HDR, Visualización y operación (III) – Estándares de HDR para pantallas de televisión
Se han formulado –y se continúan formulando– estándares para cada aspecto de la creación de contenidos, del transporte de la señal, de la emisión y de la muestra de imágenes en HDR. Constituyen una notable cantidad de aparentes jeroglíficos para los usuarios y –a riesgo de resultar pesados– creemos imprescindible describir para los lectores al menos los más importantes, con la intención de evitar que se pierdan en la marea de normas que las distintas instituciones competentes elaboran a este respecto.
Entre las organizaciones que han desarrollado estándares relativos a fundamentos de la UHDTV y/o del HDR se encuentran la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU), la Sociedad estadounidense de Ingenieros de Cine y Televisión (SMPTE), la Asociación de Bienes de Electrónica de Consumo (CEA), el Grupo de Expertos de la Imagen en Movimiento (MPEG) y la Asociación de Discos ópticos Blu-Ray (BDA).
Este es un breve listado de las normas esenciales:
- SMPTE ST 2084:2014 y CEA-861-3. Hacen referencia a la Función de Transferencia Electro-Óptica (EOTF) para HDR, desarrollada por los laboratorios Dolby para definir el proceso mediante el cual el lenguaje de código digital se convierte en luz visible. Como veremos a lo largo de esta serie de artículos, los estándares de Dolby son aquellos que implican una mayor calidad de imagen y un tratamiento más cuidadoso de la misma. Por ese motivo conforman el principal conjunto de normas que se observan en la filmación y proyección cinematográficas. En televisión, existen otro tipo de prioridades.
- SMPTE ST 2086:2014. Define los metadatos estáticos, es decir, aquellos que no cambian durante la reproducción del contenido de vídeo asociado.
- SMPTE ST 2094. Define –en seis partes diferenciadas– los metadatos dinámicos, que dependen del contenido. Cada conjunto de metadatos definido por las normas SMPTE ST 2094 especifica uno de los siguientes parámetros: el método de codificación, la pantalla de destino, el intervalo de tiempo –cuándo se inicia el proceso y su duración–, la ventana –coordenadas de los píxeles afectados dentro de la pantalla completa– o la transformada de color a emplear. Estas transformadas se denominan DMCVT (Transformadas de Metadatos Dinámicos del Volumen de Color). Su función es preservar la intención creativa del metraje en HDR a través de una gran variedad de pantallas. Se transporta en archivos, flujos de vídeo y material encapsulado. Las normas SMPTE ST 2094 se complementan con la CEA-861-G que establece protocolos, requerimientos y recomendaciones para la utilización de interfaces digitales sin compresión en bienes electrónicos de consumo –HDMI de nueva generación, en este caso–.
- ITU-R BT.2020. Esta recomendación de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) es una vieja conocida ya en nuestras series de artículos sobre cinematografía. Define –entre otros aspectos de un sistema de UHDTV– un amplio espacio de color.
- ITU-R BT.2381-0 (07/2015). Se trata de un informe que resume los criterios de rendimiento a cumplir por todo sistema de emisión de televisión de HDR. Entre tales criterios se encuentra el de la retrocompatibilidad del contenido de HDR con pantallas de SDR.
Para agregar más confusión en el cerebro del común de los mortales, la Asociación de Bienes Electrónicos de Consumo (CEA) –que hemos mencionado con anterioridad– cambió recientemente su nombre por el de Asociación de Tecnología de Consumo (CTA). Nos vemos obligados a mentar ambos, porque gran parte de las normas CEA –que obedecen a la antigua denominación– continúan estando en vigor. La organización ha definido una guía de mínimos que debe cumplir cualquier televisor, monitor o proyector que aspire a la denominación oficial de Dispositivo Compatible con el HDR:
- Incorporar al menos un interfaz que soporte señal de HDR.
- Recibir y procesar metadatos estáticos de HDR. Una entrada de HDMI necesita ser como mínimo 2.0a para transmitir tales metadatos.
- Recibir y procesar el perfil HDR10 por medio de IP, HDMI u otras fuentes de transmisión. Una vez más, es necesario al menos HDMI 2.0a. Se pueden incluir otros perfiles adicionales.
- Aplicar una Función de Transferencia Electro-Óptica (EOTF) apropiada antes de procesar la imagen.
De cara al consumidor final, tiene mayor relevancia lo que define la Alianza de Ultra Alta Definición –UHD Alliance–, otra organización formada por un conjunto empresas de la industria y especializada en el desarrollo de estándares en UHD, así como en su certificación. Entre sus miembros se encuentran todos los grandes estudios de cine estadounidenses, los mayores distribuidores de contenidos y los más importantes fabricantes de pantallas. La alianza ha establecido una certificación ULTRA HD PREMIUM –con su logo correspondiente– para dispositivos, contenidos y servicios que cumplan con las siguientes especificaciones mínimas:
- Resolución de 3.840 x 2.160 para contenidos, distribución y dispositivos de reproducción.
- Profundidad de color de al menos 10 bits para contenidos, distribución y dispositivos de reproducción.
- Espacio de color que cumpla con la norma BT.2020 para contenidos, distribución y dispositivos de reproducción.
- Pantallas que cumplan con estos requisitos:
- Función de Transferencia Electro-Óptica (EOTF) inversa de la norma SMPTE ST 2084.
- Espacio de color que cubra al menos un 100% de la norma P3 DCI.
- Luminancia máxima de más de 1.000 nits.
- Nivel de negros de menos de 0,03 nits.
- Función de transferencia de contenidos acorde a la norma SMPTE ST 2084.
- Dispositivos de reproducción que cumplan con estos requisitos:
- Función de Transferencia Electro-Óptica (EOTF) acorde a la norma SMPTE ST 2084.
- Espacio de color que cubra al menos un 90% de la norma P3 DCI.
- Luminancia máxima de más de 1.000 nits para LED o más de 540 nits para OLED.
- Nivel de negros de menos de 0,05 nits para LED o menos de 0,0005 nits para OLED.
Uno de los principales objetivos de la alianza es que el contenido en UHD sea retrocompatible con pantallas en SDR. Esto supone un reto clave para los sistemas de emisión en HDR.
Por último, la Asociación del Disco óptico Blu-Ray (BDA) ha presentado sus especificaciones para discos Ultra HD Blu-Ray, que incluyen la necesidad de una capa base de vídeo HDR10 y otra Dolby Vision opcional.
En nuestra próxima entrega profundizaremos en la Función de Transferencia Electro Óptica (EOTF) de HDR.
