De Ultra HD Blu-ray luidt niet alleen voor de beeldresolutie een nieuw tv-tijdperk in, maar ook voor het contrast. In de praktijk zien de eerste films met verhoogd contrast (High Dynamic Range) er op veel tv’s echter miserabel uit. Het kan dan ook lastig zijn om te bepalen welk apparaat je nu moet kopen. Biedt Dolby Vision een beter alternatief?
Het verschil tussen Full HD en Ultra HD zie je toch niet. Dat is het standaard argument om je televisie niet te upgraden naar de ultrahoge resolutie voor Ultra HD Blu-rays en komende UHD-tv-uitzendingen. En wanneer een UHD-tv een te kleine beelddiagonaal heeft of de kijkafstand te groot is, dan klopt die uitspraak inderdaad.
Omdat de studio’s dat ook weten, combineren ze de ultrahoge resolutie met een verhoogd contrastbereik (High Dynamic Range, HDR). Daarmee kunnen beelden een stuk levendiger worden dan bij een gewoon contrastbereik (Standard Dynamic Range, SDR). HDR-weergave is bijvoorbeeld gunstig bij tegenlichtopnames en beelden van voetbalwedstrijden in fel zonlicht, waarbij de details in de schaduw van het stadion zouden verdwijnen. HDR maakt bovendien extreem felle hooglichten mogelijk, die ervoor zorgen dat mensen een beeld als natuurlijk ervaren.
Voor veel consumenten leek de zaak daarmee eigenlijk helder. Als je de beste beeldkwaliteit wilt, hoef je alleen maar een televisie met HDR-ondersteuning te kopen. Bij de eerste praktijktests bleek echter dat sommige HDR-tv’s videobeelden van een Ultra HD Blu-ray veel te donker weergeven en met weinig details. Ook uit reacties van lezers en forumdiscussies komt een ontevredenheid van kijkers over de HDR-weergave naar boven.
De twijfel nam de afgelopen weken nog verder toe door Dolby’s HDR-formaat Dolby Vision. Dat moet bij elke gecertificeerde televisie het optimum aan beeldkwaliteit eruit halen. Dit in tegenstelling tot het bij het tot nu toe voor UHD-Blurays en online streamingdiensten gebruikelijke HDR10. Het aanbod aan geschikte tv’s en mediaspelers is echter nog heel klein. Als je vandaag een apparaat koopt, kun je het morgen niet zomaar voor Dolby Vision gebruiken.
Een goede gelegenheid om eens beter te kijken wat Dolby Vision van het HDR10-formaat onderscheidt, hoe de huidige stand van ontwikkelingen eruitziet en aan welke eisen hard- en software moeten voldoen.
Terug bij af
Voor veel mensen is het momenteel vooral irritant dat fabrikanten en verkopers stellen dat hun één jaar oude UHD-televisie niet helder genoeg is voor HDR10 – vooral omdat ze het beeld van hun flatscreen-tv in vergelijking met hun oude televisie tot dan toe vaak al extreem helder vonden.
Films en series worden bij het masteren ook nog steeds gekalibreerd volgens de specificaties ITU-R BT.709 (ook Rec.709 genoemd) en BT.1886, die ooit voor buistelevisies zijn vastgesteld. Daarin is een maximale helderheid bepaald van 100 candela per vierkante meter (cd/m2) – kortweg 100 nits. Overigens moet je het ‘standard’ in SDR niet verwarren met het ‘standard’ in SDTV (Standard Definition Television). De SDR-richtlijnen gelden ook voor video’s die op Blu-rays staan en programma’s die op HDTV uitgezonden worden.
De televisietechniek heeft de 100-nits-grens allang overschreden, moderne tv’s halen honderden nits. Dat geldt niet alleen voor lcd-tv’s, maar ook voor moderne OLED-tv’s – ook al ligt het zwaartepunt bij die laatste meer op de zwartwaarden dan op de helderheid. Als gevolg daarvan voerden tv-fabrikanten de afgelopen jaren beeldmodi in met namen als ‘levendig’. Daarbij wordt de helderheid van het aangeleverde beeld opgerekt tot de maximale helderheid van het panel. Alleen levert dat vaak een onnatuurlijk beeld op.
Met de komst van het 4K-tijdperk wilden de fabrikanten dat bereik dan ook herzien. Er is geen technische reden om HDR te beperken tot video’s in ultrahoge resolutie en 4K-televisies. Een verhoogd contrast zou ook ten goede komen aan Full HD-video’s. Dat de industrie HDR alleen in combinatie met 4K-modellen en UHD-video’s aanbiedt, is puur te wijten aan marketing.
Functieanalyse
Hoe helder moet HDR zijn? Tests met de genoemde hooglichten hebben laten zien dat displays een maximale helderheid van minstens 10.000 nits moet hebben om ervoor te zorgen dat meer dan 90 procent van de kijkers tevreden is met de weergave. HDR-schermen hebben een grotere kleurruimte nodig voor een streeploze weergave van de fijn getekende kleur- en grijsverlopen bij dat grote bereik van helderheid en kleur.
Dolby Labs is sinds de overname van BrightSide Technologies in 2007 al bezig met de vraag hoeveel bits er nodig zijn voor HDR. De bij SDR gebruikte gammacurve is in ieder geval nauwelijks geschikt. Om in plaats van 100 dan 10.000 nits te kunnen gaan gebruiken zou je in plaats van 8 maar liefst 14 of 15 bits nodig hebben. Dolby concentreerde zich daarom op de nog net merkbare verschillen tussen twee helderheidsniveaus in het gekwantiseerde signaal om het aantal te beperken.
Perceptual Quantisation
De daarbij ontstane PQ-curve (Perceptual Quantisation) werd later gestandaardiseerd als SMPT ST-2084. Dit is de basis voor de meeste HDR-standaarden en -toepassingen. Daar zitten ook varianten bij met 10 bit. Zo ook het HDR10- formaat dat bij de tot nu toe verkrijgbare Ultra HD Blu-rays gebruikt wordt.
Dolby kiest bij Dolby Vision zelf voor 12 bit. De HDR10-voorstanders vinden dat Dolby daarmee voorbijgaat aan de realiteit. Op de consumentenmarkt zijn er momenteel namelijk geen televisies met 12 bit, maar in het beste geval 10. Zelfs daarbij gaat het deels om 8-bit apparaten die alleen met behulp van dithering tot 10 bit komen.
Volgens Roland Vlaicu, vice-president bij Consumer Imaging van Dolby, zorgt een codering met 12 bit ervoor dat er geen kwantisatie-artefacten in het uitgangssignaal optreden. Denk aan zichtbare niveauverschillen bij kleurovergangen. Die kun je er niet meer uithalen, waardoor die ook op een 10-bit televisie zichtbaar zijn. Dolby heeft ook een 10-bit modus, maar die is bedoeld voor live-uitzendingen. Daar zitten volgens Vlaicu ook geen scènes in die kritiek zijn voor de codering. Dat is wel het geval bij speelfilms en series waar met de computer gegenereerde content gebruikt wordt en coloristen bij de postproductie de beeldwaarden flink veranderen.
1000 nits
De ideale waarde van 10.000 nits voor tv-weergave is in werkelijkheid nog heel ver weg. Het samenwerkingsverband Ultra HD Alliance meldde begin dit jaar bij de elektronicabeurs CES dat lcd-tv’s een maximale helderheid van 1000 nits moeten halen voor het logo ‘Ultra HD Premium’ en OLED-tv’s 540 nits. Ook de meeste studio’s richten zich bij het masteren van HDR10-films voor Ultra HD Blurays momenteel nog op 1000 nits.
Als je rondkijkt op de markt, merk je dat nieuwe tv-modellen die waarden niet eens halen. Van de 24 UHD-lcd-tv’s uit Samsungs 2016-generatie hebben er bijvoorbeeld zestien de kwalificatie ‘HDR 1000’ gekregen en vier alleen ‘HDR’. Die blijven met hun maximale helderheid dus onder de 1000 nits. Bij de UHD-tv’s van Samsung van afgelopen jaar die met een update geschikt gemaakt zijn voor HDR-weergave, zitten vrijwel geen modellen die deze topwaarde halen.
Wat gebeurt er als je een voor 1000-nitsdisplays gemasterde video afspeelt op een televisie met een maximale helderheid van een paar honderd nits? Dan voert de videoprocessor van de HDR-televisie een zogeheten ‘tone mapping’ uit (ook ‘tone reproduction’ genoemd). Daarbij wordt het contrastbereik van het HDR-beeld verkleind en aangepast aan de mogelijkheden van de televisie. Daarbij is het van belang dat de eigenschappen van het HDR-beeld zo goed mogelijk behouden blijven. Dat geldt dus bijvoorbeeld voor de vele details in donkere en lichte beeldgebieden.
Bij de televisies met HDR10-ondersteuning worden bij het afspelen van HDR10-materiaal geheel volgens verwachting algoritmen van de televisie- dan wel chipfabrikant gebruikt en bij Dolby-Visionapparaten bij het weergeven van Dolby- Vision-materiaal de bijbehorende algoritmen van Dolby zelf. Bij de nieuwe LG OLED 65G6V, die de twee concurrerende formaten allebei ondersteunt, zijn daadwerkelijk twee gescheiden chipsets verantwoordelijk voor de tone-mapping. Dolby heeft wel aangekondigd beide HDR-formaten binnenkort met één chip te ondersteunen.
Praktijktest
Volgens onze ervaringen werkt tonemapping bij HDR10 niet altijd prettig. Panasonics 50″-model TX-50DXW784 uit de huidige generatie heeft bijvoorbeeld een maximale helderheid van 480 nits en een maximaal contrast van ongeveer 2500:1. Daarmee mag hij geen Premiumlogo hebben. Bij onze test met het afspelen van de HDR10-film Chappie vanaf Ultra HD Blu-ray verzopen de donkere tinten op die televisie in het zwart.
Op een UHD-televisie van de laatste generatie ‘met HDR-ondersteuning’ kwam een scène uit Life of Pi met een blauwe hemel en zonneschijn op zee bij normaal ingestelde helderheid zelfs over alsof het al aan het schemeren was. Bij Chappie verdwenen details compleet in het donker.
Bij veel tv’s kun je de helderheidsinstellingen wel aanpassen, maar dan worden sommige scènes vaak melkachtig en flets. Of ze raken juist overbelicht op een aantal plekken. Bovendien zorgen de juiste instellingen voor een HDR-film bij andere films juist voor een volledig verwrongen beeld.
Bij de topmodellen met Ultra-HD-logo en een bijbehorende hogere maximale helderheid traden de genoemde problemen met de recente films bij onze test niet op. De filmstudio’s zijn niet verplicht om zich aan de topwaarde van 1000 nits te houden. Ze kunnen er bijvoorbeeld onder blijven, zodat het HDR10-algoritme de helderheidswaarde moet aanpassen. Dat kan dan weer voor een slechter beeld zorgen.
De kans is echter aanwezig dat de 1000-nits-grens bij de mastering in de toekomst vervalt. Canon presenteerde op de broadcast-beurs NAB van 2015 al een lcd-referentiemonitor met 2000 nits. Sony schijnt eveneens aan zo’n model te werken. Op het moment dat de meerderheid van de high-end tv’s aanzienlijk meer kan leveren dan 1000 nits, zal er een ontwikkeling volgen naar mastering met een hogere maximale helderheid. We zijn benieuwd hoe een op 2000 nits gemasterde film er op een van de huidige 1000-nits-televisies uit zal zien.
Metadata
De helderheid is niet los te zien van de kleurruimte. Het gaat hierbij om een driedimensionaal construct van de gebruikte kleurruimte en het helderheidsbereik – ook wel aangeduid als ‘color volume’. Daarbij heb je bij de blauwe delen een lagere maximale helderheid dan bij de groene en de rode.
Om het beeld goed weer te geven moet een televisie de correcte signalen krijgen welke pixels met welke waarden in het beeld gemasterd zijn. Anders komt het bij de tone-mapping later tot problemen als een te donker ervaren HDR-beeld of een onbedoelde versterking van details. Die signalen zitten in de metadata, die informatie geven over welke beeldindruk de studio voor ogen heeft. Bij UHD-Blurays staan die opgeslagen op het schijfje en worden ze door de speler via hdmi meegestuurd naar de televisie. Bij online videodiensten zitten ze in de datastream.
Het grote verschil tussen de twee concurrerende HDR-formaten zit hem erin dat HDR10 de metadata in één keer voor de hele film doorgeeft (statisch). Bij Dolby Vision gebeurt dat per scène – en in sommige gevallen zelfs per frame (dynamisch). Bij een film waarin zowel heel lichte als heel donkere scènes voorkomen is één enkele instelling bij HDR10 zonder vervelende compromissen moeilijk voor te stellen. Op papier heeft Dolby Vision wat dat betreft in ieder geval een voorsprong omdat de metadata per scène opgeslagen kunnen worden.
Momenteel worden Dolby-Visionfilms al met een maximale helderheid van 4000 nits gemasterd, al komen de huidige televisies in het beste geval tot 1000 nits. Dolby geeft aan de beeldindruk met de metadata beter in de greep te hebben dan HDR10, ook met die hoge uitgangswaarden. Daarom zou de 4000 nits als reserve gebruikt kunnen worden voor toekomstige tv’s met een hogere maximale helderheid. Dolby-Vision-films zouden daarmee toekomstbestendiger zijn dan HDR10-varianten.
TV-strijd
De eerste demoscènes van opnames in beide HDR-formaten lijken in het voordeel van Dolby’s oplossing te spreken. Bij donkere scènes uit de film Pan konden we bij demonstraties in de Dolby- Vision-versie aanzienlijk meer details herkennen dan bij de HDR10-versie.
Bij de test met LG’s OLED-tv bleek echter dat die met HDR10 ook een uitstekend HDR-beeld levert. Daardoor kun je je afvragen of de strijd tussen HDR10 en Dolby Vision niet eerder in de hogere middenklasse en het topsegment van tv-apparaten uitgevochten zal worden dan bij de referentiemodellen.
Alle verkrijgbare Ultra-HD-tv’s met HDR-ondersteuning kunnen HDR10-signalen aan. Dat geldt niet alleen voor de modellen met een Ultra-HD-Premium-logo. De eerste televisies met Dolby-Vision-ondersteuning op de markt komen van LG, TCL en Vizio. Op de IFA presenteerde ook Loewe een tv die met Dolby’s formaat overweg kan.
Dolby geeft aan in het certificeringsproces de optimale beeldinstellingen voor het betreffende tv-model te achterhalen. Dat doet het bedrijf niet alleen met een elektronisch meetproces, maar ook met zichttests met referentiebeelden. Bovendien worden die optimalisaties niet alleen voor elke modelserie uitgevoerd, maar ook voor de verschillende beeldschermformaten. Tv-fabrikanten gebruiken voor verschillende beeldschermdiagonalen soms ook echt panels van verschillende leveranciers met verschillende technische specificaties.
Elke Dolby-Vision-televisie heeft minimaal één modus voor dat HDR-formaat die geoptimaliseerd is voor het weergeven van het overeenkomstige materiaal. Daarbij wordt onder andere geen frame-interpolatie ingeschakeld. In tegenstelling tot andere berichten kunnen tv-fabrikanten ook andere Dolby-Vision-modi met een eigen look toevoegen. LG’s OLED-tv heeft er drie voor zowel HDR10 als Dolby Vision.
Content
Een Dolby-Vision-televisie is nog maar de eerste stap, je hebt ook geschikte content nodig. Om in de Benelux al wat Dolby-Vision-materiaal te kunnen kijken, heb je naast een geschikte televisie een Premium-abonnement nodig bij streamingdienst Netflix en een internetverbinding met een minimale bandbreedte van 25 Mbit/s. In Amerika bieden ook Amazon Video en Vudu al wat Dolby-Vision-content aan. Alle films die tot nu toe op Ultra HD Blu-ray zijn verschenen bieden HDR in het HDR10-formaat. UHD-Blu-rays met HDR volgens de Dolby-Vision-specificatie zijn nog niet aangekondigd. Met MGM, Paramount, Universal, Sony Pictures en Warner hebben de meeste Hollywoodstudio’s echter al wel verklaard films in Dolby Vision te willen aanbieden. Alleen 20th Century Fox en Disney zitten daar (nog) niet bij. Die laatste heeft ook nog geen UHD-Blu-rays uitgebracht.
Ook bij de aankondiging van paytv-zender Sky om in de herfst te willen beginnen met het uitzenden van voetbalwedstrijden in UHD was al sprake van HDR. Of daarbij HDR10, Dolby Vision of nog een ander dynamisch HDR-formaat gebruikt wordt, bleef echter nog onduidelijk.
Composer
Het streamen van Dolby-Vision-content van online videodiensten werkt bij de televisies via de tv-app. Als je Dolby-Visionfilms van Ultra HD Blu-ray wilt afspelen, heb je een geschikte speler nodig. Vooralsnog is er nog geen model aangekondigd. Aangezien volgens Dolby inmiddels alle videochipfabrikanten meedoen, moeten op zijn laatst op de CES in januari de eerste aankondigingen volgen.
De momenteel beschikbare UHD-Blu-ray-spelers Panasonic DMP-UB900, Samsung UBD-K8500 en de Microsoft Xbox One S ondersteunen alleen HDR10. Bij de apparaten van Panasonic en Samsung is een update naar Dolby Vision uitgesloten. Dolby-Vision-spelers hebben namelijk een decoderuitbreiding nodig met de naam Composer. Die kan de Dolby-Vision-televisies van de juiste data voorzien.
Twee lagen
De Dolby-Vision-datastream op discs of van een server bestaat uit twee lagen: een Base Layer (BL) en een Enhancement Layer (EL). Op die manier is achterwaartse compatibiliteit makkelijk mogelijk. In de Base Layer van een Dolby-Vision-datastream voor online videodiensten zit bijvoorbeeld de video met gewoon contrast, die tv-apparaten zonder Dolby-Vision-decoder kunnen verwerken. De Enhancement Layer bevat op zijn beurt de informatie die nodig is om samen met de data uit de Base Layer de Dolby-Vision-datastream te genereren.
Voor Ultra HD Blu-rays kan de Base Layer de basisdatastream in HDR10-formaat bevatten. Een schijfje met zo’n datastream kun je dan ook op een bestaande UHD-Blu-ray-speler afspelen. Dan moet je de video in het nu gebruikelijke HDR10-formaat te zien krijgen.
UHD-Blu-ray-spelers met Dolby-Vision-ondersteuning zullen daarentegen ook de Enhancement Layer met extra data meenemen. Zo maken ze voor Dolby-Vision-televisies de complete datastream beschikbaar. Hollywood-studio’s hoeven een film daardoor in principe slechts eenmaal op Ultra HD Blu-ray uit te brengen. De Dolby-Vision- informatie kost wel ruimte, waardoor 100GB-discs wel eens standaard zouden kunnen worden. Dolby heeft in profielen vastgelegd wat er concreet in de twee lagen kan staan. Tot nu toe zijn er daar acht van.
Bij consoles is het volgens Roland Vlaicu in elk geval denkbaar die componenten in software te realiseren. Over welke apparaten daarvoor in aanmerking zouden kunnen komen deed hij echter geen uitspraak.
Beter dan HDR10
Geheel volgens verwachtingen stellen de HDR10-voorstanders dat het door hen gekozen formaat de optimale beeldkwaliteit al levert – en dat Dolby Vision dus alleen marketing is. Maar blijkbaar ziet ook Samsung nog ruimte voor verbeteringen. Eind juni werd voor de SUHD-tv-modellen van de huidige generatie met HDR+ een nieuwe beeldmodus ingevoerd. Daarmee wordt “content lichter en contrastrijker weergegeven. Kleuren krijgen een indrukwekkende diepte en het beeld ziet er scherper uit”. HDR+ verbetert volgens Samsung alle beelden – ook HDR10- content. De uitspraken over HDR+ werden wel zorgvuldig gekozen. Als voorbeeld voor de beeldverbetering werden in het officiële persbericht alleen voetbaluitzendingen genoemd waarbij de ene helft van het veld in de schaduw ligt.
Op de broadcastbeurs NAB presenteerde Samsung dit jaar zelfs zelf een HDR-demo met dynamische metadata. Bij navraag benadrukte Samsung echter ook hier dat de demonstratie gericht was op voetbalwedstrijden. En dat terwijl op de getoonde video-opnames geen sportfragmenten te zien waren.
Dynamische HDR
Ook de statische variant van HDR10 zou verbeterd kunnen worden. De SMPTE (Society of Motion Picture & Television Engineers) heeft de dynamische overdracht van metadata in de stijl van Dolby Vision in ST-2094 namelijk al gestandaardiseerd.
Bij een praktische implementatie daarvan is momenteel niet alleen het gebrek aan televisies zonder Dolby-Visionspecificatie die wel dynamische HDR-metadata kunnen verwerken een probleem. De apparaten zouden dergelijke data ook niet van externe spelers kunnen ontvangen. De nieuwste versie 2.0a van de digitale hdmi-interface transporteert namelijk alleen statische metadata. De Consumer Technology Association (CTA) werkt eraan om de ondersteuning voor dynamische metadata in een komende hdmi-versie te implementeren.
Momenteel is nog niet eens bekend wanneer de specificatie voor de nieuwe interfaceversie gelanceerd wordt. Daarna zal het dan nog wel enige tijd duren voor spelers en televisies van de nieuwe aansluiting voorzien zijn. Vergeet bovendien de audio/video-receivers niet. Die moeten als centraal element eveneens de nieuwe hdmi-versie ondersteunen om de signalen van een toekomstige dynamische HDR10-standaard te kunnen doorgeven.
Dolby verstopt zijn dynamische metadata daarentegen in het videosignaal, waardoor overdracht via hdmi al sinds versie 1.4b werkt. Als het videosignaal via een A/V-receiver loopt, moet daarbij de bypass-modus ingesteld worden, zodat de datastream onveranderd doorgestuurd wordt.
Conclusie
Als je een UHD-televisie met HDR-mogelijkheden en Ultra HD Blu-rays wilt, maar daar niet te veel voor wilt betalen, kun je er momenteel niet zeker van zijn dat je ook echt de beste beeldkwaliteit krijgt. In sommige gevallen zien gewone Blu-ray-versies er beter uit. Het is te hopen dat de huidige testresultaten bij het weergeven van HDR10-video’s op een HDR-televisie die de 1000 nits niet haalt terug te voeren zijn op fouten bij de mastering – en dat dat in de toekomst anders zal zijn. Met de kennis van nu lijkt dat echter niet waarschijnlijk.
Voor een definitief oordeel over Dolby Vision is het momenteel nog te vroeg. Vooralsnog ontbreekt het namelijk aan voldoende beschikbaar testmateriaal. De door Dolby naar voren gebrachte pluspunten kunnen echter zeker wel bevestigd worden – de eerste demosessies waren redelijk overtuigend.
Mocht Dolby Vision of een ander HDR-formaat met dynamische metadata doorstoten ten koste van HDR10, dan zal de huidige hardware grotendeels niet meer gebruikt kunnen worden. Als je op dit moment HDR-beelden in de beste kwaliteit wilt, kunnen we je dan ook alleen maar adviseren om eerst uitgebreid te informeren naar de technische mogelijkheden van de apparaten die je op het oog hebt voordat je er een gaat kopen. Als je op safe wilt spelen, moet je apparaten nemen – zowel speler als televisie – die beide concurrerende formaten ondersteunen.
(Nico Jurran / hhe)
Er is in september al een uhd blurayspeler geintroduceerd die zowel hdr10 als dolbyvision ondersteund.
Het betrefd de oppo udp-203 die december 2016 op de markt komt
Heb de test hiet gedaan. Heb zelf de sony kd75x9405c geen goedkope tv daar de Panasonic dmp ub900 op aangesloten. 4k film met hdr op de tv afgespeeld.
Beeld was gewoon slecht heel donker en contrast en achtergrond verlichting op de tv maximum. en beeld was nog donker. Mijne blu ray speelde veel helderder met dezelfde lfilm..ga het nu gewoon bij blu ray houden.
Ik kan jullie hierbij adviseren als bezitter van de LG 55SJ850V om deze tv in huis te halen die ondersteunt namelijk nu de LG HDR en de Technicolor weergave, na de update van afgelopen oktober 2017 staat deze instellingen nu in het beeldmenu, en nu ook met de 1886 contrast instelling.
Ook is deze tv zeer geschikt voor game’s de waarden liggen bij 14,5 en dat is super goed voor gamers.
Wat kleurbereik en contrast betreft vind ik en velen met mij deze tv qua contrast mooier dan de Oled’s die erg donker zijn in de beeldweergave’s, let wel na algehele beeldkalibratie.