HDR: cos' e cosa significa per giochi e film? - articolo

La tecnologia di visualizzazione si sta evolvendo, ma che miglioramenti offre l'high dynamic range?

Il reveal di Xbox One S è il primo esempio dell'evoluzione della tecnologia console verso le funzionalità degli ultimi schermi da salotto. La nuova unità è equipaggiata con un controller HDMI 2.0, che permette di supportare contenuti in ultra HD e giochi renderizzati in HDR, high dynamic range.

Gli schermi 4K stanno calando di prezzo, ma quelli HDR-ready costano ancora non poco. Gli standard di contenuti e display sono pienamente definiti, e tutti i costruttori e produttori di contenuti più importanti si sono mossi.

Con prezzi che partono da £249/$299/€299 per l'unità da 500GB, dotata anche di un drive Blu-ray UHD, la nuova Xbox One S potrebbe essere la macchina più completa ed economica sul mercato nel momento del suo lancio, previsto per agosto. Non solo, il supporto per il gaming HDR sembra già notevole. Durante la presentazione di Microsoft all'E3 è stato rivelato che Forza Horizon 3 e Gears of War 4 supportano l'HDR, cosa che faranno indubbiamente anche molti altri giochi. Ma cosa significa di preciso? In che modo i giochi sfrutteranno la risoluzione aggiuntiva e il maggior contrasto, visto che la potenza di calcolo è limitata sulle console in confronto ai PC di fascia alta?

I 4K offrono un pixel count quadruplo rispetto a un'immagine nativa a 1080p, con una risoluzione di 3480x2160, ma questa è solo una parte del nuovo standard dell'home entertainment. L'UHD supporta anche una gamma cromatica più ampia rispetto alle HDTV standard, oltre all'high dynamic range, funzioni ideate per estrarre il maggior dettaglio possibile dalle fonti in 4K, oltre a ciò che sarebbe possibile con il solo aumento del numero di pixel. La maggior parte dei film, infatti, viene ancora completata a 2K e poi upscalata a 4K, quindi HDR e la più ampia gamma cromatica sono necessari per fornire un passo in avanti tangibile rispetto agli attuali Blu-ray a 1080p.

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Quest'immagine mostra le migliorie offerte dall'HDR. La neve è renderizzata con colori più accurati e i riflessi sulle parti lucide sono più pronunciati, con il risultato che l'immagine è più realistica.

Cos'è l'HDR e quali sono i suoi benefici?

L'HDR permette di visualizzare una gamma più ampia di colori più vividi e neri che vengono percepiti come più profondi, mantenendo al tempo stesso dettaglio delle tonalità intermedie quando tutti e tre gli elementi sono sullo schermo. Ciò permette una presentazione più 'fedele alla realtà', che replica più accuratamente ciò che l'occhio umano è capace di vedere. Oltre a questo viene mantenuto più dettaglio della fonte originale rispetto a quanto avviene con gli standard attuali, in cui la compressione del colore diminuisce le tonalità renderizzate e mostrate su schermo.

L'uso di una gamma cromatica e di profondità superiori gioca un ruolo fondamentale in questo, con l'impiego dell'elaborazione di colori a 10 e 12 bit per migliorare la presentazione rispetto a quella in HD. Ad esempio, il colore a 10-bit offre 1024 sfumature per ogni colore primario in confronto alle 256 dei Blu-ray HD standard, masterizzati in colore 8-bit. Il risultato è che la miglior precisione dei colori permette di mostrare dei dettagli più intricati nell'intera scena, e non solo in quelle con un forte contrasto tra aree luminose e scure.

Da questo punto di vista il formato 4K non prevede solo la renderizzazione di più pixel su schermo, ma la creazione di pixel più belli da vedere, che replicano accuratamente il materiale originale, avvicinandosi al modo in cui vediamo il mondo con i nostri occhi. Xbox One manca della potenza della GPU necessaria per renderizzare titoli complessi a 4K nativi, ma l'uso di HDR e palette cromatiche più estese dovrebbe migliorare la presentazione dei titoli in 1080p upscalati a risoluzione UHD. C'è il potenziale per elaborare più dettaglio nelle aree luminose e scure, posto che il passaggio HDR sia masterizzato in 4K dopo l'upscaling dell'immagine: questo dovrebbe aggiungere più informazioni per pixel di quanto accade con un'immagine a 1080p.

HDR: soluzioni in conflitto

rec2020
Una gamma cromatica più ampia è un'altra componente fondamentale della specifica UDH, e aggiunge una precisione maggiore al modo in cui i colori vengono renderizzati su schermo. Il Rec 2020 è il nuovo standard ma a causa di limiti dell'attuale tecnologia alla base degli schermi, tutti i contenuti puntano allo spazio cromatico DCI P3 all'interno del contenitore Rec 2020.

Al momento sul mercato vi sono numerose implementazioni HDR in competizione per diventare lo standard de-facto, rendendo quindi il supporto un potenziale campo minato quando si tratta di compatibilità e visualizzazione precisa su schermo dei contenuti HDR. HDR-10 e Dolby Vision sono le due principali, e differiscono in profondità di colore e luminosità massima. HDR-10 è lo standard scelto per i Blu-ray UHD, e utilizza materiali a 10-bit arrivando fino a 1.000 nit di luminosità. Per Dolby Vision vengono utilizzati materiali a 12-bit, e la maggior parte dei prodotti puntano a 4.000 nit di luminosità massima.

L'implementazione Dolby è la più avanzata delle due ma richiede anche dell'hardware aggiuntivo. Dolby Vision supporta anche HDR-10 ma non viceversa. Ciò rende meno probabile il supporto di questo formato da parte di Xbox One S, anche se per ora non sono stati forniti dettagli sui formati che funzioneranno con la console. È possibile che vengano supportate versioni multiple di HDR ma Microsoft è stata sorprendentemente reticente a fornire specifiche complete di Xbox One S.

Le diverse soluzioni HDR stanno già causando alcuni problemi con i primi hardware che supportano le specifiche UHD, e alcuni schermi progettati attorno alla gestione di Dolby Vision visualizzano in maniera errata i contenuti HDR-10. Per assicurare la massima compatibilità, avrebbe senso supportare il maggior numero possibile di formati HDR ed evitare così potenziali problemi. Da questo punto di vista c'è la sensazione che i produttori stiano ancora lavorando sul modo migliore di gestire i differenti metodi di visualizzare i contenuti HDR nell'ambiente casalingo, e resta da vedere come si inserirà Xbox One S in questo scenario.

Contenuti HDR: cosa c'è di disponibile?

Al momento, la fonte principale di materiale HDR sono i Blu-ray UHD. Anche se non è necessario per tutti i dischi supportare il formato, si prevede che tutti gli studi più importanti produrranno versioni HDR dei loro titoli del passato più popolari, e la maggior parte dei film recenti dovrebbe supportare questa funzione. Questo è il punto di forza dei dischi UHD, anche perché molti film non verranno rielaborati in 4K a causa dei costi del processo di rimasterizzazione.

Anche i servizi di streaming si stanno unendo a questa corrente, anche se attualmente il supporto per 4K e HDR è poco. Ci sono piani per oltre 150 ore di contenuti con supporto HDR su Netflix, con Bloodline, Daredevil e Jessica Jones tra i titoli previsti. La lista sembra impressionante, ma gli utenti riportano che i titoli veramente funzionanti sono molto pochi.

Anche Amazon Prime Instant Video ha rivelato dei piani per il supporto HDR ma al momento una ricerca sul servizio restituisce un solo risultato: Mozart in the Jungle. In breve, siamo ancora agli inizi. I contenuti HDR stanno cominciando ad arrivare ma il supporto è a dir poco irregolare e potrebbe anche variare da regione a regione.

Le cose iniziano a farsi veramente interessanti quando si parla di giochi in HDR, e Xbox One è la prima piattaforma importante a offrire titoli che utilizzano una gamma cromatica superiore, con il supporto PC in arrivo. I benefici sono simili a quelli di video e film, ma la parte interessante è il modo in cui gli sviluppatori realizzeranno la cosa su console. Le UHDTV accettano metadati HDR solo da un segnale 4K. Questo però non significa che Xbox One debba renderizzare nativamente a 4K: sarà sufficiente che il segnale in uscita sia a quella risoluzione con i dati HDR corretti codificati nel segnale.

Gears of War 4 e Forza Horizon 3 puntano a offrire supporto HDR con upscaling 4K. Abbiamo dato un'occhiata alla demo dell'E3 2016 e ne siamo rimasti veramente colpiti.

Come abbiamo visto dal supporto ai 1080p su PlayStation 3, i titoli semplici come i giochi d'azione in 2.5D potrebbero forse girare a 4K e usare l'HDR per offrire risultati grafici superiori rispetto al Full HD, ma questo sarebbe fuori discussione per i titoli tripla A. Piuttosto, farli girare a 1080p o a risoluzioni inferiori e upscalarli a 4K sembra essere la soluzione più percorribili ed è quasi certamente ciò che è accaduto con le demo di Microsoft all'E3.

HDR: a che punto siamo

Xbox One S sembra posizionata per surclassare Shield Android TV di Nvidia nel ruolo di box multimediale 4K più completo sul mercato: la console offrirà supporto per Blu-ray UHD (al momento la fonte di gran lunga più ricca di contenuti UHD con supporto HDR), in più speriamo di vedere un supporto aggiornato a 4K e supporto HDR dai principali servizi di streaming. Al momento il formato sta comunque emergendo: il prezzo per gli schermi adatti è notevole, e oltre i Blu-ray UHD i contenuti scarseggiano.

Inoltre, va detto che i siti specializzati in AV stanno scoprendo dei problemi fondamentali con gli schermi attualmente capaci di supportare l'HDR. In breve, anche se sono capaci di mostrare una differenza notevole in confronto alla tecnologia 4K standard, gli schermi con high dynamic range non sono più luminosi. L'immagine presenta più sfumature ma può apparire più attenuata, facendo quindi perdere l'impatto dell'HDR durante la visione nel periodo diurno della giornata.

In conclusione, senza una fase pionieristica e il software per supportarla, non vedremmo alcun vero progresso nella visualizzazione di film e videogiochi. È stupendo vedere Xbox One S aggiungere questa tecnologia, e anche se il passaggio al supporto HDR non cambierà il panorama videoludico, è bello vedere il tentativo di spingersi oltre i limiti. Faremo del nostro meglio per testare le capacità 4K e HDR del nuovo hardware sia per quanto riguarda i contenuti multimediali che i videogiochi, non appena l'hardware e il software adatti saranno disponibili.

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