ハイダイナミックレンジビデオを基礎から解説します。

写真:スタニスラフ・グヴォズド/ゲッティイメージズ
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時間はかかりましたが、4K Ultra HDテレビは今やほぼどこにでも普及しています。高性能テレビはすべて4Kに対応しており、ほとんどの新作テレビ番組や映画も4Kに対応しています。ただし、従来の放送は例外で、それも(いずれは)4Kに移行する見込みです。4Kの解像度革命と並んで、HDR(ハイダイナミックレンジ)も注目を集めています。これは、視聴体験に4Kよりもさらに大きなインパクトを与える、もう一つの画期的な映像技術です。
では、HDRとは何でしょうか?そして、なぜ現代のテレビの性能を最大限に引き出す上でHDRが不可欠なのでしょうか?HDRは単に映像を明るくするだけだと誤解されがちですが、実際にはそれだけではありません。HDRの最大の利点はコントラストの向上です。明るい部分はより明るく、暗い部分はより暗く、そしてより豊富なカラーパレットにより、あらゆる映像がよりリアルに映し出されます。しかし、すべてのHDRが同じように作られているわけではなく、HDRを最大限に活用するには適切なハードウェアと映像コンテンツが必要です。テレビ視聴時間を最大限に活用するために、HDRについて知っておくべきことをすべてご紹介します。
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テレビのHDRとは何ですか?
同名のカメラフォーマットと混同しないでください。テレビ向けHDRは、映像技術とハードウェア技術の両方です。HDR対応テレビとHDRコンテンツソースが必要です。その名の通り、HDRは、従来のSDR(標準ダイナミックレンジ)よりも広い(そしてダイナミックな)コントラストと色域を提供します。これは、HDR動画がテレビの明るさを向上させるという意味ではなく、テレビの明るさのポテンシャルを最大限に引き出すという意味です。
HDRコンテンツは、基本的に4K HDRテレビのロードマップとなります。ある程度、テレビの明るさが増すほど、HDR体験はより鮮やかになります。ただし、これには限界があり、テレビの最大輝度、つまり「ピーク」輝度(小さなウィンドウやハイライト部分でテレビが最大限に明るくなる輝度)と、コンテンツが元々マスタリングされた時の輝度によって制限されます。

写真:ライアン・ワニアタ
一般的な目安として、HDRの効果を体感するには、ピーク輝度が少なくとも500ニット(ディスプレイの明るさを測る単位)のテレビが必要です。最近では低価格のテレビでもこのレベルに達するか上回っていることを考えると、それほど難しいことではありません。ただし、HDRの効果はテレビの総合コントラスト、つまり最も明るい画像と最も暗い画像の差にも大きく左右されます。例えば、完璧な黒レベルを提供するOLEDテレビでHDRコンテンツを視聴すると、黒レベルとコントラストが低い明るいLEDテレビで視聴するよりも、よりインパクトのある映像になります。
SDRコンテンツとは異なり、HDRコンテンツを視聴する際、HDRテレビの照明システムは最大出力に設定されます。これは、HDRでマスタリングされたビデオは制作者の意図をより忠実に再現することで、テレビにより多くの情報を提供するためです。そのため、単に明るさが強烈に押し付けられることはありません。HDRビデオは、HDRテレビの性能を最大限に活用するように設計されており、SDRビデオよりも広いコントラストと色彩の「範囲」により、より暗い黒レベルとより豊かなシャドウディテール、より明るく鮮やかなハイライト、そしてより表現力豊かな色彩を実現します。
HDRフォーマット: HDR10、ドルビービジョン、HDR10+
HDRには、オープンソースのベーシックなHDR10から、おそらく最もよく耳にするドルビービジョンまで、様々なフォーマットがあります。すべてのHDRテレビとコンテンツソースはHDR10をサポートしているため、テレビが対応していないフォーマットでHDRビデオを視聴している場合でも、HDRのメリットを享受できます。最大の違いは、HDRメタデータの実装方法にあります。
HDR10は「静的」なHDRフォーマットです。つまり、テレビが追従するHDRレンジを最初に設定し、その後は変更されません。一方、ドルビービジョンは動的なフォーマットで、対応テレビのHDRロードマップをリアルタイムに調整することで、シーンごと、あるいはフレームごとに、よりきめ細かなパフォーマンスを実現します。ドルビービジョンのビデオは通常、テレビ上で独自のピクチャーモードを生成しますが、ドルビーの仕様により、他のフォーマットよりも制限が厳しい場合が多いです。ドルビービジョンが他のフォーマットよりも優れているという話はよく耳にしますが、現在、ほとんどのストリーミングサービスで最も普及しているダイナミックフォーマットです。

写真:Wikipedia
Samsung製など、一部のテレビはDolby Visionに対応していません。Samsung、Panasonic、20世紀フォックスは、Dolby Visionとは異なりロイヤリティフリーのHDR10+と呼ばれる独自のダイナミックHDRフォーマットを開発しました。HDR10+は、Dolby Visionと同様に、対応コンテンツの視聴時に、標準のHDR10よりもきめ細やかなコントラストと色調整を実現するHDR対応テレビを提供します。
他の条件が同じであれば、現時点では2つのフォーマットの間に大きなパフォーマンスの違いは見られない可能性が高いでしょう。どちらも、現在のテレビパイプラインにおける最高のピーク輝度と色深度(それぞれ4,000ニットと10ビット)をサポートしています(詳細は後述)。ドルビーは最大10,000ニットのピーク輝度と12ビットの色深度をサポートすると謳っていますが、これらの仕様をサポートするコンテンツはほとんど(そもそもほとんど)見つからないため、現時点では大きな違いはほとんど理論上のものです。HDRパフォーマンスの最大の向上は、テレビパネルの品質と内部処理によってもたらされる可能性が高いでしょう。基本的なHDR10コンテンツでさえ、高性能テレビでは同様のSDRコンテンツよりもはるかに美しく表示されます。
もう一つ知っておくべきHDRフォーマットはHLG(ハイブリッドログガンマ)です。BBCとNHKによって開発されたこのフォーマットは、HDR10やHDR10+と同様にロイヤリティフリーです。テレビ放送用に開発され、SDRテレビとの下位互換性を確保しています。現在、米国ではHDR放送はほとんど見られないため、このフォーマットは珍しいですが、HDR10と同様に、ほぼすべてのHDRテレビでサポートされています。
広色域とは?
最新の4K HDRテレビは、解像度の向上に加え、より豊かな色彩表現と高い色深度を実現しています。従来のディスプレイは最大約1677万色(8ビット深度)でしたが、今日の高性能テレビは最大10億7000万色(10ビット深度)まで表示可能で、これは広色域(WCG)とも呼ばれます。HDRはWCGの輝度範囲を広げ、現在のテレビエコシステムで利用可能な色域全体をより良く表示できるため、WCGの表現力をさらに向上させることができます。

写真:Wikipedia
WCGの拡張された色域は、従来のRec. 709規格よりも高度なディスプレイ色域規格に基づいて測定されます。現在、これらの規格にはDCI-P3と、DCI-P3よりもさらに広い色域をカバーする上位規格であるBT.2020(別名Rec 2020)が含まれます。この規格は非常に複雑ですが、要するに、明るさとコントラストが向上するほど、より広い色域を表示できるようになります。4K HDR対応のテレビやディスプレイがBT.2020規格のフルスペクトルに近づくほど、より鮮やかでリアルな色彩が表現されます。
今日の最高峰HDRテレビは、より豊かで表現力豊かな色彩に加え、WCGコンテンツにおいてより精緻な色彩の陰影表現を可能にします。これにより、色相間の「バンディング」や目に見える歪みが少なく、より現実に近い映像を再現できます。バンディングは、燃えるような夕焼けや、暗い背景に映る鮮やかな色の物体などの映像で特に目立ちます。HDRにおいても、特に圧縮されたストリーミング動画や低画質のテレビでは、バンディングは依然として比較的よく見られます。最高の色彩、コントラスト、そして全体的なHDR画質は、4K HDRブルーレイやSony Pictures Coreなどのサービスの動画ファイルで得られます。
HDR コンテンツはどこで見つかりますか?
HDRは現在、Netflix、Disney Plus、Max、Amazon Primeなどのストリーミングサービスから、PlayStation 5、Xbox Series XおよびS、PCなどのゲームまで、多くの場所で視聴可能です。HDR動画は4K解像度で提供されることが多いですが、特に生放送の場合は必ずしもそうとは限りません。例えば、Amazon Primeの「サーズデーナイトフットボール」はHDRで放送されていますが、4K動画のファイルサイズの問題からか、解像度は現在1080p HDに制限されています。
4K HDRブルーレイは現在最高のHDR体験を提供していますが、この状況がいつまで続くかは不透明です。ほぼすべての新作映画が4K HDRブルーレイで視聴でき、中には(『マッドマックス 怒りのデス・ロード』のように)HDRの限界に挑戦した作品もありますが、ブルーレイプレーヤーはますます普及しなくなっています。米国で現在も販売しているのは、ソニーとパナソニックを含む数少ないブランドのみで、私たちのお気に入りのモデルもいくつか製造しています。テストには、パナソニックのDP-UB820-Kと、より高級なDP-UB9000を使用しました。これは、これらの製品が主要なブルーレイHDRフォーマットをすべてサポートしているという理由もあります。
どのような方法でHDRを導入するにせよ、アップグレードする価値は十分にあります。より深く、よりインパクトのあるコントラストから、はるかに優れた色彩表現まで、ハイダイナミックレンジは現代のディスプレイ技術における最もエキサイティングな要素と言えるでしょう。より自然で没入感のある視聴体験を可能にします。映像の撮影方法やマスタリング方法から、表示するパネルに至るまで、ディスプレイのイノベーションが次の段階に進む中で、HDRは未来を切り拓く力となるでしょう。そして、その未来はますます明るくなっています。