به نظر برسند.

در بسیاری از موارد، فراداده‌ها وجود ندارند یا نادرست هستند، بنابراین ویدئو پروژکتور ممکن است اطلاعات مناسبی برای کار با آنها نداشته باشد. همچنین، از آنجایی که همان فراداده‌های تعبیه‌شده (MaxCLL/MaxFALL) در طول فیلم اعمال می‌شود، گاهی اوقات تصمیمات نگاشت تنالیته ویدئو پروژکتور می‌تواند بسیار نادرست باشد.

بسیاری از تلویزیون‌های LCD و OLED سال‌هاست که محتوای HDR را فریم به فریم اندازه‌گیری کرده و فراداده‌های دقیقی را به صورت پویا تولید می‌کنند. تابستان گذشته، JVC قابلیت اندازه‌گیری پویای فراداده HDR را به ویدئو پروژکتورهای سینمای خانگی سری NX و RS خود اضافه کرد. امسال، سونی نیز این قابلیت را معرفی می‌کند.

برخلاف اکثر ویدئو پروژکتورها، سونی سال‌ها تجربه در نگاشت تنالیته HDR دارد، زیرا تلویزیون‌های 4K سونی از سال 2017 این قابلیت را دارند.

با استفاده از پردازنده جدید X1 برای ویدئو پروژکتور، هر فریم تجزیه و تحلیل می‌شود و نگاشت تنالیته پویا اعمال می‌شود. در VW915ES، این قابلیت با یک لیزر پویا و یک عنبیه پویا ترکیب شده است تا ظاهر محتوای HDR را تا حد زیادی بهبود بخشد.

پردازنده جدید X1 که برای ویدئو پروژکتور بهینه شده است، نه تنها جزئیات و وضوح را بهبود می‌بخشد، بلکه بهبود قابل توجهی در عملکرد HDR سونی SONY VW915ES در مقایسه با SONY VW885ES ایجاد می‌کند. محتوای HDR روشن‌تر، رنگ‌ها غنی‌تر، سطوح سیاه عمیق‌تر و جزئیات هایلایت‌های روشن قابل مشاهده هستند.

من نمایشگرهای زیادی را دیده‌ام که در الگوی آزمایشی عالی به نظر می‌رسند، اما هنگام مشاهده محتوای HDR در دنیای واقعی جذابیت کمتری دارند. اخیراً، کالیبراتورها، منتقدان و فروشندگان با اشاره به الگوها و صحنه‌های آزمایشی، می‌گویند: «روشن است و هیچ برشی وجود ندارد» تا ثابت کنند که الگوریتم نگاشت تُن HDR پویای یک ویدئو پروژکتور از رقیبش بهتر است.

گاهی اوقات دنبال کردن هایلایت‌های HDR منجر به تصویری شبیه SDR می‌شود. در تلاش برای نمایش تمام اطلاعات روشنایی HDR در یک نمایشگر با روشنایی کم، HDR را فقط به SDR تبدیل می‌کند. در حالی که تمام اطلاعات روشنایی وجود دارد، تصویر مسطح به نظر می‌رسد.

دوربین‌های فیلمبرداری مانند نمایشگرهای فیلمبرداری، محدوده دینامیکی محدودی دارند. فیلم‌های HDR با فرمت Log ضبط می‌شوند که بیشتر جزئیات سایه و هایلایت‌ها را در یک صحنه در محدوده قابلیت ضبط محدوده دینامیکی محدود دوربین حفظ می‌کند.

دوربین‌ها می‌توانند در چندین حالت مختلف Log فیلمبرداری کنند، که منحنی‌های گامای مختلفی هستند که برای ثبت هرچه بیشتر اطلاعات روشنایی با استفاده از حسگر دوربین طراحی شده‌اند. این امر از از دست رفتن جزئیات در مناطق سایه‌دار و هایلایت‌های بیش از حد روشن جلوگیری می‌کند. در حالی که تمام جزئیات وجود دارد، تصویر کاملاً رنگ‌پریده به نظر می‌رسد زیرا این تنها راهی است که می‌توانید تمام اطلاعات روشنایی را در یک فضای محدود جا دهید. در حالی که تمام اطلاعات سایه و هایلایت قابل مشاهده است، اما شبیه HDR به نظر نمی‌رسد.

 

محتوای ضبط‌شده در منحنی Log، برای بازیابی محدوده روشنایی فشرده‌شده خود در طول پس‌تولید، درجه‌بندی رنگ می‌شود. با تنظیم منحنی‌های روشنایی توسط متخصص رنگ، رنگ‌ها شروع به پر جنب‌وجوش‌تر شدن، سیاهی‌ها عمیق‌تر و هایلایت‌ها روشن‌تر می‌شوند.

در طول تولید HDR، جزئیات هایلایت‌های روشن، تمرکز اصلی متخصص رنگ یا کارگردان نیستند. اکثر فیلم‌ها و برنامه‌های تلویزیونی در مانیتورهای مسترینگ مانند Sony BVM-X300 که حداکثر روشنایی ۱۰۰۰ نیت دارد، درجه‌بندی رنگ می‌شوند. متخصص رنگ ممکن است گاهی اوقات بررسی کند که آیا هایلایت‌های اوج بیش از ۱۰۰۰ نیت هنوز قابل مشاهده هستند یا خیر؛ نگرانی اصلی آنها ظاهر کلی صحنه است.

 

چندین سال بود که یک سونی BVM-X300 روی میزم داشتم. این نمایشگر مرجع به طور گسترده یکی از بهترین نمایشگرهای مسترینگ در جهان محسوب می‌شود. من حتی این فرصت را داشتم که در نمایشگاه‌های تجاری، چند فیلم خام S-Log را برای دموهای HDR روی پنل‌های تخت درجه‌بندی کنم. هیچ‌کس تا به حال به سراغ آن BVM-X300 نرفته و نگفته است که HDR به دلیل وجود یک ابر بریده شده در آسمان، خوب به نظر نمی‌رسد. من می‌دانم که تمام جزئیات هایلایت هنوز وجود دارد، زیرا می‌توانم آن را در دوربینم ببینم. بنابراین اگر محتوای نهایی در آینده روی یک نمایشگر با روشنایی بالاتر پخش شود، آن جزئیات هایلایت قابل مشاهده خواهد بود.

حتی اگر رنگ‌آمیز یک نمایشگر مسترینگ HDR بسیار روشن داشته باشد، هنگام انجام "تریم پس" ممکن است تصمیم بگیرد چند هایلایت را در صحنه برش دهد تا تصویر پویاتر به نظر برسد. اگر اکثر سازندگان محتوا روی چند هایلایت بریده شده تمرکز زیادی ندارند، چرا شما باید این کار را انجام دهید؟

وقتی یک محدوده روشنایی بزرگ را برای ضبط در دوربین در یک محدوده روشنایی باریک فشرده می‌کنید، ویدیو تخت به نظر می‌رسد. چرا مردم معتقدند که اگر تمام آن اطلاعات روشنایی در محدوده روشنایی محدود یک ویدئو پروژکتور فشرده شود، نتیجه آن نیز یک تصویر مسطح نخواهد بود؟ اگر منحنی نگاشت تُن را بیش از حد خم کنید تا هایلایت‌ها حفظ شوند، ممکن است در نهایت تصاویر HDR را به SDR تبدیل کنید.

 

بررسی VW915ES - بررسی مزایای پردازنده X1

در طول بررسی VW915ES، معمولاً تنظیمات HDR Dynamic Contrast را روی LOW قرار می‌دادم و صرف نظر از روشنایی محتوا، نتایج عالی حاصل می‌شد. در حالی که HDR Dynamic Contrast معمولاً تصمیم درستی می‌گیرد، گاهی اوقات ممکن است بخواهید ظاهر یک فیلم یا صحنه HDR را تنظیم کنید. این کار را می‌توان با فشار دادن یک دکمه انجام داد - سه سطح در Dynamic HDR Enhancer به شما امکان می‌دهد ظاهر را به سرعت تغییر دهید (میزان خم شدن منحنی روشنایی).

اینکه یک هایلایت برش داده شده باشد، بهترین راه برای قضاوت در مورد یک تصویر HDR خوب نیست و همچنین مشخص نمی‌کند که آیا ویدئو پروژکتور تلویزیون در واقع نگاشت تنالیته پویا دارد یا خیر. هنگام تماشای محتوای HDR، گاهی اوقات هایلایت‌های روشن‌تر همچنان برش داده می‌شوند، اما سونی معتقد است که این کار برای نزدیک نگه داشتن بیشتر تصویر روی صفحه تا حد امکان به هدف کارگردان ضروری است.

تولیدکنندگان مختلف ویدئو پروژکتور از الگوریتم‌های مختلف نگاشت تُن HDR برای ارائه بهترین تصویر ممکن استفاده می‌کنند. هیچ راه درست یا غلطی برای نگاشت تُن پویا وجود ندارد زیرا همیشه یک مصالحه است، بنابراین فقط ظاهر HDR مورد نظر خود را انتخاب کنید. از آنجایی که امروزه هیچ ویدئو پروژکتوری نمی‌تواند کل سیگنال HDR را به طور دقیق بازتولید کند، آیا این واقعاً مهم نیست؟

مهم‌ترین ارتقاء VPL-VW915ES این است که پردازش ویدیوی آن اکنون توسط نسخه‌ای از پردازنده قدرتمند X1 سونی پشتیبانی می‌شود که به طور ویژه برای کاربردهای ویدئو پروژکتور بهینه شده است. این پردازنده همان چیزی است که به ویدئو پروژکتور امکان انجام نگاشت تُن HDR صحنه به صحنه را می‌دهد.

همانطور که در بررسی VW915ES ذکر شد، این دستگاه بهترین کیفیت تصویری را که تا به حال در اتاق آزمایشگاه آزمایش خود دیده‌ام، ارائه داد. می‌توانم با اطمینان گواهی دهم که VW915ES زیباترین و چشم‌نوازترین تصویر HDR را که تا به حال روی صفحه نمایش خود در آزمایشگاه آزمایش دیده‌ام، تولید کرده و یکی از جوایز محصول داغ ما را به خود اختصاص داده است.

 

قابلیت‌های باورنکردنی همراه با بزرگترین مغز متفکر

در آینده، با افزایش روشنایی و کنتراست ویدئو پروژکتورهای سینمای خانگی، اطلاعات هایلایت‌های برش داده شده را می‌توان بدون اینکه تصویر HDR صاف به نظر برسد، بازیابی کرد. به عنوان مثال، پردازنده X-1 در یک ویدئو پروژکتور سونی VPL-GTZ380 با روشنایی 10000 لومن، جزئیات هایلایت روشن کمتری را نسبت به پردازنده X1 موجود در ویدئو پروژکتور VPL-VW915ES با روشنایی 2000 لومن برش می‌دهد. در واقع، GTZ-380 به اندازه کافی روشن است تا HDR را با روشنایی 1000 نیت روی یک صفحه نمایش 100 اینچی با نگاشت صفر تُن بازتولید کند.

ضمناً، اگر به اندازه کافی خوش شانس باشید که بتوانید یک ویدئو پروژکتور فوق‌العاده روشن مانند GTZ380 را برای سینمای خانگی خود تهیه کنید، لازم نیست نگران روشن بودن بیش از حد تصویر HDR باشید. از آنجایی که به هر پیکسل در محتوای HDR یک روشنایی خاص اختصاص داده می‌شود، وقتی به طور دقیق بازتولید شود، آن پیکسل در یک ویدئو پروژکتور 10000 نیت یا یک ویدئو پروژکتور 2000 نیت روشنایی یکسانی خواهد داشت.

علاوه بر روشنایی اسمی ۱۰۰۰۰ لومن، پوشش رنگی ۱۰۰٪ DCI-P3 و کنتراست بومی ۱۶۰۰۰:۱، ویدئو پروژکتور پرچمدار VPL-GTZ380 به مغز حتی بزرگتری نیز مجهز شده است. X1 Ultimate احتمالاً قدرتمندترین پردازنده ویدیویی است که تاکنون در یک ویدئو پروژکتور سینمای خانگی استفاده شده است. X1 Ultimate که در ابتدا برای تلویزیون‌های LCD و OLED سری Master سونی طراحی شده بود، دو ویژگی پردازشی اضافی را نیز اضافه می‌کند.

اولین مورد، HDR Remaster مبتنی بر شیء است که رنگ‌ها و کنتراست اشیاء جداگانه روی صفحه نمایش را تجزیه و تحلیل و تنظیم می‌کند. بنابراین، در حالی که برخی از ویدئو پروژکتورها می‌توانند کنتراست را فریم به فریم تنظیم کنند، این کار را در امتداد یک منحنی کنتراست انجام می‌دهند، X1 Ultimate هر شیء را در هر فریم به صورت جداگانه با استفاده از چندین منحنی کنتراست در هر فریم تنظیم می‌کند. ویژگی‌های Dynamic HDR Enhancer و Object based HDR Remaster با هم کار می‌کنند تا جزئیات هایلایت و سایه موجود در محتوای HDR را حتی بیشتر حفظ کنند.

ویژگی دوم به نام پردازش پایگاه داده دوگانه، ارتقاء ۴K حتی بهتر را تضمین می‌کند. دو پایگاه داده قدرتمند بهبود تصویر با هم کار می‌کنند و تصاویر را به صورت پویا در زمان واقعی بهبود می‌بخشند. فناوری 4K X-Reality PRO™ تصاویر را تا وضوح نزدیک به 4K ارتقا می‌دهد، در حالی که یک پایگاه داده دوم تصویر را تمیز کرده و نویز روی صفحه را کاهش می‌دهد.

 

 

حتی وقتی محتوای HDR برای سینمای حرفه‌ای مسترینگ می‌شود، رنگ‌آمیز و کارگردان هنوز تصمیمات سختی در مورد اینکه چه اطلاعات روشنایی را نگه دارند، چه چیزی را فشرده کنند و چه چیزی را دور بریزند، می‌گیرند. از آنجایی که محتوای HDR مصرفی برای یک صفحه تخت بسیار روشن‌تر مسترینگ می‌شود، پردازنده ویدیویی ویدئو پروژکتور نیز باید انتخاب‌های مشابهی انجام دهد.

با ترکیب اجزای با کیفیت بالا با پردازش قدرتمند، تولیدکنندگان ویدئو پروژکتور مانند سونی همچنان به بهبود کیفیت تصویر HD، 4K و HDR ویدئو پروژکتورهای سینمای خانگی خود ادامه می‌دهند.