Тест и обзор: NVIDIA GeForce GTX 1080 на архитектуре Pascal

Страница 5: HDR, кодеки видео и выходы на дисплей

Начиная с этого года важной темой становится высокий динамический диапазон (High Dynamic Range). AMD еще в прошлом году объявила, что будущие GPU компании будут поддерживать 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, сервис Netflix представил первый контент с поддержкой HDR с начала 2016 года.

Чтобы понимать отличия между HDR и SDR, следует учесть следующее. 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. У HDR в первой версии яркость ограничена 1.000 кд/м², а контрастность 10.000:1, цветовой охват должен составлять 75% от видимого спектра. Так что пройдут годы, прежде чем мы сможем наслаждаться подобным представлением в гостиных комнатах.

Со стороны кодеков подготовка уже началась. 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 больший 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.

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. На мероприятии Editors Day NVIDIA представила вместе с разработчиками версию Rise of the Tomb Raider с поддержкой HDR. На презентации нам пришлось привыкать к тому, что яркие области буквально ослепляли. Но, возможно, за все годы глаз привык к стандартному динамическому диапазону, поэтому ему сложно перестраиваться на более реалистичное отображение игры.

NVIDIA в архитектуре Pascal поддерживает 10-битное кодирование и декодирование с поддержкой HDCP. Декодирование HEVC возможно в режиме 4K на 60 fps с 10/12 битами. Кодирование HEVC ограничено 4K на 60 fps с 10 битами (например, запись стриминга или просто сигнала видео).

В рамках новой архитектуры Pascal NVIDIA пересмотрела видеовыходы GeForce GTX 1080 и GTX 1070. Обе карты оснащены выходами HDMI 2.0b и DisplayPort 1.3/1.4. В случае DisplayPort 1.3 подразумевается уже принятый стандарт, насчет DisplayPort 1.4 NVIDIA указывает готовность к его поддержке, так как VESA еще не приняла финальные спецификации. Но, как ожидается, NVIDIA будет полностью поддерживать стандарт во всех деталях. Впрочем, это касается только обязательных компонентов DisplayPort. Вряд ли от NVIDIA можно будет ожидать поддержку опциональных компонентов, таких как Adaptive Sync.

Первые мониторы с поддержкой HDR, как надеется NVIDIA, выйдут в начале 2017. Поэтому пройдет некоторое время, прежде чем геймеры смогут насладиться HDR. Если же вы хотите собрать домашний кинотеатр с поддержкой HDR, то придется потратиться. Чтобы можно было вести стриминг с игрового ПК, оснащенного видеокартой Pascal, на телевизор в гостиной комнате с поддержкой HDR, NVIDIA добавит поддержку GameStream HDR. Приставки Shield на Android TV тоже смогут принимать 10-битный поток HVEC. NVIDIA планирует добавить данную функцию летом 2016.

AMD приводит следующую таблицу совместимости с функциями HDR:

Если же вы приобрели видеокарту NVIDIA на GPU Maxwell, вам наверняка будет интересно, какие изменения произошли с архитектурой Pascal. NVIDIA тоже представила таблицу, в которой сравнила GeForce GTX 980 с GTX 1080.