HDR, esse ilustre desconhecido

O recurso HDR, apesar de presente faz tempo em muitos modelos de tela de TV, continua sendo um mistério para muita gente. O termo em si HDR não traduz nada e é preciso conhecer mais detalhes sobre este tipo de tecnologia, para começar a entender como funciona.

 

Quando a Claro-Net resolveu atualizar o firmware do seu decodificador 4K e introduziu o recurso de HDR, e eu, ingenuamente, recorri ao suporte pedindo mais detalhes sobre os ajustes do recurso, fui saudado pela negativa de informação a respeito da mudança, porque a moça que me atendeu não sabia o que era HDR.

E não se trata de um caso isolado. Eu me lembrei que em muitas ocasiões com pessoas conhecidas, e até com lojistas do varejo especializado eu mencionei esse termo e os meus interlocutores ficaram a ver navios.

Também pudera. Senão, vejamos: HDR é um acrônimo do termo em inglês “High Dynamic Range”, podendo ser traduzido literalmente como “Alta Faixa Dinâmica”, ou talvez melhor ainda como “Alto Alcance Dinâmico”.

Reparem que em “HDR” nunca houve menção de que tipo de “alcance” está sendo descriminado! Assim, a palavra HDR sozinha não traduz para quem ouve ou lê a que tipo de tecnologia ela se aplica.

O conceito de faixa dinâmica foi extensamente usado em áudio, em referência à extensão de amplitude, ou simplesmente a diferença entre sons altos e baixos, ou seja, a dinâmica do sinal de áudio. Quando o Compact Disc foi lançado no final de 1982 o anúncio de uma nova e mais extensa faixa dinâmica de reprodução foi um dos seus destaques técnicos.

Um excelente sistema de captura analógica tem a sua faixa dinâmica em torno de 60 a 70 dB, que é, teoricamente, compatível com uma boa gravação de uma orquestra sinfônica. Porém, com o CD esta faixa dinâmica se estende até 90 dB, impedindo assim qualquer chance de compressão de sinal em peças eruditas.

HDR como expressão de qualidade de imagem

Antes de ser lançada em aparelhos de televisão, os recursos de tratamento HDR já tinham sido usados em fotografia convencional. O seu principal objetivo é conseguir capturar mais luz e com isso retificar a captura de detalhes nas zonas de sombra. Esse melhoramento não é diferente na reprodução de um sinal de vídeo em um monitor ou tela de TV. A captura de imagem HDR com câmera fotográfica era trabalhosa, mas hoje em dia qualquer celular com recursos faz este tipo de captura com apenas um único ajuste.

Com imagens de vídeo, os modos de tela com HDR instalados em um display são os seguintes: Dolby Vision, HDR10, HDR10+, HLG HDR, este último projetado para broadcasting. O Advanced HDR da Technicolor sumiu!

 

Para cinéfilos, o HDR nunca teve grande importância, principalmente para aqueles que se habituaram a assistir apresentações em bitola de 70 mm nos cinemas. Essa bitola exige a instalação da lanterna do projetor com uma amperagem elevada, de modo a tornar a larga imagem nítida e com mais brilho para quem assiste.

Em termos de vídeo, a situação muda completamente de figura! Desde tempos imemoriais, sempre existiu uma enorme dificuldade técnica em transferir película cinematográfica de qualquer bitola para vídeo.

Alguns melhoramentos foram conseguidos a partir da década de 1990, com a introdução dos telecines digitais, e mais adiante com ilhas de telecine dotadas de capacidade de lavar os negativos e posteriormente corrigir digitalmente falhas ou defeitos oriundos das fontes de sinal. Foi desta maneira, inclusive, que muitos negativos que estavam em más condições puderam ser resgatados para restauração e arquivamento.

Em anos mais recentes, o processo de restauração digital chegou a níveis impressionantes, porque os negativos de câmera antes inutilizáveis, passaram a ser transcritos em vídeo com altíssima qualidade de imagem. Muitos trabalhos deste tipo produzem intermediários digitais de até 6K ou mais de resolução!

Mas, faltava uma coisa importante: o detalhamento das zonas de sombra e a captura de uma imagem com a correção de luz. Muitos objetos, ao serem fotografados, exigem uma captura de luz que reflita a sua real presença em um determinado ambiente. Se for ao ar livre, por exemplo, a quantidade de luz capturada pela câmera precisa ser elevada, como mostra a ilustração abaixo, tirada do “White Paper” publicado pela Dolby para explicar o Dolby Vision. E é aí que entra o tratamento HDR, tanto na câmera quanto nos métodos de pós-produção da imagem. A medida de luminância usada é o nit ou candela por metro quadrado (cd/m2).

 

Mas, só isso não basta. O display onde a imagem tratada é reproduzida precisa ser capaz de ter iluminação suficiente para a correta reprodução desta imagem.

Um bom display convencional consegue reproduzir uma imagem com até cerca de 300 nits no seu pico de luminância. Habitualmente, telas de TV convencionais têm luminância em torno de 100 nits.

Se uma tela SDR (luminância padrão) deste tipo for reproduzir uma imagem como esta mostrada no exemplo acima, haverá um corte enorme de luminância em torno dos valores capturados. Com isso, o detalhamento natural da imagem é perdido.

Tal limitação é contornada nas telas HDR, onde a capacidade de luminância se estende a valores próximo de 1000 nits, dependendo do modelo da TV.

Idealmente, a reprodução de luminosidade de cada cena deveria ser corrigida no tratamento HDR da imagem capturada. Por isso, os codecs de tratamento de melhor qualidade inserem “flags” (sinalizadores) de programação em seus metadados, de maneira a tornar a imagem HDR realmente dinâmica. Dolby Vision e HDR10+ usam este tipo de sinalização. Tal recurso permite variar a luminância do display, de acordo com o que é exibido em um dado momento.

Nas minhas observações, entretanto, é muitas vezes difícil sentir falta da mudança de luz por cena. Assim, HDR ou HLG HDR ambos reproduzem imagens de muito boa qualidade.

O modo de tela dos cineastas e o conteúdo HDR

O chamado Filmmaker Mode, adotado há pouco tempo em alguns modelos de TV, supostamente traduz como os cineastas querem que a imagem capturada por eles seja corretamente exibida no display usado. Para realizar este intento o modo de operação trabalha também com uma flag (sinalizador) incluída nos metadados do sinal de vídeo.

O Filmmaker Mode pode, e a meu ver, deve, ser acionado apenas quando esta flag estiver presente, tanto assim que existe nas TVs um ajuste para acionar este modo de tela automaticamente quando a flag for identificada. Na prática, significa que o conteúdo não tratado é normalmente reproduzido no modo de tela escolhido pelo usuário, e depois do vídeo com a flag ser reproduzido, o modo escolhido é trazido de volta ao display.

O Filmmaker Mode impõe medidas restritivas de reprodução, como a desativação de tratamento da imagem em exibição, a manutenção da correta relação de aspecto, etc. Além disso, o brilho da imagem é modificado para valores de referência, ou seja, o brilho da tela é automaticamente reduzido para o nível desejado.

Nada impede, porém, que esta imagem não possa ser tratada com HDR. O Filmmaker Mode é previsto para trabalhar com HDR10 e HDR10+. Dolby Vision não é contemplado.

A imagem SDR do Filmmaker Mode que eu assisti, via Amazon Prime, não me convenceu em nenhum aspecto, talvez porque com qualquer TV moderna que tenha bons recursos é possível otimizar a reprodução da imagem sem muito esforço. Já a imagem com tratamento HDR o resultado me pareceu visualmente bem melhor, mas também não consegui ver nada que se pudesse acrescentar ao restante das minhas calibragens pessoais na TV, falha minha, talvez.

Neste caso, é preciso aguardar até outro tipo de conteúdo aparecer, que possa exibir o modo dos cineastas de maneira a se ver o real motivo pelo qual ele existe!  Outrolado_

 

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Nova atualização do decodificador Claro-Net

 

O modo de tela dos cineastas já chegou

 

O formato HDR ainda sem definição de padrão

 

Processamento HDR em fotogramas de filmes de catálogo

 

Rodando o Windows 10 com imagem HDR

Paulo Roberto Elias é professor e pesquisador em ciências da saúde, Mestre em Ciência (M.Sc.) pelo Departamento de Bioquímica, do Instituto de Química da UFRJ, e Ph.D. em Bioquímica, pela Cardiff University, no Reino Unido.

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