Что такое Dolby Vision: ответы на важные вопросы [Перевод], статья. Журнал "Stereo & Video"

Данный текст — перевод неофициального сборника ответов на вопросы, связанные с HDR-стандартом Dolby Vision. Несмотря на то, что сам FAQ является неофициальным, вся информация в нем взята либо из открыто опубликованных Dolby документов и материалов, либо уточнена непосредственно у представителей компании.

Что такое Dolby Vision в общих чертах?

Dolby Vision — технология Dolby Labs, созданная для видео с широким динамическим диапазоном (HDR). И хотя HDR в видео отличается от фото-HDR, в целом они преследуют одни и те же цели — показать широкий динамический диапазон, более детальный как в ярких, так и в темных местах изображения одновременно. Подробней об HDR читайте в статье «Что такое HDR-телевизор и почему он показывает ярче и чернее».

Dolby Vision — единственный вариант HDR-видео?

Не совсем. На данный момент существуют несколько предложений от других компаний. Основные:

* PQ (Perceptual Quantizer)

— Dolby Vision от Dolby Labs

— HDR10

— Prime Single от Technicolor и Philips

* HLG (Hybrid Log Gamma) от BBC и NHK

Ассоциация Blu-ray (BDA) установила обязательным стандартом для сертификации Ultra HD формат HDR10, и поддерживать его должны и диски, и плееры. Два других стандарта BDA признала опциональными и использует для них названия Dolby Vision и Philips HDR соответственно.

Очень многие организации работают над стандартизацией и спецификациями HDR-видео, среди них стоит выделить SMPTE, ATSC, DVB, ITU и ARIB. Больше информации в статье (eng) «The State of HDR in Broadcast and OTT early 2016».

И в чем же отличие Dolby Vision от HDR10?

В основе своей оба стандарта используют формат передачи PQ («Perceptual Quantizer» — пер. с англ. перцептивный квантизатор). Эту технологию электронно-оптической передаточной функции (EOTF — Electro-optical Transfer Function) разработала Dolby, а стандартизировала SMPTE как стандарт ST.2084.

В целом, существуют пять способов применения HDR:

* PQ без метаданных, на Ultra HD Forum назван PQ10

* PQ со статическими метаданными, использует стандарт ST.2086

* PQ с динамическими метаданными, использует стандарт ST.2094

* PQ с дополнительным уровнем, предложенный Dolby и Technicolor

* HLG, предложенный BBC и NHK, входит в состав стандарта ITU-R BT.2100

HDR10 использует PQ со статическими метаданными. Для того HDMI 2.0 был обновлен до версии 2.0a.

В то же время Dolby Vision способен работать в любом из первых четырех режимов, но чаще всего (и в идеале) использует динамические метаданные в одной из двух конфигураций: одноуровневой или двухуровневой.

То, что и Dolby Vision, и HDR10 основаны на одном и том же стандарте ST.2084, облегчает задачу студиям и поставщикам контента, позволяя создать видео в HDR10, а после добавить динамические метаданные или больше уровней для Dolby Vision. Динамические метаданные не так чтобы необходимы, но их использование гарантирует наилучшие результаты при просмотре на устройствах с поддержкой Dolby Vision. Однако HDR10 использует статические метаданные, и картинка все равно выглядит хорошо — намного лучше, чем в SDR. Даже и совсем без метаданных ST.2084 может работать на приемлемом уровне.

Есть два вида Dolby Vision: одноуровневый и двухуровневый. Одноуровневый — это видеопоток, включающий только HDR-версию, в то время как двухуровневый содержит и SDR-сигнал. Dolby разработала решение, которое сможет передавать одновременно и SDR, и HDR, используя один поток (подробнее — на странице Dolby Vision). Сигнал может быть закодирован в HEVC и AVC.

Отсутствие необходимости в двух потоках — плюс для всех, кто участвует в создании контента. Система позволяет вещателю выбирать, куда направить SDR-сигнал. Его можно направить как одновременно с HDR вторым потоком, так и сконвертировать всю трансляцию в один двухуровневый поток в передающем энкодере. Также конвертация из HDR в SDR может проводиться средствами ТВ-приставок. Более того, SDR-сигнал, полученный из HDR с помощью разработанного Dolby метода картирования контента (CMU — Content Mapping Unit), заметно лучше, чем нативный SDR-сигнал в плане цветов и детальности: Dolby не единожды демонстрировала сравнения на различных выставках. Метаданные создаются и вводятся в поток сигнала в момент начала передачи или прямо перед последним энкодером, но не в процессе самой передачи.

Dolby Vision — единственный вариант, который использует динамические метаданные?

Dolby Vision — первая технология, которая использует динамические метаданные, но теперь уже не единственная. Samsung разработала и предложила альтернативную технологию, продемонстрировав ее на NAB 2016. Компания сообщила, что собирается сделать ее бесплатным и открытым стандартом для всех производителей. На данный момент это заявление остается заявлением.

Как Dolby Vision относится к стандарту UHD Premium? (Они конкурируют? Или же совместимы?)

UHD Premium — сертификат и логотип, которые ассоциация UHD Alliance выдает устройствам, подходящим под определенные параметры. Dolby Vision — стандарт, лицензированный Dolby Labs. В некоторых статьях и первое, и второе называют сертификационными программами, в других же оба называют стандартами, но это неверно. Однако сертификационная программа для телевизоров, включающая в себя Dolby Vision, существует.

UHD Alliance для сертификации UHD Premium обозначила требования к дисплеям, контенту и его распространению. Требования, касающиеся отображения HDR, включают в себя уровень черного и пиковую яркость. Для контента рекомендованы определенные уровень черного, максимальная яркость и минимальный цветовой охват (палитра DCI-3), им должен соответствовать экран, на котором делают мастеринг. Для всех трех параметров спецификация обуславливает использование SMPTE ST 2084. Она включает в себя стандарты ST 2084 + ST 2086, соответствующие Dolby Vision, HDR 10 или Technicolor/Philips.

Это значит, что телевизор может иметь логотип UHD Premium, логотип Dolby Vision, обладать обоими или не иметь их вовсе. Зависит от характеристик. Одно другого не подразумевает.

Привязан ли Dolby Vision к UHD или конкретному разрешению?

На данный момент Dolby Vision используется в 4K телевизорах и/или в кинотеатрах, но его можно применять и в других разрешениях. Хотя и маловероятно, что производители выпустят HD-телевизоры с поддержкой Dolby Vision, но это вполне возможно. Скорее всего вы встретитесь с планшетами, ноутбуками и прочими мобильными устройствами (возможно, с меньшим, чем UHD, разрешением) с поддержкой Dolby Vision. Также будущие «UHD-2»-дисплеи (или 8K) с разрешением 7680×4320 смогут работать с Dolby Vision.

И несмотря на то, что HD-телевизоров с Dolby Vision или иной HDR-технологией не предвидится, HDR-трансляции в 1080p определенно появятся. Суть в том, что большинство вещательных компаний, а также операторов спутникового и кабельного телевидения, предпочитает транслировать сигнал в HD+HDR в силу ограниченной пропускной способности, поскольку HDR добавляет к потоку от 0 до 20%, в то время как UHD-разрешение — все 300%.

На схеме в документе Dolby Vision указаны два разрешения: UHD и HD. Dolby Vision использует два потока видеоданных (VES — video elementary streams), первый из них — в полноценном разрешении (UHD или HD), второй — с разрешением в одну четверть от основного (HD или ¼ HD соответственно).

Всегда ли девайсы Dolby Vision поддерживают и HDR10?

Не всегда. Серия телевизоров Reference 2016 от Vizio (бренд продается только в Северной Америке) — это те модели, которые работают с Dolby Vision, но не воспринимают HDR10, по крайней мере, на момент запуска. Сообщается, что эту возможность добавят в последующем обновлении ПО. Однако в большинстве случаев телевизоры с Dolby Vision поддерживают HDR10. Все потому, что Dolby разработала «универсальное решение», названное VS10. В пресс-релизах Dolby описывает его так: «VS10, будучи универсальным решением для воспроизведения видео, уникально в своей способности проигрывать контент как в Dolby Vision, так и в других вариантах HDR, основанных на стандарте SMPTE ST 2084. Это позволяет высококачественно проигрывать HDR-контент на устройствах как начального, так и самого высшего уровня, используя особенности аппаратной части по максимуму».

Из этого описания может быть неясно, но VS10 поддерживает HDR10. Это решение позволит проигрывать HDR-контент, соответствующий стандартам SMPTE ST 2084 и 2086. Лучше всего, конечно, оно будет работать с Dolby Vision. Устройства, основанные на Dolby Vision VS10, смогут воспроизводить самые разные версии HDR, включая HDR10 и сертифицированный UHD Alliance контент.

Со стандартом VS10 уже работают несколько производителей полупроводников, например: HiSilicon, Mediatek, Mstar and RealTek. Телевизоры, созданные на основе этих чипсетов, без проблем смогут проигрывать видео в HDR10.

Необходимо ли для Dolby Vision 12-битное видео?

Dolby Vision использует 12-битную глубину цвета для кинотеатрального контента, но другая глубина цвета формату не помешает: с 10-битным видео технология также работает. На самом деле «домашний» Dolby рекомендует 10-битный формат.

Dolby Vision для кинотеатров и для дома — одно и то же?

Нет. Они отличаются по очень многим параметрам, той же самой глубине цвета, о которой сказано выше. Более того, динамический диапазон и цветовое пространство отличаются у кинотеатральных проекторов и домашних дисплеев. Из-за этого колористам пришлось разработать разные стандарты для дома и кинотеатров.

Какая версия HDMI необходима Dolby Vision? Раз Dolby Vision использует динамические метаданные, то каким образом UHD Blu-ray плеер может передать сигнал на телевизор с HDR через HDMI 2.0a (который поддерживает только статические метаданные)?

Во время цветокоррекции колористы, работающие с Dolby Vision, анализируют картину от сцены к сцене, добиваясь от нее необходимой яркости и контрастности. После того, как все настроено, генерируется комплект метаданных для этой сцены, который далее связывается с изображением и передается покадрово. Именно поэтому такой тип метаданных назван динамическим. Эта технология уникальная и дает результат и точность выше тех, что используют статические метаданные.

В дополнение к покадровым динамическим метаданным существуют и статические метаданные, например, настройки экрана, которые использовались для мастеринга в процессе цветокоррекции. Эти данные не меняются на протяжении всей передачи и потому называются статическими. Их можно передавать с использованием существующих стандартов HDMI.

Dolby Vision не требует стандарта HDMI 2.0a или 2.1 — он внедряет метаданные в видеосигнал. Понимая, что предыдущие версии HDMI не смогут передать динамические метаданные, Dolby разработала способ передачи метаданных на HDMI-интерфейсах, начиная с версии 1.4b. Сама Dolby не хочет соревноваться с HDMI, но стремится создать экосистему с полной поддержкой Dolby Vision не дожидаясь развития стандартов передачи. Dolby всегда была и будет вовлечена в разработку нынешней и будущих версий HDMI.

На практике большинство Dolby-Vision-контента в данный момент в UHD и требуют защиты HDCP 2.2, имеющаейся только у интерфейса HDMI 2.0 и старше.

Отметим, что в случае просмотра контента через стриминговые приложения на Smart TV HDR-сигнал никоим образом не взаимодействует с HDMI, поэтому все новые технологии, поддерживающие передачу сигнала по устаревшим интерфейсам, относятся исключительно к проводному подключению.

Двум устройствам (к примеру, и UHD Blu-ray плееру, и телевизору) необходимо поддерживать Dolby Vision, верно? Если да, то почему?

Функция Dolby Vision содержит два параметра: декодирование и картирование дисплея.

Декодирование всегда происходит в источниках перед передачей сигнала по HDMI: интерфейс всегда переносит декодированное видео (с аудио ситуация другая). Поэтому сигнал в Dolby Vision необходимо декодировать также и в источнике. Там же отрисовываются меню, выступающие поверх кадра.

Картирование изображения происходит в конечном устройстве (телевизоре или проекторе). Именно здесь динамический диапазон и цветовой охват исходника сверяются со способностями дисплея.

Каждый экран уникален, и поэтому такие расчеты нельзя провести на устройстве-источнике, если целью стоит показать изображение «так, как было задумано». Каждый Smart TV с поддержкой Dolby Vision обладает декодером для стриминговых приложений, поскольку в этом случае видео обрабатывается силами телевизора.

Все ли UHD-Blu-ray-проигрыватели поддерживают Dolby Vision?

Нет. На данный момент ни один из выпущенных или представленных UHD-Blu-ray-плееров не поддерживает Dolby Vision. Возможно в моделях, которые представят в ближайшем будущем, анонсируют поддержку стандарта.

Поддерживают ли стриминговые сервисы Dolby Vision?

Amazon Prime Videо, Netflix и Vudu — да. M-Go и Sony Ultra поддерживают только HDR10. Последний вообще работает только на 4K телевизорах Sony, которые на данный момент не поддерживают Dolby Vision.

Игнорирует ли Dolby Vision пользовательские настройки телевизора?

В некоторых обзорах UHD-телевизоров сказано, что да. Однако в той же статье написано, что Dolby Vision не заставляет телевизор менять настройки. Последнее слово в этой ситуации за производителем телевизора: именно он решает, кто контролирует настройки в HDR-режиме.

Какие студии поддерживают Dolby Vision?

Все крупные киностудии выпустили версии фильмов для кинотеатров в формате Dolby Vision. Также почти все сообщили, что сделают доступными в этом формате цифровые версии фильмов. Немалое число фильмов в Dolby Vision уже доступны в библиотеке Vudu и M-Go, но ни одного пока еще не было выпущено на дисках UHD Blu-ray. Это может быть связано как с недостатком авторского инструментария, так и с отсутствием поддерживающих технологию плееров. Однако с первой проблемой практически покончено: Sony DADC и Scenarist LLC сообщили, что добавят поддержку Dolby Vision в свои средства разработки Blu-ray контента.

Какие фильмы были созданы в формате Dolby Vision?

На Википедии есть список фильмов, созданных в формате Dolby Cinema — с использованием Dolby Vision и Dolby Atmos.

Будут ли все эти фильмы изданы в Dolby Vision HDR на UHD Blu-ray дисках?

Зависит от решения киностудий. На данный момент не все студии в принципе согласились выпускать фильмы на UHD Blu-ray, однако ожидается, что в 2017 году такие компании, как Disney, могут присоединиться к желающим. Среди крупных студий, поддерживающих формат, значатся: 20th Century Fox, Sony Pictures, Warner Bros. Home Entertainment, Paramount Pictures, Lionsgate, MGM Studios и Universal Pictures. В списке значатся также и более мелкие киностудии.

Где бы еще почитать?

Побольше конкретно о Dolby Vision (на английском):

* страница Dolby Vision на сайте компании

* документ Dolby Vision [pdf]

* 'Perceptual Signal Coding for More Efficient Usage of Bit Codes' [pdf]

Побольше о HDR и конкурирующих технологиях:

* The State of HDR in Broadcast and OTT early 2016

* Brightest Brights, Darkest Shadows... HDR considerations for legacy displays — технические принципы HDR

* A New Day Dawning... HDR Delivery — больше технический деталей о Dolby Vision и других форматах

А еще?

Dolby выпустила несколько трейлеров Dolby Vision (и Dolby Atmos, с которой вместе они образуют Dolby Cinema), включая эти:

* представление Dolby Vision

* Тим Миллер о «Дедпуле» в формате Dolby Cinema

* Зак Снайдер о «Бэтмене против Супермена» в Dolby Cinema

Этот FAQ — публикация Dolby?

Нет, это независимая публикация. Некоторые ответы основаны на информации от Dolby. Большое спасибо Джону Арчеру за его вклад.

Моего вопроса тут нет. Что делать?

Спрашивайте в комментариях, возможно мы все вместе найдем ответ.

Оригинал: Dolby Vision FAQ

Подготовлено по материалам журнала "Stereo & Video", август 2016 г. www.stereo.ru