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Para conocer la tecnología relacionada con las pantallas HDR, consulte Alto rango dinámico (representación de colores) . Para conocer la técnica de fotografía, consulte Alto rango dinámico (técnica de fotografía) .

El rango dinámico alto ( HDR ) es un rango dinámico más alto de lo habitual. El término se usa a menudo al hablar de dispositivos de visualización , fotografía , renderizado 3D y grabación de sonido, incluidas imágenes digitales y producción de audio digital . El término puede aplicarse a una señal analógica o digitalizada , o a los medios de grabación, procesamiento y reproducción de tales señales. [1]

Imágenes [ editar ]

Las imágenes de alto rango dinámico ( HDRI ) se refieren a la adquisición, creación, almacenamiento, distribución o visualización de imágenes y videos que tienen un rango dinámico más alto que las imágenes y videos tradicionales. [2] Esto se puede hacer con la técnica de fotografía HDR , con el uso de cámaras que de forma nativa tengan un alto rango dinámico o con computadoras (por ejemplo, con el uso de renderizado HDR ). La imagen resultante se puede guardar en un formato de imagen y video tradicional o en un formato de alto rango dinámico . También se puede utilizar para pantallas SDR tradicionales o para HDR muestra.

Captura y creación [ editar ]

Técnica de fotografía [ editar ]

Artículo principal: Alto rango dinámico (técnica de fotografía)

En fotografía y videografía , el alto rango dinámico ( HDR ) es una técnica que se utiliza para aumentar el rango dinámico de las fotos y videos capturados. Consiste en capturar varios fotogramas de la misma escena pero con diferentes exposiciones y luego combinarlos en uno, lo que da como resultado un rango dinámico superior al de los fotogramas capturados individualmente.

Incluye la composición y mapeo de tonos de imágenes para extender el rango dinámico más allá de la capacidad nativa del dispositivo de captura. [3] [4]

Sensores [ editar ]

Los sensores de imagen CMOS modernos a menudo pueden capturar un alto rango dinámico a partir de una sola exposición. El amplio rango dinámico de la imagen capturada se comprime de forma no lineal en una representación electrónica de rango dinámico más pequeño. [5] Sin embargo, con el procesamiento adecuado, la información de una sola exposición se puede utilizar para crear una imagen HDR.

Dichas imágenes HDR se utilizan en aplicaciones de rango dinámico extremo como trabajos de soldadura o automotrices. En las cámaras de seguridad, el término utilizado en lugar de HDR es "amplio rango dinámico". Debido a la no linealidad de algunos sensores, los artefactos de imagen pueden ser comunes. Algunas otras cámaras diseñadas para su uso en aplicaciones de seguridad pueden proporcionar automáticamente dos o más imágenes para cada fotograma, con exposición cambiante [ cita requerida ] . Por ejemplo, un sensor para video de 30 fps dará 60 fps con los cuadros impares en un tiempo de exposición corto y los cuadros pares en un tiempo de exposición más largo. Algunos de los sensores de los teléfonos y cámaras modernos pueden incluso combinar las dos imágenes en el chip para que el usuario pueda acceder directamente a un rango dinámico más amplio sin compresión en píxeles para su visualización o procesamiento [cita requerida ].

Renderizado [ editar ]

Artículo principal: renderizado de alto rango dinámico

Alto rango dinámico de representación ( HDRR o renderizado HDR ) es una manera de hacer que las imágenes generadas por ordenador con un alto rango dinámico .

La renderización de alto rango dinámico (HDRR) es la renderización y visualización en tiempo real de entornos virtuales que utilizan un rango dinámico de 65,535: 1 o superior (utilizado en tecnología informática, de juegos y de entretenimiento). [6]

Almacenamiento [ editar ]

El término formato de alto rango dinámico designa formatos de archivo de imagen y video que pueden almacenar más rango dinámico que los formatos tradicionales de gamma de 8 bits .

Esto incluye:

  • Formatos de almacenamiento como formatos sin procesar , formatos que utilizan una función de transferencia lineal con alta profundidad de bits o una función de transferencia logarítmica .
  • Formatos HDR para pantallas HDR como HDR10 , HDR10 + , Dolby Vision y HLG .

Distribución y exhibición [ editar ]

Artículo principal: Alto rango dinámico (representación de color)

High Dynamic Range pantallas ( HDR muestra ) son pantallas compatibles con una lista de una formatos HDR como HDR10 , HDR10 + , Dolby Visión y GAN .

El video HDR se refiere a una señal de video con mayor profundidad de bits, luminancia y volumen de color que el video de rango dinámico estándar ( SDR ) que usa una curva gamma convencional . [7]

El 4 de enero de 2016, Ultra HD Alliance anunció sus requisitos de certificación para una pantalla HDR. [8] [9] La pantalla HDR debe tener un brillo máximo de más de 1000 cd / m 2 y un nivel de negro inferior a 0,05 cd / m 2 (una relación de contraste de al menos 20 000: 1) o un brillo máximo de más de 540 cd / m 2 y un nivel de negro inferior a 0,0005 cd / m 2 (una relación de contraste de al menos 1,080,000: 1). [8] [9] Las dos opciones permiten diferentes tipos de pantallas HDR como LCD y OLED . [9]

Algunas opciones para usar las funciones de transferencia HDR que se adaptan mejor al sistema visual humano que no sea una curva gamma convencional incluyen Hybrid Log-Gamma (HLG) y Perceptual Quantizer (PQ). [7] [10] [11] HLG y PQ requieren una profundidad de bits de 10 bits por muestra. [7] [10]

Audio [ editar ]

XDR (audio) se utiliza para proporcionar audio de mayor calidad cuando se utilizan sistemas de sonido de micrófono o se graba en cintas de casete.

HDR Audio es una técnica de mezcla dinámica utilizada en EA Digital Illusions CE Frostbite Engine para permitir que los sonidos relativamente más altos ahoguen los sonidos más suaves. [12]

La compresión de rango dinámico es un conjunto de técnicas utilizadas en la grabación y comunicación de audio para colocar material de alto rango dinámico a través de canales o medios de rango dinámico más bajo. Opcionalmente, la expansión de rango dinámico se utiliza para restaurar el alto rango dinámico original en la reproducción.

Radio [ editar ]

En radio, el rango dinámico alto es importante, especialmente cuando hay señales potencialmente interferentes. Medidas como el rango dinámico libre de espurios se utilizan para cuantificar el rango dinámico de varios componentes del sistema, como los sintetizadores de frecuencia. Los conceptos de HDR son importantes tanto en el diseño de radio convencional como en el definido por software .

Instrumentación [ editar ]

En muchos campos, los instrumentos deben tener un rango dinámico muy alto. Por ejemplo, en sismología , se necesitan acelerómetros HDR, como en los instrumentos ICEARRAY .

Visión HDR en tiempo real [ editar ]

El casco de soldadura HDR (alto rango dinámico) de Mann aumenta la imagen en áreas oscuras y la disminuye en áreas brillantes, implementando así la realidad mediada por computadora .

En las décadas de 1970 y 1980, Steve Mann inventó el "Digital Eye Glass" de Generación 1 y Generación 2, como una ayuda visual para ayudar a las personas a ver mejor, con algunas versiones integradas en cascos de soldadura para visión HDR [13] [14] [15] [16] Véase también, IEEE Technology and Society Magazine 31 (3) [17] y el material complementario titulado "GlassEyes".[18]

Ver también [ editar ]

  • Rec. 2100 - Recomendación UIT-R para HDR
  • Foro Ultra HD : organización que ha creado estándares para HDR

Referencias [ editar ]

  1. ^ Robertson, Mark A .; Borman, Sean; Stevenson, Robert L. (abril de 2003). "Enfoque teórico de la estimación para la mejora del rango dinámico mediante exposiciones múltiples". Revista de imágenes electrónicas . 12 (2): 220, columna derecha, línea 26219–228. doi : 10.1117 / 1.1557695 . El primer informe de combinación digital de varias imágenes de la misma escena para mejorar el rango dinámico parece ser Mann.
  2. ^ Frédéric Dufaux, Patrick Le Callet, Rafal Mantiuk, Marta Mrak (2016). Vídeo de alto rango dinámico: desde la adquisición hasta la visualización y las aplicaciones . doi : 10.1016 / C2014-0-03232-7 . ISBN 978-0-08-100412-8.CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  3. ^ "Composición de varias imágenes de la misma escena", de Steve Mann, en la 46ª Conferencia Anual de IS&T, Cambridge, Massachusetts, 9 al 14 de mayo de 1993
  4. ^ Reinhard, Erik; Ward, Greg; Pattanaik, Sumanta; Debevec, Paul (2005). Imágenes de alto rango dinámico: adquisición, visualización e iluminación basada en imágenes . Ámsterdam: Elsevier / Morgan Kaufmann. pag. 7. ISBN 978-0-12-585263-0. Las imágenes que almacenan una representación de la escena en un rango de intensidades acorde con la escena son lo que llamamos HDR, o "mapas de resplandor". Por otro lado, llamamos imágenes aptas para visualización con tecnología de visualización actual LDR.
  5. ^ Arnaud Darmont (2012). Imágenes de alto rango dinámico: sensores y arquitecturas (primera edición). Prensa SPIE. ISBN 978-0-81948-830-5.
  6. ^ Simon Green y Cem Cebenoyan (2004). "Representación de alto rango dinámico (en la GeForce 6800)" (PDF) . Serie GeForce 6 . nVidia. pag. 3.
  7. ^ a b c T. Borer; A. Algodón. "Un" sistema de televisión de alto rango dinámico independiente de la pantalla " (PDF) . BBC . Consultado el 1 de noviembre de 2015 .
  8. ^ a b "UHD Alliance Define Premium Home Entertainment Experience" . Business Wire . 2016-01-04 . Consultado el 24 de julio de 2016 .
  9. ^ a b c "¿Qué es la certificación UHD Alliance Premium?" . CNET . 2016-03-11 . Consultado el 24 de julio de 2016 .
  10. ↑ a b Adam Wilt (20 de febrero de 2014). "Retiro de tecnología HPA 2014 - Día 4" . Red de información DV . Consultado el 5 de noviembre de 2014 .
  11. ↑ Bryant Frazer (9 de junio de 2015). "Colorista Stephen Nakamura en la calificación de Tomorrowland en HDR" . estudio diario . Consultado el 21 de septiembre de 2015 .
  12. ^ EA DICE / Electronic Arts (2007). "Battlefield: Bad Company - Tráiler de Frostbite Engine" (vídeo) . Artes electrónicas.
  13. ^ La cámara cuantigráfica promete la vista HDR del padre de AR, por Chris Davies, SlashGear, 12 de septiembre de 2012
  14. ^ Ackerman, Elise (31 de diciembre de 2012). "Por qué las gafas inteligentes podrían no hacerte más inteligente" . Espectro IEEE . Consultado el 1 de enero de 2017 .
  15. ^ Mann, Steve (febrero de 1997). "Computación portátil: un primer paso hacia la obtención de imágenes personales" . Computadora IEEE . 30 (2): 25–32. doi : 10.1109 / 2.566147 .
  16. ^ "Un casco de soldadura mágico que te permite ver el mundo en HDR, en tiempo real" . Archivado desde el original el 28 de marzo de 2016 . Consultado el 24 de marzo de 2018 .
  17. ^ Mann, Steve (otoño de 2012). "A través del cristal, a la ligera" . Revista IEEE Technology and Society . 31 (3): 10-14. doi : 10.1109 / MTS.2012.2216592 .
  18. ^ " ' GlassEyes': la teoría de EyeTap Digital Eye Glass, material complementario para 'Through the Glass, Lightly ' " (PDF) . Revista IEEE Technology and Society . 31 (3). Otoño 2012.

Enlaces externos [ editar ]

  • "Alto rango dinámico (HDR) en gráficos Intel" (PDF) . Corporación Intel. Noviembre de 2017.