I takt med att digital video utvecklades ökade upplösningen och bildfrekvensen, men bildkvaliteten förblev begränsad under lång tid. Standardvideo (SDR, Standard Dynamic Range) är utformad för ett smalt ljusstyrkeomfång, med en begränsad skillnad mellan de mörkaste och ljusaste områdena i en bildruta. Den använder vanligtvis 8-bitars färgdjup och färgrymden Rec. 709, vilket innebär att detaljer i mörka områden kan gå förlorade eller att ljusa områden kan bli överexponerade. Även kraftfulla processorer och bildbehandlingsalgoritmer kunde bara förbättra bilden i begränsad omfattning.
För att lösa detta problem utvecklades HDR (High Dynamic Range). Tekniken utökar det dynamiska omfånget, vilket gör att video kan återge ett betydligt bredare spektrum av ljusstyrkenivåer och därmed förbättra bildkvaliteten. HDR är inte bara en funktion hos själva TV. Videon måste också spelas in med en särskild metod och innehålla metadata, det vill säga ytterligare information om bilden som visas.
Hur en HDR-bild skapas
Det främsta målet med HDR är att bevara detaljer i både de mörkaste och de ljusaste områdena i en bildruta. Det finns två huvudsakliga metoder.
Exponeringsgaffling. Flera bildrutor tas med olika exponeringsnivåer. En görs ljusare för att fånga detaljer i skuggorna, medan en annan görs mörkare för att bevara detaljer i de ljusa partierna. Bildrutorna kombineras sedan genom att de områden som har lämpligast exponering väljs från varje bildruta. Detta kan göras med flera kameror samtidigt eller med en enda kamera som tar bilderna efter varandra. Den senare metoden lämpar sig inte särskilt väl för dynamiska scener, eftersom objekt kan röra sig mellan exponeringarna och orsaka spökbilder och andra bildartefakter.
En bildsensor med brett dynamiskt omfång. Moderna kameror kan fånga ett brett spektrum av ljusstyrkenivåer i en enda bildruta utan att kombinera flera exponeringar. Med andra ord fångar kameran flera bilder som processorn analyserar för att skapa en enda slutlig bildruta.
Resultatet blir en bild med välbevarade detaljer och mjuka färgövergångar.
Hur HDR överförs och visas
Det räcker inte att spela in HDR-video. Den måste också kodas och överföras så att skärmen kan visa den korrekt. Metadata överförs tillsammans med videosignalen. Den innehåller teknisk information om ljusstyrka, kontrast och färger som talar om för TV hur bilden ska visas. Därför måste TV stödja den aktuella standarden. Annars visas bilden i det vanliga SDR-formatet.
Det finns två metoder för att överföra denna information.
- Statisk metadata definieras en gång för hela videon.
- Dynamisk metadata ändras från scen till scen eller till och med från bildruta till bildruta.
Översikt över HDR-standarder
HDR10
Det grundläggande, öppna HDR-formatet som standardiserades av Consumer Technology Association (CTA) år 2015. Det är obligatoriskt för 4K Blu-ray-skivor och utgör grunden för HDR10+ och många Dolby Vision-profiler. Det använder 10-bitars färgdjup och färgrymden Rec. 2020, även om faktiska skärmar vanligtvis bara täcker en del av denna färgrymd.
Statisk metadata definieras en gång för hela filmen och beskriver masteringmonitorn, bildrutans maximala ljusstyrka och den genomsnittliga ljusstyrkan. TV avgör själv hur ljusstyrkenivåerna ska anpassas till skärmens kapacitet. Därför kan bilden se märkbart olika ut på olika TV-modeller, och vissa detaljer kan gå förlorade i mörka scener. Formatet är kostnadsfritt att använda och stöds av praktiskt taget all HDR-utrustning.
HDR10+
En vidareutveckling av HDR10 som Samsung och Amazon presenterade 2017. Formatet standardiserades senare av HDR10+-konsortiet, som grundades av Samsung, Panasonic och 20th Century Fox. HDR10+ lägger till dynamisk metadata baserad på standarden SMPTE ST 2094-40 till den grundläggande HDR10-signalen. Denna metadata överförs för varje bildruta, vilket gör att TV kan justera ljusstyrka och kontrast mer exakt för varje ögonblick i videon utifrån bildpanelens kapacitet.
Enheter som inte stöder HDR10+ visar innehållet som vanlig HDR10. Färgdjupet förblir 10 bitar. Standarden är royaltyfri, men stöds inte av all utrustning.
HDR10+ Adaptive
En tilläggsfunktion till HDR10+ som tar hänsyn till rummets belysning. TV mäter det omgivande ljuset med hjälp av en inbyggd sensor och justerar HDR-bildens ljusstyrka. Bilden blir ljusare i ett väl upplyst rum och mindre ljus i ett mörkt rum. Samsung introducerade funktionen i sina TV-apparater från 2021. Samtidigt meddelades att HDR10-innehåll på Prime Video skulle visas i HDR10+ Adaptive-läge på kompatibla Samsung-TV-apparater. På HDR10+-webbplatsen beskrivs funktionen som en del av specifikationen HDR10+ Advanced, som introducerades 2025.
HDR10+ Gaming
En spelversion av HDR10+ som utvecklats av HDR10+ Technologies. Enligt Samsung kunde spel och skärmar inte identifiera varandras kapacitet innan formatet introducerades. Därför var HDR-inställningarna antingen generella eller behövde väljas manuellt. Med HDR10+ Gaming utbyter spelmotorn och visningsenheten information direkt. Det gör att spelet kan identifiera skärmens kapacitet och skapa en HDR-bild som är optimerad för just den skärmen. Automatisk justering utan manuell kalibrering är en av de marknadsförda funktionerna. När formatet introducerades var det tillgängligt på datorer med kompatibla NVIDIA-grafikkort samt på nyare Samsung-TV-apparater och bildskärmar.
HDR10+ Advanced
En nyare standard som är utformad för flaggskepps-TV-apparater med mycket hög maximal ljusstyrka, kraftfulla processorer och stora skärmar. Prime Video börjar lansera den på Samsungs TV-apparater från 2026 i augusti 2026. De annonserade funktionerna omfattar följande.
- Enhanced Overall Brightness Metadata hjälper till att utnyttja den höga ljusstyrkan hos premium-TV-apparater bättre.
- Intelligent Motion Smoothing Systemet avgör automatiskt om rörelseutjämning behövs.
- AI-baserad genreidentifiering Funktionen väljer bildbehandlingsinställningar och möjliggör ett bredare färgomfång baserat på metadata från innehållsskaparna.
Dolby Vision
En licensierad standard som utvecklats av Dolby och introducerades 2014. Den använder dynamisk metadata som kan ändras från scen till scen eller från bildruta till bildruta. Vid strömning är bilden vanligtvis 10-bitars, medan 12-bitars video endast är möjlig med vissa profiler, till exempel sådana som används på 4K Blu-ray-skivor. Dolby Vision har flera profiler. Vissa är utformade för strömning, andra för skivor och några är kompatibla med HDR10 på TV-apparater som inte stöder Dolby Vision.
År 2025 presenterade Dolby Dolby Vision 2. Enligt företaget tillför det AI-baserad bildoptimering anpassad efter visningsförhållandena samt styrning av rörelseutjämning för varje bildruta. Äldre TV-apparater kan fortfarande spela upp detta innehåll, men de nya funktionerna kräver stöd för Dolby Vision 2. Standarden kräver att tillverkare betalar en licensavgift. Samsung stöder inte Dolby Vision i sina TV-apparater och fokuserar i stället på HDR10+.
HLG (Hybrid Log-Gamma)
Ett format som utvecklats av BBC och NHK för TV-sändningar och direktsändningar. Det ingår i rekommendationen ITU-R BT.2100. HLG använder inte metadata eftersom ljusstyrkeinformationen kodas direkt i dess överföringsfunktion. Den nedre delen liknar den konventionella SDR-gammakurvan, medan den övre delen är logaritmisk och hanterar ljusa områden.
Det gör att samma signal kan visas på både HDR- och SDR-TV-apparater. På en HDR-skärm drar bilden nytta av det utökade dynamiska omfånget, medan den ser normal ut på en SDR-skärm. På äldre modeller utan stöd för ett brett färgomfång kan färgerna dock se något dämpade ut. Formatet är royaltyfritt och använder vanligtvis 10-bitars färgdjup. Det kan inte justera varje scen lika exakt som format med dynamisk metadata, men det är enklare att använda för TV-sändningar och kräver inte separata SDR- och HDR-videoströmmar.
Jämförelse av HDR-standarder
| Standard | Metadata | Färgdjup | Licens | År |
|---|---|---|---|---|
| HDR10 | Statisk | 10 bitar | Öppen | 2015 |
| HDR10+ | Dynamisk, bildruta för bildruta | 10 bitar | Royaltyfri | 2017 |
| HDR10+ Adaptive | Dynamisk (HDR10+) med justeringar baserade på en sensor för omgivande ljus | 10 bitar | Inte angivet | 2021 |
| HDR10+ Gaming | Mer omfattande än HDR10, enligt Samsung | 10 bitar | Inte angivet | 2022 |
| HDR10+ Advanced | Utökad scenmetadata, enligt Samsung | 10 bitar | Royaltyfri | 2025 |
| Dolby Vision | Dynamisk | 10–12 bitar | Betald licens | 2014 |
| HLG | Används inte | 10 bitar | Öppen | 2015 |
