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HDR, come funziona sui TV economici? (non tanto bene)

Apple TV app
(Image credit: Apple)

Di anno in anno, i produttori introducono nuove tecnologie per migliorare l’esperienza dei consumatori. L’anno scorso, abbiamo scoperto il significato delle sigle VRR (Variable refresh rate) e HLG (Hybrid Log-Gamma); oggi, tuttavia, facciamo un passo indietro per approfondire l'HDR (High dynamic range), ossia “Alta gamma dinamica”, una tecnologia televisiva introdotta da diversi anni. Spesso leggiamo la sigla 4K/HDR sulla descrizione di televisori di fascia bassa e siamo portati a credere che il prodotto supporti tale funzione, ma la vera domanda non è tanto se la supporta, ma quanto bene lo faccia.

Oggi scopriremo per quale motivo un TV economico potrebbe non offrire l'immagine HDR promessa.

La retroilluminazione è fondamentale

Il formato video HDR consente di aumentare la gamma dinamica (l’intervallo tra la luminosità minima e massima di una scena) di un’immagine; ciò si ripercuote nel livello di dettaglio delle zone d’ombra (le zone più scure) e delle alte luci (le zone più luminose).

Un’immagine HDR assicura un livello di dettaglio superiore nelle aree più scure e chiare di una scena: un volto con più dettagli nella penombra, tramonti più realistici e abbaglianti, ecc.

In uno scenario ideale, un film dovrebbe essere girato con attrezzature HDR, tuttavia molti film sono girati con sistemi “standard” e successivamente rimasterizzati.

Per valorizzare i contenuti HDR, un TV deve offrire un elevato contrasto, altrimenti l'uso dell'HDR finisce per appiattire l'immagine o rovinarla del tutto.

HDR

SDR vs HDR (Image credit: Dolby)

Questo è il motivo per cui il dimming locale è fondamentale per qualsiasi TV, un sistema di retroilluminazione di solito assente nei modelli economici.

I televisori LCD/LED di fascia bassa sono illuminati da una retroilluminazione laterale: dal bordo del display, una serie di LED emettono luce in una matrice che, a sua volta, la diffonde su tutto lo schermo. A ciò consegue un grosso problema: durante la visualizzazione di scene buie, la luminosità complessiva diminuirà andando a inficiare anche le zone più chiare.

Facciamo un esempio: pensate a un'immagine con una scena luminosa, come un cielo nuvoloso con il sole che fa capolino, e un'altra buia, dove il protagonista è nascosto dietro una roccia. La luminosità richiesta dalle aree più chiare schiariranno anche le aree scure (la gamma dinamica è limitata).

Gli LCD utilizzano un filtro polarizzato per bloccare la luce indesiderata dalla retroilluminazione, ma una parte di questa continuerà a filtrare e ciò si ripercuote sulla gamma dinamica.

È il motivo per cui alcuni produttori hanno implementato un sistema di local dimming avanzato nei TV di punta (tipo la gamma QLED di Samsung).

Televisori come Samsung Q70T e Samsung Q60T non dispongono di local dimming, il che è sorprendente considerato il loro prezzo (il modello da 55 pollici del Q70T costa 890 euro sul Samsung Store).

Solo a partire dal Samsung Q80T i modelli della gamma supportano la retroilluminazione FALD (Full LED Array Local Dimming). Suddetto sistema presenta uno strato di LED posto dietro al pannello, inoltre divide la retroilluminazione in zone che possono essere gestite separatamente, migliorando notevolmente il contrasto dell'immagine.

Detto ciò, la qualità della retroilluminazione è legata anche al numero di zone di local dimming del prodotto. I televisori più costosi presentano più zone di retroilluminazione: si passa dalle 50 zone di local dimming del Q80T, alle 488 del Q950T.

A un maggior numero di zone di local dimming corrisponde un miglior contrasto. I televisori OLED sono i migliori in tal senso, poiché ogni pixel è autoemittente: LG CX è un TV 4K (3840 x 2160 pixel), quindi il pannello dispone di 8.294.400 zone di retroilluminazione, sebbene gli OLED non utilizzino la terminologia "zona". 

I limiti dei televisori economici

Toshiba 4K TV

Toshiba UA2B 4K TV (Image credit: Toshiba)

Ciò significa che tutti i modelli inferiori al Samsung Q80T non offrono immagini HDR ottimali? Non proprio.

Sebbene il Samsung Q70T abbia dei limiti, l’effettiva esperienza HDR è soddisfacente grazie all’elevato contrasto ANSI nativo di circa 7.000:1 e a un’accettabile luminosità di picco di circa 600 nit. Il livello di contrasto offerto dal TV è comunque superiore a quello dei televisori economici che presentano un contrasto statico e una luminosità di picco inferiori. Diamo uno sguardo più da vicino a uno dei migliori televisori economici, il Samsung TU7170 (consigliamo questo modello a chiunque cerchi un televisore poco costoso); offre un ottimo contrasto e immagini vivaci, ma supporta una luminosità di picco di circa 300 nit, quindi non può offrire una “vera” esperienza HDR.

Samsung TU7170 offre un contrasto elevato poiché monta un pannello LCD VA (Vertical Alignment). A questo prezzo, molti modelli della concorrenza presentano dei pannelli LCD IPS.

Questi ultimi non offrono un contrasto adeguato per immagini HDR (più che nero si parla di grigio scuro); ne consegue un'immagine "HDR" a basso contrasto, il che è una contraddizione. Vediamo lo stesso effetto nei monitor dei computer. I modelli di fascia bassa potrebbero essere contrassegnati con un marchio di qualità come “VESA HDR400”, ma ciò significa solo che possono raggiungere una luminosità di 400 nit, il che è solo uno dei fattori necessari per un'esperienza HDR soddisfacente.

HDR10, HDR10+ e Dolby Vision

Dolby Vision HDR

Dolby Vision HDR (Image credit: Dolby)

Se siete interessati a un TV economico, potete tranquillamente ignorare le sigle HDR. Se il TV non può visualizzare correttamente il formato video HDR10, di sicuro non potrà farlo con HDR10+ e Dolby Vision. Solo sui televisori di fascia alta queste sigle hanno un senso. HDR10 è diventato lo standard HDR di base; HDR10+ e Dolby Vision sono formati video più avanzati poiché utilizzano metadati dinamici; questi forniscono al processore del televisore più informazioni sui toni chiari e scuri di ogni scena di un film; al contrario, i contenuti HDR10 utilizzano gli stessi metadati per ogni scena del film. Ci sono anche altre differenze, ma, in generale, lo standard Dolby Vision è più avanzato di quello HDR10+, tuttavia è anche a pagamento. 

E il colore?

Questa è una parte importante dell'HDR ed è un altro ambito in cui i risultati dipendono dalla qualità del pannello del TV.

Contenuti con una gamma dinamica di buon livello sono codificati con colori a 8 bit, tra questi possiamo citare contenuti HD di Netflix, Blu-ray e DVD a definizione standard. HDR10 e HDR10+ sono progettati per pannelli a 10 bit (che supportano fino a 1,07 miliardi di colori), mentre Dolby Vision per pannelli da 12 bit (fino a 68,7 miliardi di colori).

Il numero di bit (o profondità colore) determina dunque il numero delle possibili sfumature di colore visualizzabili dal pannello, ma c’è un altro elemento da tenere in considerazione: lo spazio colore. Per spazio colore si intendono tutte le sfumature di colore contenute nei video, film o trasmissioni televisive che visualizziamo. I contenuti SDR (Standard dynamic range) utilizzano il codec Rec.709, uno spazio colore molto simile a quello sRGB; è lo standard per i monitor dei computer e delle stampanti.

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Spider-Man: Into The Spider-Verse (Netflix) (Image credit: Netflix)

I contenuti HDR, al contrario, utilizzano il codec Rec.2020 che consente di visualizzare molti più colori rispetto a Rec.709, in particolare per i colori verde e rosso.

Alcuni dei migliori televisori sul mercato, però, non sono in grado di visualizzare immagini con uno spazio colore così ampio: LG CX OLED supporta fino al 70-76% di Rec.2020, mentre un TV economico non arriva nemmeno alla metà.

Samsung TU7170 offre una qualità video soddisfacente, ma la bassa luminosità di picco lo rende idoneo solo ai contenuti sRGB / Rec.709. Rec.2020 non entra nemmeno in gioco.

Sebbene sia compatibile con HDR, Samsung TU7170 non è in grado di visualizzare lo spazio colore aggiuntivo garantito dallo standard HDR.

Ciò può portare a risultati pessimi se il televisore non può visualizzare tutto lo spazio colore; pensate all'immagine di un fiore rosso, laddove il televisore non può visualizzare una sfumatura di rosso, ne aggiunge una simile. Il risultato? L’immagine sarà piatta, spenta; è simile alla sovraesposizione del bianco nella fotografia, ma con il colore.

Il progresso continua

I migliori formati HDR sono supportati da TV di fascia alta (Panasonic HZ2000, LG CX OLED, Samsung Q95T). Ma questo è in gran parte dovuto al fatto che tali formati sono stati realizzati non solo per i televisori di oggi, ma anche per quelli del futuro.

Date un’occhiata ai requisiti di HDR10+ e Dolby Vision:

Formati HDR con metadati dinamici:

HDR10+

Pannello a 10 bit
Luminosità di picco: 4.000 nit

Dolby Vision

Pannello a 12 bit
Luminosità di picco: 10.000 nit

LG CX OLED raggiunge una luminosità massima di circa 750 nit (finestra HDR al 10%), tuttavia questo valore scende sotto ai 150 nit quando si visualizza uno schermo intero bianco; ha un pannello da 10 bit. Samsung Q950TS raggiunge una luminosità di picco di 2.000 nit e di 1.300 con il preset Film, ma il suo pannello è a 8 bit e utilizza un trucco chiamato controllo della frequenza dei fotogrammi, o FRC, per avvicinarlo alle prestazioni di un 10 bit; sfrutta il filtro polarizzato dello schermo per scorrere rapidamente tra gli stati ed emulare le gradazioni tonali mancanti.

Cosa ci dice questo? I fan dell'home cinema sono spesso infastiditi dal "falso" HDR, ma la realtà non è così chiara.

L'HDR oggi proposto potrebbe essere considerato un “falso” HDR fra pochi anni. Per una fantastica esperienza HDR, optate per televisori che supportano HDR10+ o Dolby Vision, nonché modelli con un pannello OLED o un LCD con un buon sistema di retroilluminazione avanzato (a più zone di local dimming). Tutto il resto vi deluderà.