Jednou z technologií, kterou vidíme nejčastěji při pohledu na specifikace monitoru, je HDR, ale už nějakou dobu jsme neviděli přechod z toho, co nazýváme SDR na HDR v médiích, jako jsou videohry, nemluvě neviděl jsem ani jednoho GPU navrženo pro HDR.
Pokud jste někdy přemýšleli o tom, jak je možné, že jsme nezaznamenali definitivní skok směrem k HDR obrazovkám ponechávající stranou SDR, pokračujte v čtení, že objevíte důvod.
Co je HDR a čím se liší od SDR?
HDR je zkratka pro vysoký dynamický rozsah, je založen na zvýšení množství bitů na komponentu RGB z 8 bitů na 10 bitů nebo dokonce na 12 bitů, ale HDR není založen na zvýšení barevnosti a tedy množství barev, ale spíše jejich jas, což umožňuje vyšší rozsah jasu a kontrastu pro každou barvu a lepší reprezentaci těchto barev.
Přestože 24bitové barevné monitory rychle nahradily monitory s nižší definicí barev, totéž neplatí pro monitory založené na HDR, kde stále můžeme najít velké množství z nich, které je nepodporují. Přechod tedy nikdy nebyl plně realizován.
Jedním z důvodů je, že HDR je obtížné propagovat na obrazovce, která nepodporuje tuto škálu barev, takže v době internetového marketingu je obtížné ukázat něco, co je založeno na vizuálním vnímání lidí a co nevidí .
Chrominance a jas
Každý pixel, který je znázorněn na obrazovce, je dříve uložen ve vyrovnávací paměti obrazu, která ukládá hodnoty tří složek RGB: červené, zelené a modré. Zvláštností tohoto způsobu ukládání informací je však to, že je uložena nejen chrominance, ale také úroveň jasu, což je úroveň barvy nebo jasu této barvy.
Ve starých televizorech, kde nebyla žádná barva, byly obrazy představovány hodnotami jasu a když přišla barva, obě hodnoty byly odděleny. Ale v případě výpočtu, i když se obrazovky katodových trubic používaly téměř tři desetiletí, ve skutečnosti na úrovni interní reprezentace ve vyrovnávací paměti obrazu, byly obě reprezentovány stejným způsobem.
Po dlouhou dobu bylo maximální zastoupení v barvě 24 bitů barvy, což dává 16.7 milionů různých kombinací, tento typ obrazovky se nazývá obrazovky SDR, aby se odlišily od obrazovek HDR, které podporují větší množství informací na pixel, s 10 a dokonce až 12 bitů na komponentu.
HDR a vykreslování grafiky v reálném čase
HDR lze reprezentovat dvěma různými způsoby:
- Prvním z nich je přidání více bitů na komponentu ke všem pixelům ve vyrovnávací paměti obrazu.
- Druhým je přidání nové komponenty.
Obě řešení mají smysl, pokud jde o přehrávání statických obrázků a videosouborů, ale v případě GPU používaných k vykreslování 3D scén v reálném čase se to komplikuje, protože to znamená, že všechny jednotky GPU, s nimiž manipulují s daty pixely na jedné straně a na druhé straně ti, kteří přenášejí stejná data, musí zvýšit svou přesnost.
To následně vyžaduje potřebu GPU s vyšším počtem tranzistorů, a proto to znamená, že GPU mají větší velikost se stejnou silou nebo méně výkonnou, pokud je zachována velikost. Řešení přijaté výrobci? Za druhé to má za následek, že výkon her v režimu HDR je nižší, než když jsou vykreslovány v SDR.
GPU nikdy nebyly navrženy pro HDR, ale pro SDR
Pokud zvýšíme množství informačních bitů na pixel, logicky při přesunu dat v celém vykreslování zjistíme, že potřebná šířka pásma bude mnohem vyšší, což se může promítnout do poklesu výkonu, pokud mezi pamětí, která ukládá data a jednotkou který je zpracovává, nepohybují se dostatečně rychle.
Ale. pohyb informací v procesoru je drahý, zvláště když hovoříme o spotřebě energie, což je jeden z důvodů, proč žádný z GPU v posledních letech nebyl připraven nativně pracovat s hodnotami na pixel nad 8 bitů na komponentu. Vzhledem k tomu, že nejvyšší hodnotou pro konstrukci nových procesorů je po dlouhou dobu největší předpoklad výkonu, je výkon na watt.
Pokud by stejně jako jiné technologie byly GPU navrženy pro HDR, pak by uvedená technologie byla zcela standardizována a nyní by veškerý hardware a software pro PC byl navržen pro HDR, navíc by ji používal každý.
