HDR vs. SDR: Was ist der Unterschied?

Da HDR immer beliebter wird, fragen Sie sich wahrscheinlich, wie es im Vergleich zum ursprünglichen SDR-Standard abschneidet.

Die HDR-Technologie ist mittlerweile so weit verbreitet, dass beliebte Streaming-Dienste wie Amazon Prime, Disney+ und Netflix damit begonnen haben, HDR-Inhalte zu unterstützen. Wenn Sie sich heute nach einem neuen Fernseher oder Monitor umsehen würden, wären Sie überrascht, dass fast jedes Produkt HDR auf seiner Spezifikationsliste bietet.

Da stellt sich die Frage: Was ist HDR genau? Wie funktioniert HDR und wie ist es im Vergleich zu normalem SDR?

Was ist SDR?

Der Standard Dynamic Range (SDR) ist ein Videostandard, der seit Röhrenmonitoren verwendet wird. Trotz des Markterfolgs der HDR-Bildschirmtechnologie ist SDR immer noch das Standardformat für Fernseher, Monitore und Projektoren. Obwohl es in alten CRT-Monitoren verwendet wurde (und tatsächlich durch die Einschränkungen der CRT-Technologie behindert wird), ist SDR auch heute noch ein akzeptables Format. Tatsächlich verwendet die überwiegende Mehrheit der Videoinhalte, egal ob Spiele, Filme oder YouTube-Videos, immer noch SDR. Grundsätzlich gilt: Wenn das Gerät oder der Inhalt nicht als HDR eingestuft ist, verwenden Sie wahrscheinlich SDR.

Was ist HDR?

High Dynamic Range (HDR) ist der neuere Standard bei Bildern und Videos. HDR erfreute sich zunächst bei Fotografen großer Beliebtheit, die eine Komposition mit zwei Motiven mit einem Belichtungswertunterschied von 13 Blendenstufen richtig belichten wollten. Ein solch großer Dynamikbereich würde eine angemessene Belichtung realer Szenen ermöglichen, die zuvor mit SDR nicht möglich war.

In jüngerer Zeit wurde HDR in Filmen, Videos und sogar Spielen eingeführt. Während SDR-Inhalte bei kontrastreichen Szenen zu übertriebenen Himmeln, nicht unterscheidbaren Schwarztönen und Streifenbildungsproblemen führten, stellt HDR diese Szenen realistisch mit einem größeren Farbraum, einer größeren Farbtiefe und einer größeren Leuchtdichte dar.

Ein breiterer Farbraum, eine größere Farbtiefe und eine höhere Luminanz machen HDR besser als SDR – aber um wie viel?

Vergleich von HDR und SDR

Wenn Sie jemals auf der Suche nach einem Monitor waren, sind Ihnen wahrscheinlich bestimmte Spezifikationen wie sRGB, Nits und cd/m2 sowie 10-Bit-Farben aufgefallen. Diese Angaben beziehen sich auf Farbraum, Leuchtdichte und Farbtiefe. Alle diese Spezifikationen sorgen dafür, dass Motive in einem Bild lebendig, gut gemischt und ausreichend belichtet werden.

Um den Unterschied zwischen HDR und SDR besser zu verstehen, vergleichen wir die beiden anhand ihres Farbumfangs, ihrer Helligkeit und Farbtiefe. Beginnen wir mit der Farbskala.

Farbraum

Ein Farbraum ist ein theoretisches Farbspektrum, das digital dargestellt werden kann. Um alle möglichen Farben darzustellen, die das Auge sehen kann, verwendet die Industrie das sogenannte CIE 1931-Farbdiagramm. Dieses Diagramm ist der Standard, mit dem verschiedene Farbräume verglichen werden. SDR verwendet einen Farbraum namens Rec 709 und HDR mit Rec 2100. Das Dreieck stellt in der folgenden Abbildung dar, wie viel Platz sie nutzen:

Wie Sie sehen, ist der von HDRs Rec 2100 verwendete Farbraum deutlich größer als der von SDRs Rec 709.

Mit dem großen Farbraum von HDR verfügen Filmemacher und verschiedene Content-Ersteller über ein deutlich größeres Spektrum an Grün-, Rot- und Gelbtönen, um ihre Arbeit präzise und künstlerisch darzustellen. Dies bedeutet, dass Zuschauer, die HDR ansehen, lebendigere Farben sehen, insbesondere in Grün, Gelb, Rot und allem dazwischen.

Was SDR betrifft, so können Koloristen ihre Arbeit immer noch schön darstellen, wenn auch mit erheblichen Einschränkungen, da der Farbraum über proportionale Mengen an Primärfarben verfügt.

Helligkeit

Sie haben die Farbskala in 2D gesehen, wie sie zuvor verwendet wurde. Der gesamte CIE 1931-Farbraum ist jedoch tatsächlich ein 3D-Diagramm. Die 3. Dimension des Diagramms stellt die wahrgenommene Helligkeit der Farbe dar. Helligkeit verändert zusammen mit der Sättigung die Qualität der Farben, die Menschen sehen können.

Ein Display, das eine höhere Leuchtdichte ausgeben kann, ist besser in der Lage, alle Farbtöne der 2D-Farblandschaft zu modifizieren und kann somit mehr Farben anzeigen, die für das menschliche Auge sichtbar sind. Die Leuchtdichte wird in Nits oder Candela/m2 gemessen.

SDR kann 100 Nits oder 100 cd/m2 ausgeben. Im Gegensatz dazu kann HDR10 (der gängigste HDR-Standard) bis zu 1.000 Nits ausgeben. Das bedeutet, dass Zuschauer beim Betrachten in HDR10 mehr Arten von Primär- und Sekundärfarben sehen können.

Farbtiefe

Obwohl das menschliche Auge alles analog sieht, müssen digitale Displays diese analogen Lichtwellen in digitalen Bits nachahmen, damit Prozessoren sie nachbilden können. Diese digitalen Informationsbits werden als Farbtiefe oder Farbbits bezeichnet.

Das menschliche Auge nutzt die Wahrnehmung, um verschiedene Farben zu sehen. Digitale Displays nutzen die Farbtiefe oder Bittiefe, um einem Pixel mitzuteilen, welche Farbe angezeigt werden soll. Je mehr Bits ein Pixel blinken kann, desto mehr Farben kann er darstellen.

SDR kann 8-Bit-Farben anzeigen, was bedeutet, dass ein Pixel eine Primärfarbe in 256 Varianten anzeigen kann. Da es drei Primärfarben gibt, kann ein 8-Bit-Panel maximal 16.777.216 Farbtöne darstellen.

Um das ins rechte Licht zu rücken: Das menschliche Auge kann nur etwa 10 Millionen Farben unterscheiden. Das bedeutet, dass SDR sehr gut in der Lage ist, Farben darzustellen, die unser menschliches Auge sehen kann, weshalb 8-Bit-Farbe auch heute noch der Standard für visuelle Medien ist.

Im Gegensatz dazu kann HDR10 eine Farbtiefe von 10 Bit erreichen, was maximal 1,07 Milliarden Farbschattierungen ermöglicht!

Beeindruckend, aber da das menschliche Auge nur etwa 10 Millionen Farben unterscheiden kann, ist eine Farbtiefe von 10 Bit nicht übertrieben? Kannst du den Unterschied überhaupt erkennen?

Ja, das könntest du auf jeden Fall! Aber wie?

Menschen können mit einer 10-Bit-Tiefe mehr Farben wahrnehmen, da das menschliche Auge die Farbtöne nicht gleich wahrnimmt.

Wenn Sie sich die CIE 1931-Farbskala (siehe Abbildung oben) ansehen, können Sie sehen, dass das menschliche Auge viel mehr Grün- und Rottöne als Blautöne sehen kann. Obwohl eine 8-Bit-Farbtiefe nahezu alle Blautöne maximieren kann, die Ihre Augen wahrnehmen können, ist dies bei Rot und insbesondere bei Grüntönen nicht der Fall. Obwohl Sie also in 8- und 10-Bit ungefähr die gleiche Bandbreite an Blautönen sehen, werden andere Primärtöne wie Rot und Grün auf einem System mit einer 10-Bit-Farbtiefe stärker angezeigt.

Vor- und Nachteile von HDR und SDR

HDR und SDR sind zwei Standards, die in visuellen digitalen Medien verwendet werden. Die Verwendung eines Standards von einem anderen hat seine Nachteile und Schwächen. Hier ist eine Tabelle, die Ihnen zeigt, wie das eine im Vergleich zum anderen abschneidet:

Was Farbe und Darstellung angeht, ist HDR in jeder Hinsicht besser als SDR. Es bietet erhebliche Verbesserungen im Farbraum, der Leuchtdichte und der Farbtiefe. Wenn Sie also die Möglichkeit haben, Filme anzusehen, Bilder anzusehen oder Spiele in HDR zu spielen, sollten Sie dies immer tun – aber können Sie das?

Das Problem bei HDR besteht darin, dass die meisten Verbrauchsmedien nicht HDR-kompatibel sind. Wenn Sie HDR-Medien auf einem SDR-Bildschirm ansehen, ist Ihr Seherlebnis oft schlechter als auf einem normalen SDR-Bildschirm.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass die meisten HDR-Geräte HDR10 verwenden, das lose standardisiert ist, während die Vermarktung weitgehend einheitlich ist. Beispielsweise finden Sie das HDR10-Logo auf einem minderwertigen Panel, das nicht die gleiche Leistung erbringen kann wie das in der HDR10-Werbung gezeigte 1.000-Nits-Panel.

Obwohl SDR die üblichen Anzeigestandards bietet und nicht mit HDR mithalten kann, wenn es funktioniert, ist es aufgrund seiner Benutzerfreundlichkeit, Kompatibilität und geringeren Kosten für viele Menschen immer noch der Grund, es zu verwenden.

Sie benötigen sowohl HDR als auch SDR

Nachdem Sie nun den Unterschied zwischen SDR- und HDR-Standards kennen, wird klar, dass HDR der klare Gewinner ist, wenn es darum geht, unterhaltsame Inhalte anzusehen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass Sie die Verwendung von SDR einstellen sollten. Die Wahrheit ist, dass SDR immer noch der bessere Standard ist, wenn Sie keine HDR-spezifischen Inhalte ansehen oder abspielen.

Wenn Sie ein neues Display kaufen, wäre es ratsam, in ein teureres HDR-fähiges Panel zu investieren, da Sie damit sowohl HDR- als auch SDR-Inhalte ansehen können. Da SDR-Inhalte in HDR10 schlecht aussehen, können Sie HDR jederzeit ausschalten, wenn Sie SDR-Inhalte und -Anwendungen ansehen, abspielen oder anzeigen.

Hoffentlich gibt Ihnen das eine Vorstellung davon, welchen Einfluss HDR auf den Tisch hat. Obwohl SDR immer noch die Art und Weise sein wird, wie Sie verschiedene Inhalte genießen können, ist es nur eine Frage der Zeit, bis HDR besser unterstützt wird. Dann wird es wahrscheinlich der zukünftige Standard sein, den jeder verwendet.