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TV HDR: cos'è l'HDR e cosa significa High Dynamic Range per la tua TV?

HDR TV: che cos'è HDR?
HDR rende molto migliore la qualità delle immagini.

Quindi cos'è l'HDR? Oppure, per essere più precisi, cosa significa avere un display televisivo HDR, e perchè potrebbe essere qualcosa di interessante?

HDR, o high dynamic range (alta gamma dinamica), è un termine spesso usato senza molte spiegazioni. Si sa che è qualcosa di buono da avere sulla TV, anche se non si è certi di conoscere esattamente a cosa ci si riferisca, un po' come l'equivalente di “organico” nel mondo AV. La cosa importante tuttavia è che l'HDR cambierà il modo di guardare la TV.

I display TV 4K tendono ad attirare la maggior parte dell'attenzione poiché producono quattro volte il numero di pixel di qualsiasi display Full-HD sul mercato. Ma è una tecnologia veramente migliore? Importa davvero quanti pixel ci sono se la qualità della visualizzazione è “solo” buona?

Quello che fa l'HDR è ottenere immagini più “dinamiche” da quei pixel. Con i televisori HDR, i bianchi diventano ancora più luminosi, i neri diventano ancora più scuri e i pannelli a 10 bit (o addirittura 12!) sono finalmente in grado di visualizzare il miliardo di colori che avreste voluto vedere.

Per dinamica si intende la “distanza che c’è tra il punto minore e maggiore di un segnale”. Anche ovviamente, di un segnale luminoso, come accade nel caso della luce emessa dai pixel del televisore. Nell’HDR lo spazio colore viene anche aumentato, senza entrare nel dettaglio si può dire che il numero di colori visualizzabili su un display “standard” è sicuramente molto alto, ma non si avvicina certamente al numero di colori che l’occhio umano può visualizzare. L’HDR fa due grossi passi in avanti, partendo dalla qualità di colore “standard” verso quella più elevata percepibile dall’occhio umano.

4K indica la quantità di pixel ma è l'HDR che indica la qualità.

Che cos'è HDR?

Iniziamo subito con il chiarire alcuni aspetti: il tipo di alta gamma dinamica di cui è capace la tua TV HDR non dovrebbe essere confuso con le opzioni HDR che sono state recentemente aggiunte alle fotocamere degli smartphone.

Entrambi producono immagini che hanno un maggiore contrasto tra chiaro e scuro ma il modo in cui funzionano è leggermente diverso.

Le fotocamere di fascia alta e le recenti app per smartphone utilizzano l'HDR combinando diverse foto scattate durante un singolo scatto.

Durante il processo vengono scattate foto separate in diverse esposizioni. Questi sono chiamati “stop” (come nella fotografia tradizionale) e la quantità di luce viene raddoppiata da uno all'altro. Quindi, mentre il primo scatto produce un'immagine estremamente scura, l'ultimo invece una eccezionalmente luminosa. Unendo il tutto tramite un apposito algoritmo si ottiene un’immagine elaborata, con una gamma indubbiamente superiore a quella del singolo scatto, per quanto l’esposizione di quest’ultimo possa essere stata azzeccata.

Ma non è lo stesso per i video. O almeno non precisamente.

Si parla ancora di una gamma cromatica e un rapporto di contrasto estesi ma non lo si effettua combinando più immagini. Tutto ha a che fare con il modo in cui un'immagine viene visualizzata sullo schermo e soprattutto al con il segnale sorgente.

Mentre condivide un nome e alcuni punti comuni con la fotografia, l’HDR nei video è chiaramente diverso dalle foto create dagli smartphone. Il risultato finale, un'immagine con più contrasto tra le aree più chiare e più scure è la stessa, ma invece di combinare immagini separate, questo effetto viene prodotto utilizzando in primo luogo un’innovativa tecnologia della videocamera per riprendere i filmati.

HIgh Dynamic Range: HDR TV

L'HDR crea una gamma più ampia di colori, consentendo ad un'immagine di apparire più vivida

 

I miglioramenti visibili in un video che fa utilizzo di tecnologia HDR sono numerosi

Mentre su uno schermo standard tutto al di sotto di una certa luminosità ha la stessa tonalità di nero, la gamma di display di una TV HDR va oltre, permettendo allo spettatore di notare la differenza tra qualcosa di veramente scuro e qualcosa che è semplicemente buio. (Guardando un film horror si è in grado di capire immediatamente la differenza)

Quindi, ad esempio, durante la ripresa di una scena notturna, un falò potrebbe avere sottili dettagli nella fiamma, che non apparirà semplicemente sbiancata. E si potrà anche notare un certo dettaglio in oggetti che sono a malapena illuminati in un ambiente cupo ai margini dell’inquadratura.

Come afferma il responsabile della formazione di Panasonic Michael Price "si tratta di controllo, non solo di luminosità extra ma di rappresentazioni più naturali di luci e ombre".

Quando abbiamo incontrato il regista di Hollywood Vanja Cernjul, si è detto entusiasta per l'HDR, dicendo che "l'intera composizione è influenzata dall'aumento dei dettagli in termini di luminosità”.

"Non è più necessario scegliere se esporre per le luci o le ombre in fase di ripresa, aggiunge il regista, personalmente cerco di includere una fonte di luce nel riquadro, con la quale posso giocare nel settaggio della gradazione HDR".

In post-produzione Cernjul modificherà i livelli di esposizione, luminosità, contrasto e saturazione del colore, offrendo la migliore visualizzazione possibile su uno schermo compatibile con HDR.

Si pensi che i cineasti come lui, saranno attratti dal lavorare in TV con le possibilità dell'HDR. Dopo aver appena completato le riprese della seconda stagione di Marco Polo in HDR, Cernjul vede i servizi di streaming come la sede naturale per la produzione di HDR a causa del numero di serie originali commissionate da aziende del calibro di Netflix e Amazon.

L'HDR sta avvicinando i media a ciò che l'occhio umano vede e, così facendo, sta creando immagini più realistiche: dalle scene sbiancate dalla luce solare agli scatti notturni sulle strade della città.

Ed ecco un’altro punto a favore. I televisori e i contenuti HDR mostrano una gamma di colori più realistica, con un rapporto di contrasto ampliato per rendere le parti nere dell'immagine più vicine al "vero" nero.

Quindi, com'è HDR?

Basta guardare alcuni HDR accuratamente realizzati come il breve filmato di Cernjul, “Converging Beams” realizzato per Panasonic, per vederne il potenziale. Ci si abitua così tanto vedendo contemporaneamente i dettagli delle ombre e  delle sorgenti di luce che riguardando successivamente le immagini in qualità standard, sembreranno piuttosto piatte e prive di appeal.

Non solo, ma l'HDR ha quel qualcosa in più rispetto alla visualizzazione standard. C'è un nuovo livello di dinamismo nelle immagini, qualcosa di estremamente evidente in un film come The Lego Movie.

Quando siamo passati dalla definizione standard all'HD, le dimensioni dello schermo erano molto più piccole e bastava avere i pixel extra per trasformare l'immagine. Ora che gli schermi sono molto più grandi, tuttavia, non è sufficiente aggiungere semplicemente più pixel, poiché ci sono altri aspetti che possono essere migliorati.

Ciò che l'HDR aggiunge in termini di colori aggiuntivi, una migliore chiarezza nelle ombre e nelle luci, è sottile ma è in grado di offrire un'immagine significativamente migliore e molto più soddisfacente dal punto di vista visivo rispetto alla semplice aggiunta di pixel extra. L'effetto complessivo è un incisività equivalente alla creazione di un'immagine 3D.

Ma la tecnologia deve ancora mantenere la promessa. Alcuni schermi HDR LCD più economici hanno difficoltà a visualizzare oggetti luminosi su sfondi molto più scuri, creando aloni o causando strisce di luce che scorrono lungo lo schermo.

Questi problemi sono meno preoccupanti per il tipo di schermi in tecnologia OLED realizzati da LG, Panasonic o Sony, in cui ogni pixel è autoilluminato e può diventare completamente scuro, senza essere influenzato da quello che accade ai pixel vicini.

HDR TV: high dynamic range

Come posso utilizzare HDR?

L'HDR è una tecnologia end-to-end, quindi ogni passaggio dalla creazione alla distribuzione sullo schermo in casa deve essere compatibile con questo segnale, il che significa che i televisori più vecchi (e parliamo anche di quelli venduti ancora oggi in negozio ma che non supportano tale tecnologia) non possono mostrare.

Dentro un negozio di elettronica guardando un TV nuovo, può capitare di notare un logo Ultra HD Premium. Questo logo significa che lo schermo offre un livello di prestazioni garantito per ottenere il massimo da una sorgente HDR. In termini di specifiche, lo schermo deve avere 3840x2160 pixel (anche se questa caratteristica non rende lo schermo diverso da qualsiasi modello UHD) e inoltre deve essere in grado di visualizzare un vasto numero di sfumature di colore all'interno di un'immagine.

L’altro parametro chiave per un pannello Premium è il rapporto di contrasto di almeno 1.000 nit di luminosità di picco e un livello luminoso di nero inferiore a 0,05 nit.

Nit è un termine che è stato adottato dall'industria televisiva per indicare la luminosità di un display. 1 nit è approssimativamente uguale alla luce di una singola candela, intesa come unità di misura (CD).

La maggior parte degli schermi TV attualmente in uso offre tra 300 e 500 nit, questo da una buona idea della maggiore luminosità richiesta per mostrare la parte più luminosa dell'HDR, mentre quella più scura, dicevamo prima, dovrebbe essere zero: nessuna luminosità percepita a TV acceso in una stanza buia. 

Ultra HD

Ultra HD Premium: diverso dal 4K "normale"

Quanto scritto sopra vale per gli schermi LCD illuminati a LED, mentre per gli schermi OLED (che hanno una luminosità media inferiore e livelli di nero molto più bassi rispetto agli LCD) si ha indicativamente una luminosità di picco di 540 nit e un livello di nero inferiore a 0,0005 nit.

Mr. Price di Panasonic afferma che gli schermi LED con illuminazione di bordo non possono produrre un contrasto sufficientemente elevato e che è necessaria un'illuminazione diretta (da dietro l'immagine, un metodo meno comune per illuminare gli schermi) per ottenere una gamma dinamica sufficiente per soddisfare i requisiti Premium HDR.

La stragrande maggioranza degli schermi LCD in vendita infatti non è equipaggiata per offrire il livello di contrasto richiesto per essere considerati degni del badge “Premium” che indica la piena compatibilità con lo standard HDR, quindi i produttori vendono tali modelli semplicemente senza marchiarli come Premium.

Poiché i produttori non sono obbligati a rivelare il numero di nit  raggiunti dai loro schermi o il rapporto di contrasto, sta a loro decidere  se uno schermo non Premium ha abbastanza luminosità e contrasto per poter fornire un'immagine HDR significativa.

L'industria dell'elettronica di consumo ha avuto un caso precedente quando si è trattato di offrire standard simili ma pur sempre diversi: mentre era molto più facile capire la differenza tra HD Ready e Full HD, il divario tra i display UHD e UHD Premium è meno immediato.

Ma in definitiva, è il marchio Ultra HD Premium, il modo più affidabile per assicurarci la compatibilità con la visualizzazione HDR.

Un altro problema è che non è obbligatorio utilizzare il logo UHD Premium: altri utilizzano, a volte generando confusione, il proprio marchio o logo.

LG

LG sta realizzando alcuni incredibili televisori OLED HDR

Lo specialista della formazione sui prodotti di Sony, Gavin McCarran, afferma: "Ciò che il logo Ultra HD Premium non fa è quello di mostrare tutta la gamma di modelli che possono ricevere un segnale HDR".

Forse Sony pensa che l'accreditamento “Premium” scoraggerà le persone ad acquistare i modelli non premium perché, dopo tutto “compreresti ugualmente una bottiglia di champagne pregiato se fosse stata annacquata per spendere di meno?”, chiede McCarran.

Il segno distintivo Ultra HD Premium può essere utilizzato anche su lettori e dischi Blu-ray Ultra HD poiché l'HDR è una parte obbligatoria delle specifiche Blu-ray Ultra HD.

Gli schermi UHD senza compatibilità HDR mostreranno comunque un'immagine 4K in SDR (gamma dinamica standard) da un Blu-ray Ultra HD ma non saranno in grado di accedere ai metadati HDR contenuti all'interno dell'immagine.

Offrendo velocità fino a 100 Mb/sec (circa cinque volte quelle utilizzate per i film in streaming), in termini di contenuto, il Blu-ray Ultra HD possiede una qualità molto più che sufficiente per offrire prodotti video in qualità HDR.

Diversi standard HDR  – un ulteriore motivo di confusione

Tutti gli schermi HDR sono in grado di visualizzare quello che viene chiamato HDR10, che ha le stesse specifiche dello standard UHD Premium. È obbligatorio su tutti i Blu-ray Ultra HD, inoltre appare nei film HDR trasmessi in streaming da Netflix e Amazon.

Ma c'è un'altra ragione per stare attenti a quale marca di schermo HDR si acquista ed è tutto dovuto al fatto che ci sono diverse varietà di HDR utilizzate.

Dolby ha realizzato un rivale di HDR10 chiamato Dolby Vision, che ha una maggiore profondità di colore (è di 12 bit anziché 10) ed una luminosità di picco fino a 10.000 nit (che è molto più luminosa di quella che qualsiasi TV attuale possa offrire). Offre anche una funzione nota come "mappatura dinamica dei toni" che regola la luminosità e il contrasto delle scene a seconda di quanto devono essere chiare o scure. Questo processo di gestione dinamica viene eseguito durante il montaggio del film, il che significa che l’utente non deve fare nulla di particolare per sfruttare tale funzionalità avanzata. 

HDR

 Dolby Vision aggiunge ulteriore confusione al contesto HDR

Solo gli schermi e i dispositivi dotati di decodifica Dolby Vision saranno in grado di mostrare un segnale HD "migliorato" da Dolby Vision. Tutti  gli OLED di LG supportano questo standard, così come l'ammiraglia A1E OLED di Sony (altri due modelli di Sony, l'XE93 e l'XE94 riceveranno il supporto Dolby Vision in un prossimo aggiornamento del firmware).

Ma Dolby Vision non è l'unico concorrente nel campo dell'HDR avanzato.

Technicolor propone ad esempio Advanced HDR, un nascente formato HDR proprietario dell’azienda legata da decenni al mondo del cinema. Tra gli altri standard di HDR avanzato ci sono gli Hybrid Log Gamma, progettato per funzionare con le trasmissioni televisive e il nuovo HDR10+ che incorpora alcuni dei vantaggi di Dolby Vision in uno standard aperto simile a HDR10.

Technicolor e Philips stanno lavorando insieme su un altro sistema che crea e distribuisce simultaneamente HDR e versioni normali, in modo da non dover creare e gestire flussi separati. Il contenuto corretto verrà automaticamente scelto in modo che corrisponda alla massima luminosità e gamma dinamica dello schermo.

Infine, la BBC e NHK Japan stanno co-sviluppando una versione di HDR che può essere utilizzata nelle trasmissioni televisive. Chiamato Hybrid Log Gamma, la caratteristica interessante di questo standard è che sarà retrocompatibile, perciò se un televisore SDR riceverà questo segnale HDR sarà comunque in grado di visualizzare un'immagine, anche se non potrà farlo ovviamente in alta qualità.

HDR non è solo per i televisori, ma anche per gli schermi degli smartphone

Anche se gli schermi rappresentano il modo migliore per visualizzare i contenuti ad alta gamma dinamica, non è certamente l’unico. 

YouTube ha recentemente reso disponibili video HDR per alcuni telefoni cellulari, tra cui Google Pixel, LG V30, Samsung Galaxy S8, Samsung Galaxy Note 8 e Sony Xperia XZ Premium.

Ovviamente, YouTube non è l'unico a mettere a disposizione video in qualità HDR : anche Netflix ha recentemente annunciato il supporto all'HDR sui telefoni compatibili.

Se volete guardare alcuni dei video HDR di YouTube, eccone qui un elenco.

È interessante notare che i telefoni LG sono compatibili con il più avanzato standard Dolby Vision, anche se gli unici disponibili sono su Netflix.

Qual'è il verdetto su HDR?

HDR segna una svolta nella storia dell'intrattenimento domestico: ora è infatti possibile guardare i film da casa con una qualità molto simile di quella del cinema.

Non vediamo l’ora che tutte le emittenti televisive adottino l'HDR per gli stessi motivi: si potranno guardare le trasmissioni sportive in diretta anche in uno stadio diviso tra ombra e luce senza improvvisi salti nell'esposizione.

Anche dal punto di vista della produzione cinematografica avrà un grande effetto, con il regista che non avrà più bisogno di scegliere tra l'esposizione migliore per le ombre o le luci. 

Entro un anno o due sarà probabilmente possibile affermare che l'HDR avrà finalmente messo “l'ultra” nella visione UHD e tutti i problemi relativi a standard diversi saranno in via di risoluzione.

Senza dubbio, però, stiamo assistendo a un altra guerra dei formati (come ad esempio quella tra Blu-ray e HD-DVD) e sembra impossibile dire chi sarà il vincitore, al momento. 

La maggior parte dei produttori di hardware supporta HDR10 (lo standard ufficiale) ma Dolby è una azienda potente e ha i creatori di contenuti dalla propria parte.

E’ sempre possibile che entrambi gli standard continuino a coesistere (come ad esempio nel caso di Dolby e DTS nell'audio Blu-ray) ma  l’opzione più sicura sarebbe scegliere dispositivi con tecnologia Dolby Vision perché in ogni caso sarebbero in grado di supportare a prescindere anche lo standard HDR10.

 Quando sarà disponibile HDR?

Adesso. Si possono infatti vedere contenuti in HDR già da oggi se si possiede un lettore Blu-ray Ultra HD o si è abbonati ad Amazon Prime Video o a Netflix (o semplicemente guardando i video in HDR occasionalmente su YouTube) e si possiede uno dei televisori certificati UHD Alliance

I due principali servizi di streaming hanno entrambi promesso di introdurre la tecnologia HDR alle nuove serie che verranno create in futuro.

L'HDR è stato anche incluso come standard nel formato Blu-ray Ultra HD. La quantità di titoli disponibili, per non parlare del numero di lettori, è tuttavia relativamente scarsa, ma poiché sempre più film vengono rilasciati in questo formato lo standard potrà raggiungere presto il grande pubblico.

Se si vuole guardare in maniera fluida un video HDR in streaming si avrà bisogno di una connessione a banda larga di almeno 25 Mbit/s, anche se Netflix utilizza una soluzione chiamata “streaming adattivo” che dà priorità alla tecnologia dello schermo rispetto alla risoluzione in caso di banda insufficiente.

Nota del redattore:  hanno contribuito Dave James, Nick Pino e Jon Porter