하이 다이내믹 레인지

High dynamic range
HDR 디스플레이에 관한 테크놀로지에 대해서는, 「하이 다이내믹 레인지 비디오」를 참조해 주세요.
사진 기술은 다중 노출 HDR 캡처를 참조하십시오.

High Dynamic Range(HDR; 하이 다이내믹 레인지)는 통상보다 높은 다이내믹 레인지이며 동의어는 넓은 다이내믹 레인지, 확장된 다이내믹 레인지, 확장된 다이내믹 레인지입니다.

이 용어는 이미지, 비디오, 오디오 또는 라디오와 같은 다양한 신호의 동적 범위를 논할 때 자주 사용됩니다.아날로그 [1]및 디지털 신호를 포함한 이러한 신호를 기록, 처리 및 재생하는 수단에 적용할 수 있습니다.

이 용어는 높은 다이내믹 레인지의 이미지, 비디오 또는 오디오를 실현하기 위한 테크놀로지 또는 기술의 일부이기도 합니다.

이미징

이 맥락에서 하이 다이내믹 레인지라는 용어는 씬(scene) 또는 이미지 내에서 광레벨의 변동이 크다는 것을 의미합니다.동적 범위는 해당 장면 또는 영상에서 가장 밝은 영역과 가장 어두운 영역 사이의 밝기 범위를 나타냅니다.

HDRI(High Dynamic Range Imaging)는 이미지 또는 비디오의 동적 범위를 늘릴 수 있는 일련의 이미징 기술과 기술을 말합니다.이미지 및 [2]비디오의 획득, 작성, 저장, 배포 및 디스플레이에 대해 설명합니다.

현대의 무비는, 다이나믹 레인지의 카메라로 촬영하는 경우가 많아, 일부의 프레임에 대해서 수동의 개입이 필요하게 되어도(흑백의 필름을 [citation needed]칼라로 변환하는 경우 등), 레거시 무비는 변환할 수 있습니다.또한 특수 효과, 특히 실제 영상과 합성 영상을 혼합하는 효과에는 HDR 촬영과[citation needed] 렌더링이 모두 필요합니다.HDR 비디오는 장면 변경의 시간적 측면을 캡처하기 위해 높은 정확도를 요구하는 애플리케이션에서도 필요합니다.이는 용접, 자동차 산업의 예측 운전자 지원 시스템, 감시 비디오 시스템 및 기타 응용 분야에서 일부 산업 프로세스를 모니터링하는 데 중요합니다.

캡처

주요 기사:멀티노출 HDR 캡처

사진 및 비디오그래피에서는 일반적으로 HDR(High Dynamic Range)라고 불리는 기술을 통해 캡처된 사진과 비디오의 동적 범위를 카메라의 기본 기능 이상으로 늘릴 수 있습니다.같은 씬(scene)의 여러 프레임을 캡처한 후 서로 다른 노출을 가진 프레임을 하나로 결합하여 개별적으로 캡처한 [3][4]프레임보다 더 높은 동적 범위를 가진 이미지를 생성합니다.

현대의 전화기와 카메라의 센서 중 일부는 심지어 두 이미지를 온칩으로 결합할 수도 있다.이것에 의해, 유저가 직접 표시나 처리에 사용할 수 있는 다이나믹 레인지도 넓어집니다.픽셀 압축은 필요 없습니다.

보안 애플리케이션에서 사용하도록 설계된 일부 카메라에서는 프레임별로 2개 이상의 이미지를 자동으로 제공하고 노출을 변경함으로써 HDR 비디오를 캡처할 수 있습니다.예를 들어, 30fps 비디오용 센서는 짧은 노출 시간에는 홀수 프레임, 긴 [citation needed]노출 시간에는 짝수 프레임과 함께 60fps를 내보냅니다.

최신 CMOS 이미지 센서는 한 번의 [5]노출로 높은 다이내믹 레인지 이미지를 캡처할 수 있습니다.이것에 의해, 멀티 익스포저 HDR 캡처 기술을 사용할 필요가 없습니다.

높은 다이내믹 레인지 캡처 이미지는 용접 또는 자동차 작업과 같은 극한 다이내믹 레인지 애플리케이션에 사용됩니다.보안 카메라에서 HDR 대신 사용되는 용어는 "wide dynamic range"[citation needed]입니다.

일부 센서의 비선형성으로 인해 이미지 아티팩트가 [citation needed]자주 발생할 수 있습니다.

렌더링

주요 기사:하이 다이내믹 레인지 렌더링

HDRR(High-Dynamic-Range Rendering)은 65,535:1 이상의 동적 범위(컴퓨터, 게임 및 엔터테인먼트 [6]기술에서 사용)를 사용하여 가상 환경을 실시간으로 렌더링 및 표시하는 것입니다.

다이내믹 레인지 압축 또는 확장

주요 기사:톤 맵핑

이미지를 저장, 전송, 표시 및 인쇄하는 데 사용되는 기술은 동적 범위가 제한됩니다.캡처 또는 작성된 이미지의 다이내믹 범위가 더 높을 경우 다이내믹 [citation needed]범위를 줄이려면 톤 매핑해야 합니다.

보관소

이미지 및 비디오 파일의 하이 다이내믹 레인지 포맷은 기존의 8비트 감마 포맷보다 다이내믹 레인지를 저장할 수 있습니다.이러한 형식은 다음과 같습니다.

OpenEXR은 1999년에 ILM(Industrial Light & Magic)에 의해 개발되어 2003년에 오픈 소스 소프트웨어 [7][8]라이브러리로 출시되었습니다.OpenEXR은 영화 및 텔레비전 [8]제작에 사용됩니다.

ACES(Academy Color Encoding System)는 Academy of Motion Arts and Sciences에 의해 개발되어 2014년 [9]12월에 출시되었습니다.ACES는 거의 모든 프로페셔널 워크플로우에서 작동하는 완전한 색상과 파일 관리 시스템으로 HDR과 광색역을 모두 지원합니다.상세한 것에 대하여는, https://www.ACESCentral.com(WCG)[9]를 참조해 주세요.

디스플레이로의 전송

주요 기사:하이 다이내믹 레인지 비디오

HDR(High Dynamic Range)은 하이 다이내믹 레인지 비디오 및 이미지를 호환되는 디스플레이에 전송할 수 있는 테크놀로지의 일반적인 명칭이기도 합니다.이 테크놀로지는, 색역등의 송신 이미지의 다른 측면도 개선합니다.

이런 맥락에서 보면

  • HDR 디스플레이는, 그 테크놀로지와 호환성이 있는 디스플레이를 가리킵니다.
  • HDR 포맷은 HDR10, HDR10+, Dolby Vision, HLG 등의 포맷을 말합니다.
  • HDR 비디오는 HDR 형식으로 인코딩된 비디오를 말합니다.HDR 비디오는 기존의 감마 [10]곡선을 사용하는 표준 다이내믹 레인지(SDR) 비디오보다 비트 깊이, 휘도 및 색량이 큽니다.

2016년 1월 4일 Ultra HD Alliance는 HDR [11][12]디스플레이에 대한 인증 요건을 발표했습니다.HDR 디스플레이의 최대 휘도는 1000cd/m2 이상, 검정 레벨은 0.05cd/m2 미만(콘트라스트비 20,000:1 이상), 또는 최고 휘도는 540cd/m2 이상, 검정 레벨은 0.0005cd/m2 미만(콘트라스트비 1,080,000:1 [11][12]이상)이어야 합니다.두 가지 옵션을 통해 LCD 및 [12]OLED와 같은 다른 유형의 HDR 디스플레이를 사용할 수 있습니다.

기존의 감마 곡선 이외의 인간 시각 시스템과 더 잘 일치하는 HDR 전달 함수를 사용하는 일부 옵션에는 HLG와 지각 양자화기(PQ)[10][13][14]가 포함된다.HLG 및 PQ에는 [10][13]샘플당 10비트의 비트심도가 필요합니다.

표시

다음 항목도 참조하십시오.디스플레이 기술, 백라이트 back 백라이트 조광, OLED의 역사

디스플레이의 동적 범위는 디스플레이가 재현할 수 있는 밝기 범위로, 검은색 레벨에서 최대 [citation needed]밝기까지입니다.디스플레이 대비는 모니터가 생성할 [15]수 있는 가장 밝은 흰색과 가장 어두운 검은색의 휘도 비율을 나타냅니다.복수의 테크놀로지에 의해, 디스플레이의 동적 범위를 넓힐 수 있습니다.

2003년 5월, BrightSide Technologies는, 정보 디스플레이 협회의 디스플레이 위크 심포지엄에서 최초의 HDR 디스플레이를 시연했습니다.이 디스플레이에서는, 종래의 LCD패널의 배면에, 개별적으로 제어되는 LED의 어레이를 사용하고 있었습니다.이 LED는 오늘날에는 「로컬 디밍」이라고 불리고 있습니다.BrightSide는 이후 HDR [16]콘텐츠 시각화를 가능하게 하는 다양한 관련 디스플레이 및 비디오 기술을 도입했다.2007년 4월, BrightSide Technologies는 Dolby [17]Laboratories에 인수되었습니다.

유기발광다이오드(OLED) 디스플레이는 콘트라스트가 높다.Mini LED는 [citation needed]콘트라스트를 향상시킵니다.

오디오

오디오에서 하이 다이내믹 레인지라는 용어는 사운드 레벨에 많은 변화가 있음을 의미합니다.여기서 다이내믹 레인지란 소리의 최고 음량과 최저 음량 사이의 범위를 말합니다.

XDR(오디오)는 마이크 사운드 시스템을 사용하거나 카세트 테이프에 녹음할 때 고품질의 오디오를 제공하기 위해 사용됩니다.

HDR Audio는 EA Digital Illusions CE Frostbite Engine에서 사용되는 동적 믹싱 기술로 비교적 큰 소리로 부드러운 [18]소리를 제거합니다.

다이내믹 레인지 압축은 오디오 녹음 및 통신에서 사용되는 일련의 기술로, 다이내믹 레인지의 높은 재료를 보다 낮은 채널 또는 미디어에 통과시킵니다.옵션으로 다이내믹 범위 확장을 사용하여 재생 시 원래 하이 다이내믹 범위를 복원합니다.

라디오

무선에서는 특히 간섭 가능성이 있는 신호가 있을 때 높은 다이내믹 레인지(dynamic range)가 중요합니다.주파수 신시사이저와 같은 다양한 시스템 컴포넌트의 동적 범위를 정량화하기 위해 스플리어스 프리 다이내믹 레인지와 같은 척도가 사용됩니다.HDR 개념은 기존 무선 설계와 소프트웨어 정의 무선 설계 모두에서 중요합니다.

인스트루먼트

많은 분야에서 계측기는 매우 높은 동적 범위를 가져야 합니다.예를 들어 지진학에서는 ICEARRAY 계측기와 같이 HDR 가속도계가 필요합니다.

실시간 HDR 비전

Mann의 HDR(High-Dynamic-Range) 용접 헬멧은 어두운 영역에서는 이미지를 증가시키고 밝은 영역에서는 이미지를 감소시켜 컴퓨터 매개 리얼리티를 구현합니다.

1970년대와 1980년대에 Steve Mann은 HDR 비전용[20][21][22] 용접 헬멧에 내장된 일부 버전, IEEE Technology and Society Magazine 31(3)[23] 및 보조 재료인 "GlassEyes"를 포함하여 사람들이 더 잘 볼 수 있도록 시각 보조 도구로서 1세대 및 2세대 "디지털 아이 글래스"를 발명했습니다.[24]

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Robertson, Mark A.; Borman, Sean; Stevenson, Robert L. (April 2003). "Estimation-theoretic approach to dynamic range enhancement using multiple exposures". Journal of Electronic Imaging. 12 (2): 220, right column, line 26219–228. Bibcode:2003JEI....12..219R. doi:10.1117/1.1557695. The first report of digitally combining multiple pictures of the same scene to improve dynamic range appears to be Mann
  2. ^ Frédéric Dufaux, Patrick Le Callet, Rafal Mantiuk, Marta Mrak (2016). High Dynamic Range Video – From Acquisition to Display and Applications. doi:10.1016/C2014-0-03232-7. ISBN 978-0-08-100412-8.{{cite book}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  3. ^ 1993년 5월 9일부터 14일까지 IS&T의 제46회 연차총회에서 Steve Mann의 "같은 장면의 여러 사진 합성"
  4. ^ Reinhard, Erik; Ward, Greg; Pattanaik, Sumanta; Debevec, Paul (2005). High dynamic range imaging: acquisition, display, and image-based lighting. Amsterdam: Elsevier/Morgan Kaufmann. p. 7. ISBN 978-0-12-585263-0. Images that store a depiction of the scene in a range of intensities commensurate with the scene are what we call HDR, or "radiance maps". On the other hand, we call images suitable for display with current display technology LDR.
  5. ^ Arnaud Darmont (2012). High Dynamic Range Imaging: Sensors and Architectures (First ed.). SPIE press. ISBN 978-0-81948-830-5.
  6. ^ Simon Green and Cem Cebenoyan (2004). "High Dynamic Range Rendering (on the GeForce 6800)" (PDF). GeForce 6 Series. nVidia. p. 3.
  7. ^ "Industrial Light & Magic Releases Proprietary Extended Dynamic Range Image File Format OpenEXR to Open Source Community" (PDF) (Press release). 22 January 2003. Archived from the original (PDF) on 21 July 2017. Retrieved 27 July 2016.
  8. ^ a b "Main OpenEXR web site". Archived from the original on 16 January 2013. Retrieved 27 July 2016.
  9. ^ a b "ACES". Academy of Motion Picture Arts and Sciences. Archived from the original on 1 August 2016. Retrieved 29 July 2016.
  10. ^ a b c T. Borer; A. Cotton. "A "Display Independent" High Dynamic Range Television System" (PDF). BBC. Retrieved 2015-11-01.
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  12. ^ a b c "What is UHD Alliance Premium Certified?". CNET. 2016-03-11. Retrieved 2016-07-24.
  13. ^ a b Adam Wilt (2014-02-20). "HPA Tech Retreat 2014 – Day 4". DV Info Net. Retrieved 2014-11-05.
  14. ^ Bryant Frazer (2015-06-09). "Colorist Stephen Nakamura on Grading Tomorrowland in HDR". studiodaily. Retrieved 2015-09-21.
  15. ^ "Our Monitor Picture Quality Tests: Contrast". RTINGS.com. Retrieved 2021-12-29.
  16. ^ Seetzen, Helge; Whitehead, Lorne A.; Ward, Greg (2003). "54.2: A High Dynamic Range Display Using Low and High Resolution Modulators". SID Symposium Digest of Technical Papers. 34 (1): 1450–1453. doi:10.1889/1.1832558. ISSN 2168-0159. S2CID 15359222.
  17. ^ 를 클릭합니다"Dolby Laboratories (DLB) Acquires BrightSide for $28M". StreetInsider.com. Retrieved 2021-08-17..
  18. ^ EA DICE/Electronic Arts (2007). "Battlefield: Bad Company - Frostbite Engine Trailer" (video). Electronic Arts. Archived from the original on 2021-12-22.
  19. ^ Quantigraphic Camera, Chris Davies, SlashGear, 2012년 9월 12일 AR의 아버지로부터 HDR 시력을 약속합니다.
  20. ^ Ackerman, Elise (31 Dec 2012). "Why Smart Glasses Might Not Make You Smarter". IEEE Spectrum. Retrieved 1 Jan 2017.
  21. ^ Mann, Steve (February 1997). "Wearable Computing: A First Step Toward Personal Imaging". IEEE Computer. 30 (2): 25–32. doi:10.1109/2.566147. S2CID 28001657.
  22. ^ "A magical welding helmet that lets you see the world in HDR–in real-time". Archived from the original on 2016-03-28. Retrieved 2018-03-24.
  23. ^ Mann, Steve (Fall 2012). "Through the Glass, Lightly". IEEE Technology and Society Magazine. 31 (3): 10–14. doi:10.1109/MTS.2012.2216592.
  24. ^ "'GlassEyes': The Theory of EyeTap Digital Eye Glass, supplemental material for 'Through the Glass, Lightly'" (PDF). IEEE Technology and Society Magazine. 31 (3). Fall 2012.

외부 링크