Qual è la differenza tra i televisori abilitati al 4k e la tecnologia HDR?

Cos'è il 4k?

I televisori 4k hanno il doppio dei pixel in orizzontale e il doppio in verticale rispetto ai televisori full HD (2k) - quindi quattro volte la risoluzione spaziale. Ogni pixel, tuttavia, è capace solo di 256 livelli di luminosità (8 bit, per i tecnici) di luminosità in ciascuno dei canali di colore. Un televisore 4k visto alla distanza "standard" o raccomandata di 2,5 volte l'altezza dello schermo ha pixel che coprono circa 0,01 gradi agli occhi (circa mezzo minuto d'arco). Questo corrisponde piuttosto bene alla densità dei recettori in un tipico occhio umano. In altre parole, un display 4k ha raggiunto essenzialmente la massima risoluzione di cui l'occhio è capace. L'aggiunta di altri pixel non sarà visibile alla maggior parte degli spettatori, a meno che non li vedano da così vicino che la prospettiva dell'immagine finisce per essere distorta.

Che cos'è l'HDR?

Le TV HDR sono in grado di rendere 1024 o 4096 diversi livelli di luminosità (10 o 12 bit) in ogni pixel. I televisori HDR di oggi sono in gran parte anche televisori 4k, ma non c'è una ragione particolare per cui non possano essere invece 2k.

Perché l'HDR è importante? Nel mondo reale, la luminosità degli oggetti luminosi è spesso più di 256x più luminosa della luminosità degli oggetti scuri nella stessa vista. Se si cerca di rappresentare ciò su un display a 8 bit, succede una delle cose seguenti:

1. Si taglia la luminosità delle parti luminose della scena in modo da poter vedere ancora i dettagli al buio. Un esempio tipico è che tutti i dettagli di un cielo nuvoloso vengono trasformati in un semplice bianco, e tutta la bella struttura delle nuvole viene persa. Forse più importante per la percezione, i "riflessi speculari" dove il sole si riflette su una superficie lucida sono appiattiti, e poiché questi sono un grande indizio per il sistema visivo umano riguardo alla profondità e alla forma, l'immagine può sembrare molto piatta.
2. Taglia la luminosità delle parti scure della scena in modo da mantenere i dettagli nelle aree luminose. Un'ombra trasforma tutto in nero, invece di mantenere qualsiasi dettaglio su quali forme e texture sono presenti. Dal momento che gli occhi umani sono abbastanza bravi a impostare in livelli di luce molto bassi, avere un'area ombreggiata da chiedere di diventare nera sembra un buco nell'immagine.
3. Si comprimono le aree luminose e scure in modo che le luminose siano meno luminose e le scure meno scure, ma ognuna conserva qualche dettaglio. Questo fa sembrare la scena piatta e priva di contrasto, ma di solito è l'opzione migliore. [Per inciso, quando si scatta una foto HDR con il cellulare, o con una fotocamera opportunamente attrezzata o con un software che combina immagini scattate con esposizioni diverse, questa gamma compressa è ciò che si crea]

Sinistra: luci slavate. Centro: Le ombre sono state slavate. A destra: Immagine piatta con dettagli ma senza incisività.

Così un display HDR è più capace di rendere le immagini che sembrano più realisticamente come il mondo reale.

Alcuni display HDR sono estesi all'estremità luminosa, capaci di una luminosità massima dei pixel di 1000 o più "nits" (gergo televisivo per l'unità SI di Candela / m2). (Un normale standard TV è di 100 nits di picco, ma la maggior parte sono capaci di circa 300.). Questi televisori fanno un ottimo lavoro con le scene all'aperto con sole brillante e riflessi. Dal momento che i pixel luminosi possono competere meglio con il sole, questi tv's sono anche buoni per la visualizzazione in stanze molto luminose o all'aperto.

Alcuni display HDR sono ottimizzati per visualizzare i neri molto neri, e possono essere solo in grado di 500 o così nits di luminosità di picco, ma hanno rapporti di contrasto di diverse migliaia a uno, indicando dettagli conservati nelle aree scure. Questi televisori sono eccellenti per le scene scure e grintose degli interni, le scene notturne, e funzionano al meglio nella visione in interni lontano dalle finestre soleggiate.

Numeri per scene del mondo reale

Una tipica scena all'aperto potrebbe avere una nuvola bianca luminosa a 10.000 cd/m2, e un'ombra profonda intorno a 10 cd/m2, per una gamma di 1.000:1 - che richiede 10 bit di luminosità in modo che l'ombra sia un passo diverso dal nero totale.

Sommario

In sintesi, HDR è pixel più profondi, mentre 4k è più pixel. I pixel più profondi permettono una migliore rappresentazione della maggior parte delle scene del mondo reale, e probabilmente sono un maggiore passo avanti nel realismo del display rispetto al 4k.