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よくわかる、HDR徹底解説! ガンマカーブの違い

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新たなHDR国際規格BT.2100

 2016年7月、HDRの国際規格「ITU-R BT.2100」が制定されました。これにより、コンテンツ制作・伝送の基準が定まったため、今後さらにHDRの普及が加速していくことが期待されます。

 下図の通り、前ページで紹介した5つの要素が、現行フルHD規格であるBT.709から徐々に進化しているのが分かります。BT.2020とBT.2100はほぼ同等の内容ですが、表現できるダイナミックレンジが異なります。

■HDR国際規格

  BT.709
現行のフルHD
BT.2020
4K/8K
BT.2100
4K/8K、HDR
解像度 フルHD 4K、8K HD、4K、8K
ビット深度 8-bit 10または12-bit 10または12-bit
フレームレート 最大60p 最大120p 最大120p
色域 Rec.709 Rec.2020 Rec.2020
輝度(ダイナミックレンジ) SDR SDR HDR

 

■見え方のイメージ
 
SDR画像
SDR

HDR画像
HDR

 

2つのガンマカーブ

 HDR映像を正しく表示するためには、単純に輝度を上げるだけではなく、人間の視覚特性に合わせた「色」と「階調」を表現することが重要です。この色と階調を左右するものに、入出力装置それぞれが持つ入出力特性「ガンマ」があります。
 「BT.2100」では、制作用の規格として用途に合わせた2つのガンマカーブが制定されています。

<Web配信、映画コンテンツ向け>
PQ方式(Perceptual Quantization)

<テレビ放送番組向け>
HLG(ハイブリッドログガンマ)方式(Hybrid Log Gamma)

 PQ方式は、人間の視覚特性に合わせたガンマで、再現性が重視される映画やWeb配信コンテンツ制作に適しています。
一方、HLG方式は、従来のSDRテレビでも違和感なく表示できることを重視するため、テレビ放送やライブ中継に適しています。
 

■HDR PQ方式、HLG方式の特長

  PQ (Perceptual Quantization) HLG (Hybrid Log Gamma)
用途 Web配信、映画 放送、ライブ中継
特長
  • 最大10000 cd/m2の輝度を絶対輝度で扱う
  • 人間の視覚特性に基づく新たなガンマカーブ
  • 輝度値を相対的に扱う(従来同様)
  • SDRテレビと互換性のあるガンマカーブ
ピーク輝度 絶対値 1000cd/m2
表示デバイスによらず一定
相対値
表示デバイスによって変動
黒レベル 0.005cd/m2以下 0.005cd/m2以下
提案団体 Dolby BBC/NHK
関連規格 SMPTE ST 2084、ITU-R BT.2100 ITU-R BT.2100
互換性 人間の視覚特性に近い見え方
SDRテレビでの見え方 ×
Live放送

 

 下図は、HDR PQ方式、HLG方式のガンマカーブを図式化したものです。
 PQ方式の場合、ピーク輝度は1000cd/m2(もしくはそれ以上)で固定されます。言い換えると、表示機器側のピーク輝度に左右されずに1000cd/m2までは常に同じガンマカーブを描くので、再現性の高い映像が楽しめます。
 一方、HLG方式の場合、ピーク輝度は表示機器のピーク輝度と一致します。つまり、表示機器側のピーク輝度に依存してガンマカーブが変化するため、従来のSDRテレビに表示した場合でも大きく画崩れすることなく、HDR映像を堪能できます。
 

■HDR PQ方式、HLG方式ガンマカーブの違い
 
HDR PQ方式、HLG方式ガンマカーブの違い

 

 

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