ทีวีที่รองรับ HDR ทำให้ภาพดีขึ้นจริงหรือ?

เริ่มต้นมาหลายท่านอาจจะงงๆ กับความหมายของคำว่า HDR Capable ที่กำลังจะมาถึง (เราหมายถึง การบ่งบอกว่าเป็นการยอมรับสัญญาณ HDR ที่เข้ารหัสมาผ่านทางขั้วต่อ HDMI) ไม่ได้มีความหมายเกี่ยวพันไปถึงความสามารถของจอภาพที่ให้ความสว่างสูงสุดได้มากขึ้น, ระดับความดำของสีดำ, color space ที่สามารถแสดงผลค่าสีได้กว้างครอบคลุมมากกว่าปกติที่จอภาพ HDR ควรแสดงผลได้

โดยมุ่งหวังว่าการมาของ HDR จะทำให้ทีวีทุกเครื่องที่รองรับฟีเจอร์นี้จะให้ภาพได้สมบูรณ์ที่สุดของเทคโนโลยีจอภาพในอนาคต ถึงแม้ว่าการยอมรับ HDR จะยังดูกลุ่มเครืออยู่ยกตัวอย่างเช่น ช่องต่อ HDMI 2.0A ถูกวางตัวไว้ให้เป็นตัวรับส่งข้อมูล HDR10 ซึ่งเป็นสัญญาณเมตาดาต้าที่คงที่กลับกลายเป็นว่า HDMI 2.0 ก็เพียงพอแล้วสำหรับ Dolby Vision ที่มีการส่ง metadata ในแบบ dynamic หรือข้อมูลที่มีการปรับเปลี่ยนไปอยู่ตลอดอย่างเช่นค่า peak ของแสงหรือการแสดงผลของสีคือถ้าจอแสดงผลนั้นรองรับ HDR mode

นั่นก็หมายความว่าภาพที่ปรากฏออกมาจะถูกปรับแต่งให้ออกมาพอดีกับจอภาพตัวนั้นๆ เองอัตโนมัติการทำงานลักษณะนี้เรียกว่า “tone mapping” แต่ถ้าจอภาพตัวนั้นไม่รู้จัก metadata มันก็เลือกที่จะไม่สนใจสัญญาณตัวนั้นโดยหวังว่าจอภาพตัวนั้นจะแสดงผลใน dynamic range ที่อยู่ในช่วง BT.709 color

แต่ถ้าจอภาพสามารถรองรับการประมวลผลสัญญาณ HDR ได้ก็จะนำค่าที่ได้อย่างเช่น ค่าความสว่างสูงสุด (peak luminance), ค่าระดับความลึกของสีดำ (lower black level) และ ค่าช่วงการแสดงผลของค่าสี (color gamut) เพื่อให้ได้ภาพออกมาดูดีกว่าการแสดงผล ที่มี dynamic range ของจอภาพแบบธรรมดาทั่วไป

แน่นอนว่านั่นหมายความว่าสัญญาณ metadata HDR 10, Dolby Vision หรือ ทั้งคู่ที่ทำ tone map ให้กับข้อมูลในภาพเพื่อแสดงผลออกมาได้อย่างดีเยี่ยม แต่ก็เป็นเรื่องที่น่าคิดเพราะว่าจริงๆ แล้ว จอแสดงผลก็มีความแตกต่างกันทั้งในเรื่องของความสามารถในการแสดงความสว่างสูงสุด ความลึกของสีดำ และความสามารถในการแสดงผลของค่าสี เลยมีคำถามที่ว่า อะไรคือความต้องการที่ต่ำสุดสำหรับการแสดงผลภาพ HDR ?

ใน CES ที่ผ่านมาปีนี้ UHD association ได้เผยแพร่สเปคสำหรับจอภาพ Ultra HD ที่ตอบคำถามเบื้องต้นว่า spec ของจอระดับไหนถึงจะผ่านมาตรฐาน Ultra HD Premium Certification ถ้าเราดูจาก Ultra HD premium spec ข้างบนเราจะเห็นว่าทั้ง content และการแพร่ภาพคุณจะต้องมีรายละเอียดของพิกเซลที่ 3840 x 2160 ซึ่งก็ไม่มีปัญหาอะไรถ้าจอภาพ HDR ทุกตัวสามารถแสดงรายละเอียดระดับนี้ได้

มาดู สเปคต่อไปให้ชัดลงไปอีกคือในส่วนของค่าจำนวนบิตของสีที่ต้องเท่ากับสีละ 10 bit นั่นหมายความว่าแต่ละสีมีค่าข้อมูลสีละ 10 bit เมื่อรวมกันเป็น แดง เขียวและน้ำเงิน ก็เท่ากับ 30 bit หมายความว่าจอภาพต้องสามารถแสดงผลสัญญาณแต่ละสีที่ 10 bit ซึ่งส่งมาในรูปของ HDR content ไม่ได้หมายความว่าภาพที่แสดงผลนั้นจะลองรับสัญญาณสีที่ 10 bit ก็สามารถจะแสดงผลได้

บางผู้ผลิตอาจจะให้เหตุผลว่าการแสดงผลค่าสีที่ 8 bit จะทำให้เกิดขอบของภาพหรือที่เรียกว่า dithering น้อยกว่าทำให้การ render ดีกว่าภาพที่แสดงผลในแบบ HDR ที่ใช้ค่าสี 10 bit นั่นก็อาจจะเป็นไปได้แต่ถ้า panel ของจอภาพรองรับค่าสีที่ 8 bit เมื่อมีสัญญาณที่เป็น HDR เข้ามาจอภาพก็อาจจะกลายเป็นคอขวด แต่อย่างไรก็ตามค่าสี 8 bit สามารถแสดงผลด้วยสีได้ 256 step จากมืดสุดไปสว่างสุด แต่เมื่อเพิ่มเป็น 10 bit จะทำให้มีค่าสีที่เพิ่มเป็น 1024 step หมายความว่าทำให้เราได้เขตของสีที่กว้างขึ้นทำให้เราเห็นสีสันที่มากขึ้นในทางทฤษฎี

การพูดถึงเรื่องสีนั้น Ultra HD premium spec จะกล่าวถึง BT.2020 color representation หรือส่วนที่แสดงผลสีทั้งหมด ใน color space ซึ่งเป็นช่วงสีมาตรฐานที่กำหนดไว้แต่ตอนนี้ยังไม่มีจอภาพที่ทำออกมาในท้องตลาดตัวใดที่สามารถ render ค่าสีได้ทั้งหมด BT.2020 colour gamut แต่ในทางสเปคนั้นบอกว่าจอภาพควรแสดงผลค่าสีออกมาได้มากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์ของ digital cinema gamut หรือที่เรารู้จักกันในตัวย่อว่า DCI/P3

แน่นอนว่ามันเป็นกรอบของค่าสีที่แคบกว่า BT.2020 แต่มัน 90% ของอะไร แน่นอนล่ะเป็นพื้นที่ของสามเหลี่ยม P3 บน CIE diagram ที่โชว์อยู่ด้านบนเป็นพื้นที่ของจุดที่แสดงผลค่าแดงเขียวน้ำเงินซึ่งสีทั้งหมดก็จะอยู่ในพื้นที่ของโคออร์ดิเนตใน 3 จุดนี้ ก็เป็นเรื่องที่น่าคิดอยู่ว่ามีพื้นที่สามเหลี่ยม P3 ที่ประกอบไปด้วยจุดของสีแดงเขียวและน้ำเงินมันก็จะมีความแตกต่างกันในจอภาพแต่ละตัวแต่ทั้งนี้ทั้งนั้นค่าสีที่เกิดขึ้นจากสามเหลี่ยมของจอภาพนั้นนั้นก็ควรแสดงผลค่าสีได้มากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์ของสามเหลี่ยม P3 หรือไม่ มันก็เป็นการทำให้จอภาพตัวนั้น render สีที่แตกต่างออกไปปรากฏขึ้นบนจอ

สเปคสุดท้ายของ high dynamic range ที่เป็นส่วนประกอบของความสามารถในการให้ความสว่างได้สูงสุดและระดับของ black level เราเรียกว่า EOTF (electro optical transfer function) นั่นก็คือความสามารถในการส่องสว่างของแสงจอภาพในการตอบสนองค่าของความสว่างในแต่ละสัญญาณ EOTF กำหนดขึ้นโดย SMPTE ST2084 ที่เราเรียกว่า PQ (Perceptual Quantization)

เป็นที่ชัดเจนแล้วว่า ทั้ง HD10 Dolby Vision ต้องสามารถทำให้จอภาพที่รองรับตีความและประมวลผลจน render มันออกมาได้ สำหรับค่าของสองส่วนนี้ คือ “ประสิทธิภาพสูงสุดของความสว่าง” และ “ความลึกของสีดำ” มากกว่า 1000 nits และน้อยกว่า 0.05 nits หรือ มากกว่า 540 nits และลงต่ำไปที่ 0.0005 nits ( ที่น่าสนใจคือในช่วงที่สูงกว่าจะมีคอนทราสต์เรโชเท่ากับ 20,000: 1 ขณะที่อีกช่วงหนึ่งที่ต่ำกว่าจะมีคอนทราสเรโชมากกว่า 1,000,000:1) ตามสเปคไม่ได้บ่งบอกว่าทำไมทั้ง 2 ช่วงนี้มันมีความต่างกัน แต่มันระบุถึงความแตกต่างของ LCD และ OLEDTV ได้ดี เรารู้กันอยู่ว่า LCDTV สามารถให้ความสว่างได้สูงกว่า OLEDTV ขณะที่ OLED สามารถให้สีดำได้ดำสนิทมากกว่า ที่น่าเศร้ามากกว่านั้นก็คือในช่วงความสว่างของโปรเจคเตอร์เราไม่สามารถอ่านค่าได้ใกล้เคียง 540 nits ซึ่งเป็นค่าความสว่างสูงสุดของหน้าจอสกรีนได้เลย มันน้อยกว่าทั้งนั้น

“อะไรคือสิ่งที่บ่งบอกว่าจอภาพสามารถรองรับกับมาตรฐาน Ultra HD Premium Certification”

ในมุมมองจอภาพที่จะพิจารณาได้ว่าสามารถรองรับ HDR นั่นก็คือมันสามารถที่จะถอดรหัสและเข้าใจสัญญาณ HDR ที่ส่งเข้ามาในรูปแบบของ metadata และสามารถ render สัญญาณเหล่านั้นที่ประสิทธิภาพของความสว่างสูงสุด และที่ค่าสีของมาตรฐานสำหรับ HD content ที่ตั้งมาตรฐานไว้เพียงแค่ 100 nits และมาตรฐาน color space ของ bt.709 ( ในมาตรฐานของระบบภาพ HD ที่กำหนดไว้เดิม) จะเห็นว่ามันไม่ได้กำหนด ค่าของความลึกของสีดำเอาไว้ซึ่งเดี๋ยวนี้ แอลซีดี-ทีวีก็สามารถทำค่าความลึกของสีดำได้อย่างเป็นที่น่าพอใจเราจึงหวังว่าการมาของจอภาพที่รองรับ HDR จะทำให้ความสามารถในการแสดงสีดำจะทำได้ดีกว่ามาตรฐาน dynamic range ของจอภาพปัจจุบัน

ปัญหาใหญ่เรื่องหนึ่งของจอภาพ ถ้ามาตรฐานของจอภาพ HDR ไปอ้างอิงกับสเปคจอภาพที่มาจากทางโรงงาน อย่างที่เราทราบกันดีว่าบางโรงงานก็ไม่ได้เปิดเผยให้ทราบถึงข้อมูลของจำนวนบิตที่แสดงผลใน panel ที่ตัวเองใช้ และการวัดค่าความสว่างสูงสุดของแสง รวมไปถึงตัวเลขของคอนทราสเรโชก็เป็นเพียงแค่ความพยายามในการใช้ตัวเลขทางการวัดให้ออกมาดูดี แต่ก็ไม่ได้หมายความว่า ในโลกแห่งความเป็นจริงเราจะสามารถอ้างอิงตัวเลขเหล่านี้ทั้งหมดว่าจอตัวนั้นจะให้ภาพที่ดีที่สุดได้

นั่นเป็นเหตุผลที่ว่าทำไม Ultra HD premium certification ถึงมีมูลค่าขึ้นมา การอ้างอิงการทดสอบจอภาพจึงเป็นไปได้อย่างอิสระโดยไม่ต้องพึ่งพาตัวเลขหรือว่าข้อมูลจากทางบริษัทผู้ผลิตมากนัก กลับมาในคำถามที่ว่า แล้วอนาคตเราจะหาความสมบูรณ์แบบของภาพ ที่แสดงผลออกมาทางจอภาพได้อย่างไร ผมให้ข้อปฏิบัติไว้ก็คือ ค้นหาจอภาพที่รองรับ HDR และเล่นกับ content ที่เป็น HDR คุณจะได้ประสบการณ์จากภาพที่ดีขึ้นเป็นอย่างมากจากจอภาพที่คุณเคยเห็นทั้งหมดทั้งในเวลานี้ และในอนาคต เราคงต้องทำความรู้ความเข้าใจของ HDR image และแหล่งโปรแกรมที่เป็น HDR อีกมาก คอยติดตามกันต่อไปครับ..

ธนภณ พูลเจริญ

Content Contributor ที่ปรารถนาจะถ่ายทอดประสบการณ์ในแวดวงโฮมเธียเตอร์ ทีวี และระบบเสียงมัลติรูมในแง่ของความคุ้มค่าของการใช้งาน เปิดมุมมองสู่ความต้องการที่ชัดเจนให้กับผู้บริโภคที่ชื่นชอบเทคโนโลยี

ธนภณ พูลเจริญ

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.