Forstå Apples EDR: Maksimer din enheds dynamiske rækkevidde

Apples EDR: En dybere forståelse af udvidet dynamisk rækkevidde

Apple har altid været kendt for at differentiere sin teknologi med nye navne og et unikt perspektiv. Når det kommer til HDR (High Dynamic Range), kalder Apple sin implementering for EDR (Extended Dynamic Range). Denne terminologi tjener til at skelne Apples tilgang fra eksisterende HDR-standarder som HDR10, HDR10+, HLG og Dolby Vision. Ved WWDC 2021 uddybede Apple betydningen af EDR og forklarede, at det er vigtigt at differentiere, da "HDR" kan betyde forskellige ting for forskellige mennesker. Det kan henvise til selve skærmen, HDR-formater, HDR-overførselsfunktioner eller endda tone mapping fra HDR til SDR. EDR, derimod, er tænkt som en holistisk tilgang, der giver udviklere og indholdsskabere en klar vejledning til at opnå de bedste HDR-resultater på Apples hardware, software og tjenester. Da Apple selv producerer deres HDR-renderingsskærme, sikrer en veldefineret EDR-tilgang større konsistens inden for deres eget økosystem. En forståelse af EDR og Apples implementering heraf vil hjælpe dig med at få mest muligt ud af indhold med høj dynamisk rækkevidde på dine Apple-enheder.

Hvad er EDR, og hvordan adskiller det sig fra HDR?

EDR står for Extended Dynamic Range, og Apple anvender termen i forbindelse med både HDR-implementering og deres HDR-renderingsteknologi. Alle luminansværdier tildeles et flydende kommatal. Området fra nul til et repræsenterer SDR-området (fra sort til typisk 100 nits), og området mellem et og skærmens maksimale lysstyrke betegnes som EDR-headroom. EDR-headroom definerer de tilgængelige dynamiske rækkevidde-stops (maksimal lysstyrke / nuværende SDR-lysstyrke). Hvis SDR-lysstyrken er indstillet til 100 nits, og din maksimale lysstyrke er 1000 nits, får enheden 10x EDR-headroom til at mappe HDR-indhold. Når du afspiller HDR-indhold, klippes værdier mellem 0 og 1, der repræsenterer SDR-området, aldrig. Lysstyrkeniveauer over SDR gengives uden tone mapping, indtil EDR-headroom tillader det. Højdepunkter repræsenteret af værdier højere end EDR-headroom klippes. Det er vigtigt at bemærke, at denne tilgang er markant anderledes end, hvad andre følger. Apple forsøger ikke at tone-mappe HDR-værdier inden for den tilgængelige EDR-dynamiske rækkevidde. EDR-headroom er ikke fast, men kan ændre sig dynamisk baseret på flere parametre, herunder den omgivende lysstyrke. Apple hævder, at dette hjælper med at genskabe skabernes intention på den bedst mulige måde. For eksempel kan den samme skærm, der afspiller det samme indhold, se levende ud, når den ses indendørs, men kan virke mat udendørs i naturligt sollys. Når du er i et mørkt rum, tilpasser dine øjne sig til det indhold, der afspilles, og i et lyst miljø tilpasser de sig omgivelserne. Hvis du har aktiveret "Reference Mode" under skærmindstillingerne, vil EDR-headroom dog være fast, og alle dynamiske skærmjusteringer vil blive deaktiveret. EDR er integreret på tværs af Apples økosystem, herunder Pro Apps, Safari og QuickTime Player. Udover macOS er EDR API'er nu også tilgængelige på iOS og iPadOS. Hvis du ser SDR-indhold på dit TV i et mørkt rum, og nogen tænder lyset, skal dit TV blot øge skærmens lysstyrke for at tilpasse indholdet til dit visningsmiljø. Med HDR-indhold gengives forskellige elementer inden for en scene derimod med forskellig lysstyrke, og blot at øge den samlede lysstyrke ville kompromittere skyggedetaljerne. Med EDR forsøger Apple at bringe orden i situationen. EDR er en adaptiv teknologi, og det handler om at gengive HDR på en måde, der passer bedst til en bestemt skærm og et bestemt visningsmiljø. Apple hævder endda, at EDR kan levere "HDR-respons" på konventionelle SDR-skærme – men kun når skærmene bruges i et dæmpet miljø med skærmens lysstyrke skruet ned til et minimum. Selvfølgelig er EDR ikke den eneste adaptive HDR-implementering. Vi har allerede hørt om HDR10+ Adaptive og Dolby Vision IQ, som kombinerer dynamiske metadata med input fra lyssensoren for at justere lysstyrken, samtidig med at de forbliver så tro mod skaberens intention som muligt.

Hvordan tilpasser EDR sig forskellige skærme og driftsmiljøer?

EDR gør dette ved dynamisk at justere fire parametre: Hvidpunkt, Sortpunkt, Referencehvid (angivet af lysstyrkeskyderen) og EDR-headroom (dynamisk rækkevidde). EDR-headroom er Apples måde at kvantificere HDR-kapaciteten på forskellige skærme. Det repræsenterer, hvor lys en hvid pixel kan gengives sammenlignet med den lyseste SDR-hvid. Som nævnt er EDR-headroom ikke konstant for en enhed og kan variere afhængigt af, om du sidder i et mørkt eller lyst rum, hvilket indhold du ser, og på hvilken skærm du ser det. For at opnå den maksimale dynamiske rækkevidde skal din skærms lysstyrke indstilles tæt på et minimum, enten automatisk eller manuelt.

HDR eller EDR-kapacitet på Apples iPhones og andre enheder

Her er en oversigt over EDR-kapaciteten på forskellige Apple-enheder:

EDR mapper referencehvid i indholdet til referencehvid i skærmen og referencehvid i det tilpassede syn (baseret på omgivende lys). EDR 0.0 repræsenterer sort, og EDR 1.0 repræsenterer SDR-hvid (100 nits). Værdier mellem EDR 0 og 1, der repræsenterer SDR-området, klippes aldrig. Værdier større end 1 er lysere end SDR-hvid, og ikke alle disse vil blive gengivet. For at se den maksimale dynamiske rækkevidde på dine Apple-enheder, skal lysstyrken indstilles til et minimum (automatisk eller manuelt). Når Pro Display XDR-monitoren for eksempel er indstillet til en maksimal lysstyrke på 500 nits, vil skærmen mappe den maksimale SDR-lysstyrke (EDR 1) til 500 Nits. Pro XDR vil gengive EDR-værdier mellem 0.0 og 3.2. Værdier større end EDR 3.2 vil blive klippet til 1600 Nits (den maksimale lysstyrke, som Pro XDR kan gengive). Når Pro Display XDR er indstillet til en lysstyrke på 4 Nits, kan EDR-værdier mellem 0 og 400 gengives. Elementer med EDR større end 400 vil blive klippet til 1600 Nits. Så de lyseste pixels, der kan gengives, er 400 gange højere end SDR-hvid.

Hvordan håndterer Apples EDR HDR-formater som Dolby Vision, HLG og HDR10?

Når du ser Dolby Vision, HLG eller HDR10-indhold på Apple-enheder (undtagen dem der kører WatchOS), vil AVPlayer automatisk gengive det til EDR. Konklusionen er, at idéen er at tage parametre som, hvor lyst eller mørkt rummet er, hvilket indhold der ses, og skærmens kapaciteter i betragtning, og kun aktivere så meget dynamisk rækkevidde, som brugeren kan bemærke. Apple har designet EDR til at være fremtidssikret (det kan afbilde lysstyrkeniveauer, der kan være skadelige for det menneskelige øje) og til problemfrit at integreres med SDR-elementer på tværs af alle deres platforme.

Fremtidens billedsensorer: Apples patent på 20 stop dynamisk rækkevidde

Apple undersøger ny billedsensorteknologi, der lover op til 20 stop dynamisk rækkevidde. Dette er et niveau, der overgår ARRI ALEXA 35 og kommer tæt på at matche det menneskelige øjes dynamiske rækkevidde. Et nyligt offentliggjort patent beskriver Apples planer for en næste-generations sensor, der konkurrerer med dynamisk rækkevidde fra nuværende professionelle biografer. Patentet detaljerer et stakket sensordesign, der lover op til 20 stop dynamisk rækkevidde, hvilket er forholdet mellem de største og mindste værdier af lys, der kan fanges samtidigt uden tab af detaljer. En 20-stop dynamisk rækkevidde ville essentielt betyde et kontrastforhold på 1.048.576:1 uden tab af lys eller skygge i det samme billede. For reference, selvom der ikke er en officiel specifikation for dynamisk rækkevidde for iPhone 16 Pro Max-sensoren, estimerede CineD omkring 11-13.4 stop dynamisk rækkevidde for iPhone 15 Pro Max's kamera, afhængigt af ISO og testmetode. Disse tal er lavere end de potentielle 20 stop, men viser Apples fremskridt inden for billedbehandling og støjreduktion. De fleste estimater placerer det menneskelige øjes øjeblikkelige dynamiske rækkevidde i gennemsnit omkring 10-14 stop, op til 20-30 stop efter pupil- og nethindetilpasninger. Apples patent beskriver en to-lags arkitektur: et sensordie, hvor lys fanges via fotodioder og brugerdefineret analog kredsløb, og et logikdie, hvor behandling sker, inklusive indbygget støjundertrykkelse. Dette stakkede layout inkluderer LOFIC (Lateral Overflow Integration Capacitor), som tillader hver pixel at lagre lys på tværs af tre forskellige ladningsniveauer afhængigt af scenens lysstyrke. Desuden inkluderer hver pixel sin egen strømhukommelseskreds, der måler og annullerer termisk støj i realtid, hvilket eliminerer behovet for efterbehandlingskorrektioner. Hvis denne sensor finder vej til et produkt, kan det muliggøre for Apple at overgå ikke kun deres smartphone-konkurrenter, men også professionelle kameramærker. Med Neural Engine og andre tricks fra Apples tætte hardware-software integration, er det ikke et stort spring at forestille sig Apple tage dette ud over iPhone og bygge deres egne fuldgyldige kameraer. Dette kunne føre til filmisk HDR på mobile enheder, støjfrit videooptagelse i realtid, og professionel billedkvalitet i ultratynde formfaktorer med meget høj dynamisk rækkevidde. Dynamisk rækkevidde og støj er de to primære begrænsende faktorer i digital billedbehandling. En mobil eller kompakt sensor, der tilbyder 20 stop dynamisk rækkevidde og avanceret støjundertrykkelse på chip, er ikke blot en forbedring – det er disruptivt. Dette kan have indflydelse på mobil cinematografi, HDR-streamingindhold, AR/VR visuel troværdighed og endda professionelle filmproduktionssæt, hvor kompakthed og kvalitet skal sameksistere. Selvom dette er spændende, er et patent blot et patent. Apple har tidligere registreret patenter for teknologi og produkter, der aldrig er blevet til noget. Men det er interessant at se Apple udnytte deres evner inden for chipfremstilling og undersøge, hvor ellers de kan anvendes. Uanset om denne specifikke teknologi materialiserer sig, viser det Apples engagement i at skubbe grænserne for mobil billedkvalitet og visuel gengivelse. Spørgsmål og Svar:* Hvordan ser jeg den maksimale dynamiske rækkevidde på min iPhone? For at se den maksimale dynamiske rækkevidde på din iPhone, skal du sørge for, at skærmens lysstyrke er indstillet til et passende niveau, ideelt set tæt på minimum, enten automatisk eller manuelt, når du ser HDR-indhold. EDR-headroom tilpasser sig omgivelserne. * Hvad er forskellen på EDR og HDR? EDR (Extended Dynamic Range) er Apples specifikke implementering og terminologi for HDR, der fokuserer på en holistisk tilgang på tværs af hardware og software for at optimere HDR-oplevelsen. HDR er den bredere term for indhold med et større lysstyrkeområde. * Hvilke enheder understøtter EDR? EDR understøttes på tværs af Apples økosystem, herunder iPhones (fra iPhone 11 Pro og frem), iPads (især med Liquid Retina XDR-skærme) og Macs, når de afspiller kompatibelt indhold. * Kan jeg se forskel på EDR og SDR? Ja, når du ser HDR-indhold på enheder med EDR-understøttelse, vil du opleve mere detaljerede højdepunkter og dybere skygger sammenlignet med SDR-indhold, især i scener med stor kontrast.

Hvis du vil læse andre artikler, der ligner Forstå Apples EDR: Maksimer din enheds dynamiske rækkevidde, kan du besøge kategorien Teknologi.