AMD Radeon: поддержка FreeSync через HDMI и High Dynamic Range

Страница 1: AMD Radeon: поддержка FreeSync через HDMI и High Dynamic Range

На прошлой неделе сотрудники Radeon Technologies Group встретились в калифорнийской Сономе. Вероятно, в будущем году нас ждет много интересных технологий, касающихся новых видеокарт – но детали какое-то время останутся внутри компании. Хотя AMD решила поделиться некоторой информацией, касающейся инноваций во взаимодействии между GPU и монитором – и в будущем году они будут играть весьма значимую роль. Здесь можно упомянуть поддержку FreeSync через HDMI, поддержку широкого динамического диапазона (High Dynamic Range), улучшенную компенсацию низкой частоты кадров (Low Framerate Compensation) и новый стандарт подключения дисплеев DisplayPort 1.3.

Ниже мы расскажем о новых технологиях в деталях, поясним изменения и попытаемся предсказать, какую роль они будут играть в перспективе.

Начнем обзор новых функций с широкого динамического диапазона High Dynamic Range (HDR). HDR описывает большие отличия в яркости между разными элементами картинки, то есть более широкий динамический диапазон по сравнению со стандартным динамическим диапазоном (SDR). В HDMI 2.0a, например, поддерживается передача потока с информацией HDR, сервис Amazon Prime Instant Video в США уже предлагает соответствующий контент, фильмы на новых 4K Blu-ray тоже должны поддерживать HDR. Наконец, Netflix представит первый контент с поддержкой HDR уже в начале 2016 года.

Перед тем, как рассматривать разницу между HDR и SDR, следует учесть вот что. Как и в случае частоты обновления мониторов и телевизоров, производителям приходится наследовать технологии передачи картинки еще со времен ЭЛТ-мониторов. Данные технологии не предусматривают передачу дополнительной информации, такой как HDR, на мониторы. Если даже при съемке кино и телевизионных передач будет захватываться информация HDR, она будет теряться и урезаться при последующей передаче. Все это влияет на цветовое пространство, контрастность и яркость, которая обычно не превышает 100 кд/м². В результате черный цвет не получает глубину, а на ярких изображениях теряется информация.

При создании видео контент проходит через несколько этапов обработки. Сюда входит запись видео, обработка и монтаж, запись на носители и воспроизведение непосредственно на дисплее. Производители телевизоров и мониторов пытаются создавать собственные динамические профили и настройки, чтобы компенсировать потери, но все же потерянную информацию восстановить нельзя, можно разве что провести интерполяцию. Технически перед производителями дисплеев стоят серьезные проблемы, поскольку реализовать поддержку HDR напрямую пока сложно. Панели на жидких кристаллах просто не могут выдать нужную пиковую яркость, как и глубокий черный цвет, имеющийся у панелей OLED. Так что производителям еще предстоит улучшать подсветку, чтобы достичь большую динамику яркости. Приходится выставлять яркость отдельно для разных областей панели, что значительно сложнее распространенных сегодня технологий.

Для представления широкого динамического диапазона, подобно сфере аудио, разработан стандарт Dolby Vision. Он позволяет указывать максимальную яркость до 4.000 кд/м², что намного превышает современные возможности. Так что пройдут годы, прежде чем мы сможем наслаждаться подобным представлением в гостиных комнатах. Кроме того, имеются и другие технические ограничения, которые, в том числе, поможет обойти стандарт HDMI 2.0a.

HEVC на сегодня является единственным «потребительским» кодеком, поддерживающим воспроизведение контента HDR. Кроме того, технология Dolby Vision позволяет использовать существующие кодеки, к которым добавляются данные. Однако такой поток могут распознавать только устройства Dolby Vision, необходимая пропускная способность увеличивается на четверть, что тоже может вызвать проблемы.

Технология HDR позволяет передавать и выводить не только большие отличия по яркости, но и большие цветовой диапазон. Сегодня распространены цветовые пространства sRGB и Adobe RGB. Но уже определены стандарты Rec. 2020 и Digital Cinema (DCI) HDR-10 UHD TV с расширенным цветовым пространством, которое приближается к возможностям восприятия человеческого глаза.

Конечно, для передачи и воспроизведения контента HDR требуется кодирование. Здесь AMD планирует утвердиться в ближайшие годы, разработав новые стандарты и поддержав их в своем аппаратном и программном обеспечении. Кодирование сегодня опирается на старые стандарты 1930-х годов, которые должны уступить место новым стандартам, в том числе 10-Bit ST 2084.

Тему HDR нельзя назвать новой для игр, как и для фильмов. В играх уже давно предпринимались попытки симулировать широкий динамический диапазон HDR, но только силами движка. Поскольку ни видеокарта, ни монитор, ни интерфейс передачи не могли передавать информацию HDR. И в играх под HDR часто понимались чересчур насыщенные эффекты освещения (с перенасыщением яркостью), которые, конечно, мало соответствуют реальному HDR.

Конечно, с преимуществами HDR спорить вряд ли уместно. Но AMD оставляет открытыми много вопросов. Сегодня ни одна из видеокарт на GPU AMD не поддерживает HDMI 2.0. Хотя HDR поддерживается и в стандарте HDMI 1.4b, который уже присутствует на современных видеокартах. Как ожидается, следующее поколение GPU AMD в 2016 году получит выходы HDMI 2.0a с полной поддержкой UltraHD и 4K, но и здесь могут быть задержки. Соответствующая спецификация была принята консорциумом HDMI еще в начале 2015. И в каком виде и когда устройства HDMI 2.0a выйдут на рынок – пока неизвестно. Открытым остается вопрос, будут ли устройства HDMI 2.0 совместимы с HDMI 2.0a.