HDR이란 무엇인가

디스플레이에서의 HDR

HDR이란?

HDR의 의미는 사용되는 곳에 따라 그 의미가 다르다.

• 디스플레이에서의 HDR
• 사진에서의 HDR

용어정리 : 디스플레이에서의 HDR의 의미

디스플레이의 스펙에 HDR 표기가 되어있는 것을 이제는 꽤 볼 수 있다.

• HDR은 말 그대로, 높은 DR을 지원하는 것이다.

  <aside> 💡 나무위키발 DR 설명

  표현할 수 있는 가장 어두운 정도와 가장 밝은 정도의 차이, 즉 명암비를 말한다. EV 스톱(EV Stop(s), 줄여서 '스톱'이라고 부른다. 정식 명칭은 Exposure Value Stop(s)이다.)이라는 로그 수치 또는 ***nit ( 단위는 cd/m² 로, 1 cd/m² = 1 nits 이다 )***라는 선형 수치로 표현할 수 있다.

  8비트 및 10비트 SDR 영상의 경우 0~100 cd/m²(약 6.6439 스톱)까지의 DR을 가지고, 10비트 HDR10 규격의 HDR 영상의 경우 0~1000 cd/m²(약 9.9658 스톱)의 폭넓은 DR을 가지며, 12비트 돌비 비전 HDR 영상의 경우 디지털 시네마 카메라로 촬영한 RAW 원본에 가까운 0~10000 cd/m²(약 13.2877 스톱)의 DR을 가진다.

  </aside>

다른 의미인 것들이 같은 용어인 DR을 공유하고 있으므로, 여기서부터는 조심스럽게 읽어야 한다.

• 디스플레이 DR이라고 부르는 것은 최소밝기 - 최대밝기의 비로, 간략하게는 명암비라고 부른다. 최소 밝기는 명암비를 최대밝기로 나눈 값이 된다. 이러한 디스플레이의 DR은 모니터가 표현할 수 있는 명암의 폭이라고 보면 된다.

  

• 우리가 다루고자 하는 모니터의 HDR은 DR의 영향을 받지만, 요구치가 살짝 다르다. bit 단위에서부터 표현의 폭이 넓어야 한다. 8비트의 이미지가 아니라 10비트의 이미지를 사용하고, “더 밝음”을 표현하기 위해서 디스플레이의 밝기도 아주 밝아야 한다.

• 디스플레이 DR, 즉 명암비는 화면이 검게 표현될 경우 그 값이 극단적으로 커지기 좋은데, 우리가 필요로 하는 HDR은 높은 밝기도 포함되어 있다. 그래서 단순히 디스플레이 DR로 HDR의 가능 여부를 확인하기는 어려운 것이다.

• 리얼 월드의 DR은, 빛에 의해 존재하는 물리적인 세계이고, 마찬가지로 명암비로 표현을 한다. 디스플레이는 이 현실세계를 효과적으로 모방하기 위해 이런저런 기법들을 사용할 것이다.

• 카메라의 HDR은 밝은 이미지와 어두운 이미지를 합성하여, 동일한 bit에 더 넓은 현실의 DR을 욱여넣는 것이다. 아래에 8비트 사진의 예시로 더 알아볼 것이다.

DR이 “넓다” 라는 것이 무슨 말일까?

현실세계의 밝기는 모니터에서 지원하는 밝음 / 어두움보다 훨씬 격차가 크고, 사람의 눈은 자연을 바라볼 때 한번에 아주 넓은 범위의 밝기와 색상을 한번에 받아들인다.

• 리얼 월드의 DR은 엄청나게 폭이 넓다. 한낮 1,000,000니트, 별빛 0.001니트로, 좀 더 극단적인 상황까지 포함하자면 무한대에 가까운 명암비를 가지고 있다.

  

이렇게 DR이 높다 / 넓다는 것은 무엇을 의미할까?

• 화면에 대해서 표현할 수 있는 정보의 양이 늘어난다는 것이다. 예를 들어서 8비트 이미지에 다 넓은 DR을 담아낸 아래 이미지를 보자.

  

  배 아래쪽 암부가 드러나고, 하늘의 색이 타는(클램핑되는) 부분에 색이 돌아왔다. 8비트 화면으로도 더 넓은 DR을 담아낸다.

• 자연에 존재하는 명암을 사람의 눈으로 볼 때, 사진으로 찍으면 검게 나올법한 어두운 부분이나 하얗게 탈 만한 밝은 부분도 아주 자연스럽게 한번에 볼 수 있다. 이것이 바로 눈이 아주 넓은 DR을 가지고 있다는 것을 의미한다.

• 이처럼 넓은 DR의 이미지를 8비트에 쑤셔넣는 것도 가능하다. 위의 HDR 이미지가 그런 일을 한 것이며, 그 결과 우리는 sRGB 디스플레이로 넓은 DR의 이미지를 보고 있다.