HDMI 2.1、ドルビー、HDR、VRR、ALLM、4:4:4、10 ビット: 新しい TV 用語のすべてを理解する

テレビはますます複雑になっている電子機器です。実際、何年にもわたって、ディスプレイ技術だけでなく画像最適化技術も猛烈なスピードで次々と進化し、互いよりもさらに素晴らしい画像を実現しています。このようなシステムの更新には一定の投資が伴うことが多いため、軽視することはできません。毎年最新のものを手に入れたいというマニアでない限り、毎年登場するわけでもありません。

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また、テレビを買い替える時期が来ると、テクノロジーが非常に進化しているため、迷ってしまいがちです。ここでは、特性シートで使用される主な専門用語を説明します。これは、理解に役立つものです。

定義、i に点を付けましょう

簡単なことから始めましょう。つまり、現在市販されているさまざまなテレビが提供する定義です。エントリーレベルのモデルは、フル HD 解像度、つまり幅 1920 ピクセル、高さ 1080 ピクセルを表示できます。その他、ミッドレンジからハイエンドまでは、Ultra HD 解像度を表示できるパネルの恩恵を受けます。

これは実際には Ultra HD という用語であり、4K ではないことを明確にしておきます。実際、Ultra HD (または UHD) 定義は、テレビのフレームに相当する 16:9 の比率で幅 3840 ピクセル、高さ 2160 ピクセルに相当します。 4K という名前は、Ultra HD と誤って関連付けられています。これは、幅 4096 ピクセル、高さ 2160 ピクセルの定義に対応しており、比率 17:9 で映画業界向けに予約されているフォーマットです。具体的には、4K テレビは存在せず、Ultra HD テレビのみが存在することを意味します。 4K という記述がある場合、実際には Ultra HD 解像度であるため、それは純粋にマーケティングです。

さらに進んで、人間の目で知覚できる解像度に近づけようとして、メーカーは Ultra HD 8K 解像度のパネルを搭載したテレビの開発に成功しました。したがって、常に 16:9 フォーマットで、幅 7680 ピクセル、高さ 4320 ピクセルを提供します。

それは今の大流行語です。テレビは HDR (ハイ ダイナミック レンジ) に対応している場合とそうでない場合があります。この技術はフランス語で「ワイド ダイナミック レンジ」を意味し、その主な目的は、特にコントラストのあるシーン、つまり非常に明るい領域とその他の暗い領域が含まれるシーンが提示された場合に、人間の目の知覚の現実をより適切に画像に変換することです。 。

全体として、コントラストを強化するだけでなく、可能な限り詳細なシーケンスを提供する色も強化します。 HDR 技術は、これまで使用されていた SDR (Standard Dynamic Range) 技術よりも広いダイナミック レンジを提供します。

言及HDR は HDR10 の短縮フォーマットですこれがこの技術の正式名称です。次にHDR10+です。これは、映画またはシリーズ全体にわたるコントラストの変化を考慮する HDR10 テクノロジーの進化であり、HDR10 は、メタデータと呼ばれるものを静的に追跡する独自のアルゴリズムを適用するため、読み取られたメディア全体に対して決定的に設定されます。 HDR10+ は、シーケンスごとに記録された動的メタデータを使用します。シーンごとに最適な再生を司る情報です。

最後にフォーマットHDR10+ アダプティブテレビに統合されたセンサーの存在により、部屋の周囲の明るさの分析を追加することにより、動的なメタデータを使用するという原則が採用されています。後者は、部屋の光に応じて設定を自動的に調整できます。実際には、これは、部屋が明るいときはより明るい画像を表示し、暗いときはより暗い画像を表示することを意味します。
HDR10 フォーマット (およびそのバリエーション) は「オープンソース」と呼ばれ、それを使用したいすべての企業が運営費を支払うことなく使用できます。サムスン、パナソニック、フィリップス、20世紀フォックスなどの家電企業数社が支援している。 HDR10 および HDR10+ は、10 ビット深度で最大 10 億色を表示できます。

ドルビー ビジョン、もう 1 つの HDR モード

現在非常に人気のあるアメリカの会社ドルビーラボラトリーズは、多くのメーカーが使用する HDR 標準としての地位を確立することに成功しました。独自の Dolby Vision フォーマットは、競合他社の HDR10+ と同様に、メタデータを使用して、互換性のあるテレビに、明るさ、コントラスト、色のレンダリングを最適化するためにさまざまなシーンを動的に管理する方法を信号で伝えます。ドルビー ビジョン フォーマットは理論的には 12 ビットの深さで最大 687 億色を表示できますが、この記事の執筆時点では 12 ビット パネルを備えたテレビは存在しません。

Dolby Vision IQ の概念は、HDR10+ アダプティブに似ています。したがって、動的なメタデータと周囲の明るさレベルを組み合わせて使用​​して、画像パラメータを最適に調整することが問題になります。 HDR10+ アダプティブと同様、これは TV メニューで無効にできるオプションです。

8ビット+FRC、10ビット、12ビット、ケザコ？

テレビでは色についてよく話されます。色深度と呼ばれるものにさらに具体的に焦点を当ててみましょう。完全に理解するには、ある程度のコンピューター スキルが必要です。実際、バイトは 8 ビットで構成され、0 から 255 (2 の間) の値を取ることができます。⁰他2⁸）。したがって、3 つの原色には、赤の 256 階調、青の 256 階調、緑の 256 階調があり、合計 1,600 万色になります。これは理論上の理由です。実際には、ビデオ コンテンツは各サブピクセル (16 ～ 235) の 220 階調のみで提供されており、これはフル RGB に対してリミテッド RGB (リミテッド RGB ) と呼ばれるものです。したがって、8 ビット テレビのパネルは理論上 1,600 万色を表示できます。
さらに進んで、メーカーは 10 ビット システム、つまり青の 1024 階調、緑の 1024 階調、赤の 1024 階調、合計 10 億色のシステムを提供することを決定しました。したがって、最大色を同一に保ちながら、10 ビットの色深度は 8 ビットよりも大きくなります。
特定の 8 ビット パネルでは、カラー バンディング現象と呼ばれるものが見られます。これは、色レベルの定量化が低いことに関連する、見栄えのしない色のグラデーションです。そうしないと、美しいグラデーションを実現するのに十分な色間のニュアンスが得られません。

これを克服するために、メーカーは解決策を見つけました。 FRC (フレーム レート コントロール) と呼ばれるテクノロジーを使用しています。これは、パネルでネイティブにサポートされていない色の表示を外挿することで、表示される色の知覚を改善することで構成されます。これにより、グラデーションでのカラー バンディングの影響が制限され、コストが 10 ビット パネルよりも低くなります。次に、8 ビット + FRC パネルを搭載したテレビについて説明します。これらは主にミッドレンジセグメントに属します。ハイエンド モデルでは 10 ビット パネルが好まれます。
前述したように、現在、12 ビット パネルを搭載した民生用テレビは存在しません。

4:4:4、4:2:2、4:2:0、これは何に相当しますか？

画像を定義するには、ビット単位の色深度、ピークの明るさ、コントラスト比など、多くの概念があります。さらに、いわゆるクロマ サンプリングは、画面の忠実度を決定するのに役立ちます。サンプリングが大きいほど、画像はより正確になります。画像の各ピクセルは、Y 輝度、青色クロミナンス (Cb)、赤色クロミナンス (Cr) の 3 つのコンポーネントから再構成されます。 a:b:c の形式で表されます。

4:4:4 信号の場合、これは非圧縮サンプリングによるフルカラーの色域で完全に定義されており、これまでで最高の品質を表します。これは、最高のビデオ ビットレートを必要とするものでもあります。信号が 4:2:2 の場合、これは圧縮されていて、2 つのカラー ラインに対して (以前は 4 であった) 2 ピクセルだけがサンプリングされていることを意味します。他の信号は複製されるため、精度は低くなりますが、それでも、最終的に非常に近い知覚を実現するために、このタイプの信号の転送に必要な流量を大幅に減らすことができます。最後に、4:2:0 信号の場合、ビット レートはさらに低く、4:4:4 信号に必要なビット レートの約半分ですが、カラー サンプルを持つピクセルは 2 つだけで、残りは重複です。

したがって、可能な限り 4:4:4 互換モデルを選択するか、より良い画像結果を得るには少なくとも 4:2:2 互換モデルを選択してください。

VRR: 可変リフレッシュ レート、ゲーマー向け

VRR (可変リフレッシュ レート) の概念は、パネルのリフレッシュ レートを変更できるテレビの機能を使用して、ソース (ほとんどの場合、ゲーム コンソール) によって生成される画像の周波数との同期を試みます。 。

このオプションを使用すると、ソースと放送局 (この場合はテレビ) の間の安全でない同期によって発生する可能性のある画像のティアリングを制限できます。グラフィックス カードを搭載したコンピューターを使用する場合、AMD と Nvidia がそれぞれ開発したテクノロジである FreeSync Premium (または Premium Pro) と G-Sync が使用されます。これは HDMI 2.1 規格のオプション機能です。

ALLM、入力遅延を軽減します

ALLM (自動低遅延モード) 機能を使用すると、ゲーム コンソールなどのソースが HDMI 接続経由でテレビに信号を送信できるようになり、より高速な表示が可能なモード (通常はゲーム モード) に自動的に切り替わります。

この機能が不要になると、テレビは「通常」モードに切り替わります。したがって、この機能により、プレイヤーがゲームパッドのボタンを押してから画面の最後にアクションが発生するまでに記録される、いわゆる表示遅延または入力ラグを短縮することができます。これは HDMI 2.1 規格のオプション機能ですが、一部の古い HDMI バージョンの機器でもこの機能を利用できる場合があります。

HDMI 2.1、どのテクノロジーと互換性がありますか?

HDMI インターフェイスの論理的進化である HDMI 2.1 バージョンには、最大 48 Gbit/s の帯域幅によって駆動されるさまざまな機能が含まれています。

HDMI コンソーシアムの Web サイトでは、バージョン 2.1 と互換性のある HDMI 接続を備えた機器が、この規格が提供するすべての可能性を必ずしもサポートするとは限らないことを明記していることに注意してください。すべての関数はオプションです。マーケティング上の理由から、メーカーはこの概念を利用して、問題のバージョンの機能がサポートされているがすべてではない場合にバージョン番号 (2.1) を強調表示することができ、ある種の混乱を引き起こします。

HDMI 2.1 規格でサポートされている機能は、コントラスト最適化のための HDR テクノロジー、ゲームでの画像のティアリングを制限する VRR、表示遅延時間を短縮する ALLM、およびあるソースから別のソースへの素早い切り替えのための QMS (Quick Media Switching) だけでなく、QFT です。 (クイック フレーム トランスポート) は、画像の送信時間を短縮することで表示遅延を軽減します。 eARC テクノロジーもサポートされており、最も要求の厳しいフォーマットをサポートする HDMI ポートを介して、テレビからオーディオ システムへのオーディオ フィードバックを楽しむことができます。

HDMI 2.1 規格は、最大 144 フレーム/秒の Ultra HD ビデオ信号と 60 フレーム/秒の Ultra HD 8K をサポートできます。これは、より少ない定義ももちろん受け入れられることを意味します。最後に、ちょっとした説明ですが、常に言ったほうがよいでしょう。デバイスで利用可能なすべてのテクノロジーを活用するには、HDMI 2.1 互換ケーブルを使用する必要があります。

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