что делает hdr в играх
Технология HDR в компьютерных играх
В последнее время все говорят о HDR, и, если вы обращаете внимание на настройки видео в компьютерных играх, то, скорее всего, заинтересуетесь: что в нём такого особенного? Уже много лет прошло с его появления! Что ж, мне нужно кое-что вам рассказать. Помните поставленные галочки напротив надписи «HDR», которые вы видели в играх после Half-Life 2? Оказывается, это не 100% HDR.
Опция «HDR» в приложении камеры мобильного телефона? И это тоже не совсем то, хотя, как и в случае с лже-HDR галочками в игровых настройках, цель улучшения изображения остаётся неизменной.
Ненастоящий HDR в смартфонах
Запутались? Не расстраивайтесь. Когда речь идёт о неправильных представлениях о HDR, — это только начало. Итак, что же из себя представляет HDR, и как он может изменить компьютерные игры? Ответ на первый вопрос не вызовет трудностей. Однако для раскрытия второго потребуется некоторое время. Читайте дальше, чтобы понять сущность HDR, и узнать, какие мониторы и видеокарты его поддерживают.
Что такое HDR?
HDR (в дословном переводе с английского — «высокий динамический диапазон») — это обобщающее название технологий, расширяющих спектры цвета и контрастности видеодисплеев далеко за пределы способностей самых последних аппаратных средств. Несмотря на то, что вам доводилось слышать о популярном 4K, разрешение представляет собой не самый важный компонент, когда разговор заходит о качестве изображения. Вне масштабных ограничений нынешнего интерфейса Windows в 110 DPI число пикселей начинает значить гораздо меньше, чем манипуляции, которые с ними проводятся.
Яркость, контрастность и насыщенность цвета — всё это становится первостепенным для качества изображения, как только достигается необходимое разрешение. И HDR занимается улучшением данных показателей. Это не очередное расширяющее обновление. HDR требует конкретных физических характеристик компьютера, чтобы заметить изменения в изображении, не понадобится намётанный глаз.
HDR требует от жидкокристаллических экранов не меньше 1000 кд/м2 или нит яркости, чтобы соответствовать новому стандарту «Ultra HD Premium». Высококачественные настольные игровые мониторы, которые максимально имеют около 300-400 нит яркости, и рядом не стоят. Качественные ноутбуки не намного лучше, так как у них яркость больше всего на 100 нит или около того. Даже мобильные телефоны с их научно-фантастическими технологиями экрана, позволяющими чётко видеть картинку при ярком солнечном свете, имеют только около 800 нит. Когда речь идет о яркости, HDR-совместимые экраны не оставляют своим предшественникам ни одного шанса.
Цвета также преображаются, благодаря HDR-характеристикам, запрашивающим 10 или 12 бит для каждого цветового канала, что доступно в операционной системе и управляется с помощью набора активных инструментов. Большинство дисплеев обеспечивают только 6 или 8 бит на цветовой канал, пользуясь подсистемой цветового пространства под названием sRGB, которая охватывает только третью часть визуального спектра HDR. Фактически мы видим цвета гораздо беднее, чем они есть на самом деле. Тем не менее, даже когда оборудование способно на большее, из-за программных особенностей пользоваться улучшенными цветовыми режимами неудобно.
слева — спектр HDR, справа — спектр sRGB
Сейчас мониторы ПК, поддерживающие широкую цветовую гамму или WGC, как правило, используются в определённых сферах, например, для редактирования изображений или в медицинских целях. Игры и другое программное обеспечение попросту не замечают дополнительные цвета и часто кажутся плохо настроенными, когда сжатое цветовое пространство, которое они используют, отображается на дисплеях с широкой цветовой гаммой, если только аппаратное обеспечение не требует дополнительных операций для имитации сжатого цветового пространства. HDR-стандарты не позволяют случиться неразберихе, включая метаданные в видеопоток. Это помогает верно управлять цветовым пространством, удостовериться, что приложения выглядят правильно, и пользоваться оптимальными преимуществами улучшенных возможностей отображения.
Для обработки дополнительных данных HDR также необходим протокол HDMI 2.0a — это запоздалая модернизация вездесущего стандарта HDMI 1.4 с низкой пропускной способностью.
Существующие проблемы технологии HDR
HDR обещает многое, но дальнейший его путь пока не ясен. Самые большие проблемы возникают не с техническими препятствиями, а конкурирующими, частично несовместимыми стандартами.
В настоящее время существуют 2 главных стандарта HDR. Первый — запатентованная технология Dolby Vision с 12-битной глубиной цвета и динамическими метаданными. Её соперником является открытый стандарт HDR-10, поддерживающий 10-битный цвет и обеспечивающий только статические метаданные в начале видеопотока.
Dolby Vision, требующая лицензионные сборы и дополнительные аппаратные средства, — более дорогостоящая инновация, что и ограничило её внедрение. Многие производители экранов и контент-провайдеры приняли решение поддерживать HDR-10, в том числе Microsoft для Xbox One S и Sony для PS4, что указывает сторону, в которую склоняется индустрия игр. Благодаря этому HDR-10 считается оптимальным выбором для любителей консолей.
Поклонники Dolby Vision расхваливают её глубину цветопередачи, более высокие стандарты аппаратного обеспечения и покадровую способность динамично регулировать цвет и яркость, вместе с совместимостью с HDR-10. Но рынок движется в сторону менее дорогого и достаточно хорошего стандарта HDR-10.
Поскольку HDR-10 невозможно совместить с Dolby Vision, Dolby во многом выигрывает, но этот запатентованный и дорогой стандарт HDR, скорее всего, в ближайшие годы окажется в тупике. Тем не менее, если вы заядлый любитель видео или фильмов и покупаете товары на основе их качества и содержания, что в полной мере присутствует в последних товарах компании Dolby, возможно, цена будет не так уж важна, и вы без проблем насладитесь более полной картинкой. У геймеров, однако, скорее всего, будут другие приоритеты.
Где используется HDR сегодня?
Производители ПК торопятся вступить в гонку за HDR, но вам не обязательно ждать их, чтобы опробовать его. Аппаратные средства HDR уже доступны для потребителей на телевизионном рынке высокого класса. Кроме того, это наилучшая возможность лицезреть HDR в действии, так как уже есть небольшая, но постоянно обновляющаяся библиотека HDR-демо, кинофильмов и передач, сравнивающих разные варианты «бок о бок», что наглядно показывает разницу в изображении. Все рекомендованные нами модели телевизоров поддерживают HDR, благодаря чему они становятся достойным вариантом для замены монитора, если размер и качество изображения для вас важнее малого времени отклика.
Телевизоры серий Samsung KS8000 и KS9800 могут справляться с различными задачами не хуже хороших компьютерных дисплеев, что позволяет им в числе первых освоить контент HDR по мере того, как он становится доступным на ПК. Просто не забывайте, что стоит всё это немало, и в использовании телевизора для игр есть некоторые недостатки.
Видеокарты, совместимые с HDR
Единственное место, где компьютеры уже подготовлены к HDR, — это рынок видеокарт. И пока мониторы отстают от ТВ-коллег, графические процессоры среднего и высокого класса уже почти год как готовы к изменениям, благодаря здоровой конкуренции компаний Nvidia и AMD.
Nvidia говорила о HDR ещё с момента появления карт 900 серии, сейчас она сертифицирует все карты на основе Pascal и подготавливает их к HDR. AMD чуть отстаёт, выпустив 390X и Polaris — свои первые HDR-совместимые карты. Если вы купили видеокарту не так давно, есть вероятность, что, по крайней мере, часть системы уже готова к изменениям.
Когда HDR появится в компьютерных играх?
Самый сложный вопрос — что всё это означает для геймеров? Пока некоторые новые продукты будут выпускаться с поддержкой HDR, старые игры без внесения некоторых исправлений не поддержат более широкие цветовые и контрастные возможности. Эти старые игры могут нормально воспроизводиться на HDR-оборудованных системах, но вы не увидите никаких изменений в лучшую сторону без добавления свежих кодов.
К счастью, использование передовых технологий не требует полного переписывания программного обеспечения. Без значительных усилий может быть использован довольно простой процесс отображения, который расширяет карты цветов SDR до HDR-диапазонов.
Это означает, что в будущем в популярные игры могут внести исправления, добавив поддержку HDR, или сделать на них ремиксы, а стиляги вернутся к классике, на которую разработчики и не посмотрят. В отличие от сымитированного или усреднённого HDR, который использовался в ранних версиях игр или фотографиях, аппаратное HDR-обеспечение уже завоевывает популярность в индустрии развлечений. Однако к идеалу всё ещё нужно стремиться.
Реальная проблема, с которой сегодня сталкиваются ПК-геймеры, имеющие интерес к HDR, — платформа не имеет подобных технологий. Компания Nvidia разрабатывает патч для Rise of Raider Tomb. Помимо этого, игры, поддерживающие HDR на консолях, возможно, дождутся версий, которые подойдут и для ПК (например, Forza, Battlefield, Gears of War и другие). Но об этом мы не можем знать наверняка.
слева — режим HDR, справа — стандартный
Пока не появятся такие патчи и игры, первыми расширенные визуальные эффекты смогут оценить пользователи Blu-Ray и консолей. Поэтому можно расслабиться. Потребуется некоторое время, прежде чем HDR появится на ПК, так что сейчас просто наслаждайтесь своим каталогом в Steam и ждите.
Всё, что нужно знать о реализации HDR в компьютерных играх
Расширенный динамический диапазон (High Dynamic Range), или просто HDR любят упоминать разработчики видеоигр. Они обещают передовую графику, но в реальности добиться качественной картинки с применением HDR на Windows-компьютерах может оказаться непросто.
Однако, стремиться к этому нужно. HDR представляет собой технологию, которая на самом деле может оказаться революционной. При правильной реализации качество графики может заметно вырасти. В данной статье говорится о том, что нужно знать о компьютерных играх с применением HDR, о технологиях и кабелях, видеокартах и настройках.
HDR в играх относится главным образом к пиковой яркости
Качество HDR зависит от максимальной яркости монитора, в играх в первую очередь. Это нужно иметь в виду, когда вы приобретаете телевизор или монитор с максимальной пиковой яркостью 1000 нит или выше.
Вспомните впечатляющие в плане графики игры, закаты в Skyrim или Assassin’s Creed. Наверняка они выглядели великолепно, но без HDR это великолепие неполное.
Яркость является не единственным достоинством HDR, но игры получают от её наличия наибольшее преимущество.
Не считая нескольких жанров, вроде ужасов или некоторых симуляторов, действия игр обычно не происходит в постоянной темноте. Никому не понравится погибнуть от врага, которого невозможно увидеть. В киберспортивных соревнованиях геймеры могут специально увеличивать яркость экрана, чтобы можно было лучше разглядеть соперников. Яркие насыщенные игры являются современной тенденцией, которая основана на сильных сторонах очень ярких мониторов с поддержкой HDR.
Как оценить яркость монитора? Посмотреть на сертификацию VESA DisplayHDR. Программа сертификации VESA вряд ли может считаться идеальной, но она обеспечивает прочный фундамент визуального качества. Стандарт VESA DisplayHDR 1000 требует наличия пиковой яркости 1000 нит или даже больше.
Это минимальное значение яркости монитора, который вам следует приобрести чтобы полностью увидеть HDR. Большинство мониторов с поддержкой HDR, особенно бюджетные, сертифицированы стандартами DisplayHDR 400 или 600.
Телевизоры обычно не участвуют в программе сертификации VESA DisplayHDR. Необходимо читать обзоры выбранного вами телевизора, чтобы узнать, показывает ли он обещанную яркость.
Важность Mini-LED
Яркость важна, но она ограничена, если экран неспособен затемнять одни участки и сохранять яркость на других. Так могут только экраны на технологии Mini-LED, известной также как полномассивное локальное затемнение. Mini-LED идеально подходит для HDR.
Большинство современных мониторов используют светодиодную подсветку по краям экрана. По этой причине часто можно увидеть затуманенные отвлекающие внимание яркие пятна по краям монитора. Сложно разработать подсветку, которая может освещать весь экран без увеличения яркости по краям.
Можно найти очень яркие мониторы HDR с применением светодиодной подсветки по краям. Например, 49-дюймовый Samsung Odyssey G9. У него есть локальное затемнение, которое убирает полосы светодиодов сбоку в попытке увеличить контраст. Вокруг небольших объектов неизбежно возникают туманные световые ореолы. Данная проблема известна как цветение.
Mini-LED устраняет этот недостаток, поскольку светодиоды размещаются напрямую за панелью. Масштабы цветения становятся намного меньше.
На экранах OLED цветения не существует, поскольку каждый пиксель испускает свет самостоятельно. Впрочем, эта информация полезна только для покупки телевизора, поскольку игровые мониторы на основе OLED пока не существуют.
Необязательно покупать телевизор для получения качественного HDR, но он обойдётся дешевле
Поскольку компьютерных мониторов на OLED не существует, вместо них можно приобрести телевизор. Наличие там поддержки HDR является ещё одним доводом в пользу покупки телевизора. В любой ценовой категории HDR на телевизоре лучше, чем на мониторе.
Телевизоры при одинаковой цене обеспечивают лучшую поддержку HDR. У них обычно лучше контраст и более качественные цвета. С другой стороны, телевизоры могут быть слишком большими, чтобы применяться без серьёзных настроек вашей игровой установки. У телевизоров слишком низкая плотность пикселей по сравнению с мониторами, что можно заметить, если сидеть близко к ним.
Mini-LED и OLED
Итак, существует множество телевизоров на технологии OLED. Если любители видеоигр хотят получить на своих компьютерах качественный HDR, выбор стоит между телевизорами OLED и Mini-LED. Трудно определённо сказать, какой вариант лучше, но если подходить к выбору максимально просто, то это Mini-LED.
OLED предпочитают за идеальный уровень чёрного цвета. Яркость у него может быть нулевая. Это очень хорошо для контраста, детализации теней и глубины изображения.
Однако, у OLED имеется проблема. Лучшие панели OLED едва способны достигать максимальной яркости 1000 нит всего на несколько секунд, а в большинстве случаев только 600-800 нит. Телевизоры Mini-LED HDR иногда способны превзойти значение в 2000 нит. Asus ROG Swift PG32UQX Mini-LED достигает яркости 1400 нит.
Это важно для качества HDR в играх, поскольку большинство игр обладают высокой яркостью. Разработчики стараются избегать тёмных сцен, где ничего не видно. Это устраняет сильную сторону OLED и выводит на первый план сильную сторону Mini-LED в виде высокой максимальной яркости.
Нельзя сказать, что из этого правила нет исключения. Технология OLED обеспечивает высокое качество картинки во многих случаях. Особенно она подходит для фильмов и телевидения, где тёмные сцены встречаются чаще. Также она подходит для игр жанра симуляторов и ужасов, поскольку там теней больше и уровни чёрного глубже. В целом же Mini-LED лучше подходит для современных компьютерных игр, обеспечивая большую яркость и насыщенность цветов. Это даёт более впечатляющие графические эффекты в играх с поддержкой HDR.
Значение имеет только стандарт HDR10
HDR10 был представлен в 2015 году ассоциацией потребительских технологий. Это открытый стандарт, поэтому он широко поддерживается. В мире компьютеров он встречается так часто, что игровые студии и производители мониторов поддерживают HDR10 по умолчанию.
Другие форматы HDR редко применяются в видеоиграх. Исключением может считаться Dolby Vision. Графические процессоры на консолях и компьютерах могут иметь поддержку Dolby Vision, некоторые мониторы ноутбуков также поддерживают данный стандарт. Их количество невелико и подобные ноутбуки могут быть лучшим выбором для компьютерных игр.
Поддержка технологии на видеокарте
AMD, Nvidia и Intel уже не первый год применяют HDR в своих графических продуктах. Велика вероятность, что ваша видеокарта тоже поддерживает HDR. Поддержка есть на любой видеокарте с возможностью выводить всего 30 кадров в секунду на экран 4K HDR.
Не существует значительной разницы в уровне HDR производства AMD, Nvidia и Intel. Во всех случаях поддерживается стандарт HDR10 и качество графических эффектов примерно одинаковое.
Кабель DisplayPort также обладает поддержкой
HDMI и DisplayPort поддерживают стандарты HDR на протяжении уже многих лет. Привычны не только видеокарты с этим стандартом, но и порты HDMI и DisplayPort. Они стали повсеместно распространёнными в 2015 и 2016 годах.
Компьютеры с видеокартой поддерживающей HDR имеют соответствующий видеовыход, а любой монитор с поддержкой HDR соответствующий видеовход. Их можно соединять любым кабелем HDMI или DisplayPort.
Конечно, можно найти и такой кабель, где HDR работать не будет. Например, очень старый. В подавляющем же большинстве случаев проблем с кабелем не будет.
Поддержка HDR может быть непостоянной
Для геймеров проблемой может стать непоследовательная реализация поддержки HDR в играх. В некоторых играх HDR включена без необходимости включать технологию в Windows. В других играх может потребоваться включить технологию в настройках экрана операционной системы.
Многие мониторы и экраны HDR автоматически распознают соответствующий сигнал и переходят в режим HDR. Иногда такого распознавания нет или оно срабатывает не каждый раз. В случае сомнений придерживайтесь следующего порядка:
HDR отключает некоторые функции монитора
Включение HDR на мониторе отключает на нём настройку яркости. HDR должен обеспечить более широкий диапазон яркости. Он будет сокращён, если поднять настройку яркости монитора до максимума и оставить так. По этой причине настройка отключается.
Вместо управления яркостью через настройки монитора она устанавливается через Windows или внутри игры. В Windows есть настройка яркости в приложении «Параметры» в разделе Экран > Расширенные настройки HDR. В большинстве игр с поддержкой HDR также предлагается калибровка яркости.
Яркость является не единственным параметром, который может оказаться отключенным. Настройки цвета, гамма и другие опции часто также отключаются.
Это ещё одна область, где телевизоры имеют преимущество над мониторами. Мониторы с поддержкой HDR обычно имеют некоторое количество плохо разъяснённых настроек. Телевизоры разрешают применять более широкий спектр пользовательских настроек.
Список доступных возможностей разный у разных продуктов. Придётся читать руководство пользователя, чтобы понять, какие настройки можно активировать с включенным HDR. Такая информация может отсутствовать даже в руководстве.
HDR повышает качество компьютерных игр, но приходится идти на компромиссы
Получить высококачественный HDR теоретически просто. Нужен хороший экран Mini-LED (или OLED) с точной цветопередачей, который может достигать пиковой яркости 1000 нит. Видеокарты или кабели не должны стать проблемой.
Поддержка HDR в Windows и играх может быть нестабильной, но качество самой технологии компенсирует этот недостаток. Нехватки игр с поддержкой HDR нет, каждый месяц выходят новые.
Настоящая проблема заключается в том, что лишь немногие игровые компьютерные мониторы обладают производительностью для получения впечатляющего HDR. Существует менее трёх десятков мониторов с сертификатом DisplayHDR 1000 или выше и не у всех у них хорошо реализовано локальное затемнение. Некоторые сняты с производства, другие предназначаются для профессионального применения, а не для игр.
Лучшие мониторы вроде Asus ROG Swift PG32UQX и Acer Predator X35 дорого стоят и найти их в продаже непросто. Телевизоры с HDR более доступные по цене и больше распространены, но они подойдут не всем.
Ситуация не самая благоприятная, но надежда есть. HDR вносит значительный вклад в увеличение качества изображения и при наличии подходящего экрана его легко активировать. Покупка соответствующего дисплея не окажется напрасной.
Анализ игр с HDR
Последнюю пару недель я потратил на исследование HDR-картинки различных игр.
Когда речь идёт об SDR-видео, то вам должны быть знакомы значения RGB в интервале 0-255, где 0 представляет чёрный цвет, а 255 — белый.
HDR10 /Dolby Vision в этом плане немного отличается, не только потому, что использует интервал 0-1023, но и потому, что все эти значения данных представляют не просто чёрно-белый (или цветной) градиент, но и меру освещённости в нитах, то есть в единицах измерения яркости света.
В отличие от используемых в предыдущих видеоформатах значений, эти значения определены и абсолютны. Значение 0 всегда означает полное отсутствие света (полная чернота), значение 1023 всегда представляет 10000 нит освещённости, значение 769 всегда обозначает 1000 нит.
То есть если передать современному HDR-телевизору эти значения, он должен выводить точно такое количество света, которое описано заданным значением.
Эта система используется и в HDR10, и в Dolby Vision. Её могут называть HDR на основе PQ (PQ based HDR).
На сегодняшний момент есть не так много телевизоров с максимальным значением 10000 нит, вам повезло, если у вашего значение превышает 1500 нит.
Когда получаемый сигнал выходит за пределы аппаратных ограничений дисплея, телевизор сам решает, как обрабатывать эту ситуацию. Большинство производителей просто обрезают значения белого выше выбранного ими уровня. Также они могут использовать плавный спад и делать смещение к обрезанным значениям менее очевидным.
Для этого при создании контента под HDR10 и Dolby Vision указывается дополнительная информация о содержимом изображения в формате метаданных. Эти метаданные обычно сообщают, какое самое яркое значение будет присутствовать в игре (или фильме) и какова средняя освещённость для всего контента. Эти значения определяются по дисплею, на котором создавался контент.
Большинство UHD-контента сейчас создаётся для экранов с 1000 нит или 4000 нит.
Цель этих метаданных заключается в том, чтобы можно было получить из оригинального HDR-контента SDR-изображение (или что-то между SDR и HDR) в том случае, когда контент просматривается на дисплее, не достигающем пиковых значений освещённости дисплея, на котором создавался контент.
То есть если фильм создавался на дисплее с 1000 нит, а у вас есть OLED-экран с максимумом в 650 нит, то телевизор может использовать эти метаданные, чтобы решить, как отобразить информацию, которую нельзя отобразить иным способом из-за аппаратных ограничений.
Если у вас есть дисплей, соответствующий максимальной яркости контента или превосходящий её, то ему не будут нужны метаданные.
Разобравшись с этим, давайте посмотрим на то, как создавались игры, какие варианты они предоставляют пользователю для настройки изображения, что конкретно делают эти варианты, и какова связь между этими аспектами и тем, как выглядит HDR.
У видеоигр есть большое преимущество по сравнению с фильмами — их картинка генерируется в реальном времени, поэтому её можно настраивать как угодно.
Благодаря самой природе HDR-контента это очень легко измерить: нам достаточно будет скриншота или захвата видео без тональной компрессии (tone mapping), и из них мы можем посмотреть кодовые значения, использованные в разных частях изображения.
Мы сможем увидеть, что если игра передаёт что-то, отличающееся от чёрного (или имеет кинематографическую цветокоррекцию с поднятыми значениями чёрного), то мы можем увидеть самое яркое значение, которое игра попытается использовать для таких объектов, как солнце.
Поэтому я изучил различные игры для Xbox (консоль позволяет создавать скриншоты в HDR), чтобы разобраться с тем, что же делают различные внутриигровые настройки и как их использовать для получения оптимальной картинки на дисплее.
Цель HDR — передача дисплею большего количества информации, чтобы самый яркий свет, который мог бы отображаться в соответствующих частях изображения. Обычно самые яркие точки находятся в бликах отражения, взрывах и на солнце.
Давайте рассмотрим некоторые по-настоящему хорошие примеры игрового HDR. Во всех этих примерах используются немного отличающиеся параметры и разные подходы к выполнению тональной компрессии.
Чтобы лучше визуализировать вывод игры в формате без HDR10 / SDR-формате, я придумал метод создания карт освещённости.
С помощью этой шкалы мы можем легко оценить, что на картинке тёмное, что светлое, а что очень сильно яркое.
БОльшая часть видимого нами находится в интервале 0-150 нит, а всё выше — это дополнительная освещённость, обеспечиваемая HDR.
Star Wars: Battlefront 2
На самом деле, во всех HDR-совместимых играх на движке Frostbite, которые я рассматривал (Battlefield 1, Mass Effect) используется одинаковая схема.
Метаданные выводятся в 100000, а сама тональная компрессия выполняется игрой с помощью HDR-ползунка, где 0 нит — самое левое значение, а 10k нит — самое правое.
Игры Dice на движке Frostbite на самом деле очень интересны тем, что можно сдвинуть HDR-ползунок на одно деление слева. Это даст нам 100/200 нит (в зависимости от игры), в сущности сжимая картинку игры до SDR. Таким образом вы можете очень легко убедиться, на что способен ваш новый крутой телевизор.
Ещё одна забавная вещь из игр DICE — можно сдвинуть ползунок на 0% и в буквальном смысле отключить всё освещение. Так мы увидим, что освещение действительно просчитывается в реальном времени, ведь мы сказали движку, что самый яркий источник света должен быть равен 0.
Rise of the Tomb Raider
В этой игре используется похожая схема: ползунок яркости, управляющий точкой чёрного (при перемещении к самой низкой точке), а второй HDR-ползунок управляет пиковой яркостью.
Изображение Tomb Raider ограничено 4000 нитами. Как и в играх на движке Frostbite, можно или поднять ползунок до максимума, чтобы телевизор выполнял тональную компрессию, или следовать экранным инструкциям, выбрав максимальную яркость и позволив игре выводить данные самостоятельно.
RotTR особенно интересна в этом, потому что тут есть множество бликов отражений, и не только в местах, где мы их обычно видим, например, на блестящем льду и мерцающем снеге, отражающем свет солнца…
… их можно увидеть и в условиях слабого освещения и на менее очевидных «блестящих» поверхностях, таких как этот ботинок в безумно высоком разрешении.
Похоже, что когда выходные данные достигают 4000 нит, то любой уровень выше этого прыгает прямо к 10k нит (что дисплей в любом случае обрежет, поскольку метаданные, похоже, сообщают дисплею, что они имеют значение 4000 нит).
Эти данные не теряются, их время от времени можно увидеть, и это говорит нам, что это художественное решение или часть процесса цветокоррекции игры под HDR.
Assassin’s Creed Origins
AC:Origins — это ещё одна игра с хорошо реализованным HDR. Как и в Tomb Raider, здесь тоже присутствует ограничение в 4000 нит (розовые фрагменты). В игре есть ползунок яркости, который на основании условий видимости нужно опустить как можно ниже. Кроме того, в игре есть опция Max Luminance, удобно размеченная в нитах.
Также в ней есть шкала «белого листа», то есть кроме ползунков и настройки самых тёмных и самых ярких частей игры она позволяет изменять одну из промежуточных точек: яркость листа бумаги.
Ubisoft рекомендует для ползунка белого листа следующую настройку:
отрегулируйте значение так, чтобы бумага и свисающая ткань на изображении были почти белыми
Однако, как и в случае с ползунком яркости, это позволяет отрегулировать выводимую графику игры так, чтобы она соответствовала условиям просмотра: если вы в окружении с управляемым источником освещения, то установите значение 80 нит, однако с усилением окружающего освещения вы предпочтёте значения повыше.
Настройка игр в соответствии с технически правильными параметрами показывает, что для многих потребителей HDR10/Dolby vision оказывается слишком тёмным. Также можно увидеть, что разработчики всё ещё вплотную занимаются этими технологиями: при правильной калибровке картинки игры HUD в AC становится немного слишком тёмным.
Дальше мы рассмотрим три продукта Microsoft, которые работают с выводом в полные 10000 нит.
Forza Horizon 3
Замечательный пример того, что HDR не обязательно использовать только для безумно ярких пятен солнца, магии и огня.
При облачности небо всё равно остаётся очень ярким, и фотографам приходится идти на хитрости, чтобы справиться с вызываемыми этой причиной проблемами контрастности. Forza расцветает здесь в полную силу, я почти ощущаю холод и серость, как будто вижу их собственными глазами.
Как вы видите, небо достигает примерно 4000 нит, на решётку почти не падает свет и она тёмная, в то время как передние фары выдают полные 10k нит.
В условиях ночи игра по полной использует тёмный границу шкалы, в то время как взрывы и фары по-прежнему освещаются реалистичным образом.
Это тоже хороший пример того, что даже в SDR очень тёмное изображение, соответствующее стандартам HDR10, будет восприниматься как слишком тёмное, или приглушённое, или «давяще-
чёрное». Как мы видим из карты освещённости, все детали действительно на месте, но человеческий глаз не может подстроиться к таким подробностям. Ему нужно находиться в условиях слабого освещения примерно 10 минут, пока в клетках глаз не произойдут определённые химические реакции. Очевидно, что это представляет проблему для многих потребителей, которые скорее всего не находятся в способствующих этому условиях освещённости.
Gears of War 4
INSECTS
Все три игры работают с двумя ползунками. Ползунок яркости управляет уровнями чёрного, однако также контролирует один из аспектов контрастности, увеличивая максимальный вывод до 10000k нит. Второй ползунок HDR также позволяет задавать максимальный вывод, ниже значений которого настраивается другой ползунок.
В Forza и Gears эти параметры называются просто яркостью (Brightness) и HDR, однако в INSECTS они называется контрастностью HDR (HDR Contrast) и яркостью HDR (HDR brightness).
Давайте теперь посмотрим на некоторые другие примеры.
Shadow of Mordor
В SoM используется очень упрощённый подход: игра всегда выводит максимум 10k нит, а тональную компрессию оставляет на долю телевизора. Это интересно, так как мы знаем, что на самом деле разработчики никогда не видели игру выводимой в 10k нит, потому что таких дисплеев не существует.
В игре есть традиционный ползунок яркости (Brightness), который позволяет пользователям настраивать точку чёрного в соответствии с их вкусом и условиями просмотра.
На скриншоте мы видим очевидные места, где стоит искать полные 10k нит, а именно солнце и блики отражений. Также мы видим, что сторона персонажа, находящаяся в тени, такая тёмная, как и должна быть.
Agents of Mayhem
Здесь используется похожая техника, за исключением того, что игра ограничена сверху 1000 нитами и цветокоррекция/тональная компрессия, очевидно, выполнялись с учётом этого, поскольку это достаточно достижимый вывод с точки зрения потребительского дисплея. Не думаю, что это было совпадением, и это на самом деле одна из самых хорошо выглядящих в HDR игр.
Здесь снова, как и в других играх, сдвигание ползунка влево улучшает уровень чёрного.
DEUS EX: Mankind Divided
Множество случаев задранного вверх чёрного, возможно, является художественным приёмом, но также оказывается багом, который приводит к совершенному сбою цветокоррекции при опускании ползунка яркости игры ниже значения 35%.
Это выглядит как результат какой-то неверной регулировки кривой.
40-45% дают вывод в 1000 нит без слишком большого задирания чёрного вверх.
Final Fantasy XV
От «Squarenix, фу», к «Squarenix, ого!»
Фиксированный максимальный вывод в 1000 нит и простой ползунок яркости для опускания уровней чёрного. Потрясающе тщательная цветокоррекция, в том числе и при разных условиях освещения.
Даже на начальном экране есть 2D-элементы, оптимизированные для HDR.
Monster Hunter World
Почти как и Deus Ex, Monster Hunter World, похоже, работает в пределах 4000 нит. Однако почти как и в DEUS EX, при включённом HDR игра демонстрирует серьёзные проблемы с уровнем чёрного. При настройке яркости по умолчанию мы получаем следующее:
Есть промежуточные значения и блики, но где все тени?
Благодаря «быстрому и грязному» улучшению уровней мы можем удалить дополнительную HDR-освещённость и посмотреть на гистограмму.
Если мы сравним это с игровым скриншотом в SDR, сделанным через несколько секунд
то увидим, что присутствует значительный сдвиг между SDR и тональной компрессией HDR. В HDR контрастность и уровни чёрного совершенно разваливаются.
Это можно незначительно исправить, снизив яркость до минимума, но этого недостаточно, чтобы сделать картинку совершенно правильной. Похоже, это как минимум частично вызвано какой-то происходящей адаптацией глаза.
Фух! Целая куча картинок!
Мы изучили одну сторону создания игр, но не исследовали выводимые игрой метаданные. Я не удивлюсь, если существуют игры с несовпадающими метаданными, но поскольку они статичны, то как только вы настроите картинку, то с технической точки зрения они всё равно станут неверными.
Horizon Zero Dawn: Frozen Wilds
Судя по тому, что я увидел, оно превышает 4000 нит.
Uncharted 4
Я записал HDR-ролик ещё и для Uncharted 4, ещё одной игры, превысившей порог в 4000 нит и стремящейся к 10k.