Hasan Alkan / 1000 Volt / hasan.alkan@1000volt.com.tr

İnsan gözü yaklaşık 12-14 durak dinamik aralık görebilir, bu da gözün SDR (Standart Dinamik Aralık) malzemenin sunduğundan daha geniş bir dinamik aralığı algılayabileceği anlamına gelir. Peki, bir HDR sinyalini 10 bitlik bir ekrana nasıl paketlersiniz? Neyse ki, insan gözü tepkisinde doğrusal değildir ve daha düşük parlaklıklarda daha fazla ayrıntı algılar. HDR, doğrusal olmayan bir şekilde ışık yoğunluğuna bitler atayarak, gelişmiş ayrıntılara sahip görüntüler sunar.

SDR - HDR Renk Alanı Karşılaştırması

HDR, normalden daha fazla kontrast oranlı görüntüleri tanımlayan High Dynamic Range (Yüksek Dinamik Aralık) teriminin kısaltmasıdır. Dinamik aralık, bir görüntüdeki en yüksek ile en düşük değerler arasındaki aralığı veya açık ve koyu tonlar arasındaki kontrastı ifade eder.¹ HDR, renk gamutu², kontrast, nit³ ve dinamik aralık açısından daha fazla seçenek sunar.

Renk Gamut Karşılaştırması

Dijital kameralar uzun süredir HDR çekebilme özelliğine sahip olmalarına rağmen sinema ve TV’ler SDR (Standart Dinamik Aralık) görüntü sunabilmekteydiler. Yapımcılar da bu kısıtlamalar nedeniyle SDR’a yöneldiler. Teknolojik gelişmeler ve HDR destekli ekranların ortaya çıkışıyla birlikte yapımcılar HDR’a yöneldiler. Renk aralığından ve dinamik aralıktan ödün vermeden içerikler üretilmeye başlandı. HDR gerçek hayatta gördüğümüz renk zenginliğini ve yoğunluğunu yeniden yaratmayı hedefler. Bu insanı saran bir izleme keyfi sunar ve 2 boyutlu görüntülere bir derinlik hissi katar.⁴ 

Bugün HDR görüntü için iki dağıtım formatı var; HDR10 ve Dolby Vision. Ek olarak BBC ve NHK TV kanalları tarafından tasarlanan HLG mevcuttur. HLG diğer iki HDR görüntü formatına göre metadataya ihtiyaç duymayan bir TV standardıdır. HDR10, Consumer Technology Association tarafından üretilmiş bir formattır. Dolby Vision ise Dolby tarafından üretildi. Dolby Vision ve HDR10 arasındaki temel fark, içeriğin ve ekipmanın elde edebileceği renk derinliği ve parlaklığıdır. Dolby Vision içeriği, HDR10’un 10 bit’ine (HDR10 adını buradan alır) kıyasla 12 bit renk derinliğine erişebilir. Bu iki formatın yanısıra HDR10+ adı verilen Dolby Vision’a benzer bir format daha mevcuttur. Dolby Vision’dan ayrılan noktası, yine 10 bit desteklemesidir. Bu format 20th Century Fox, Panasonic ve Samsung tarafından oluşturuldu.  HDR10+ içeriği de, TV’ye sahne veya kare bazında parlaklık seviyelerinin otomatik olarak nasıl ayarlanacağını söyleyen dinamik metadata içerir.

HDR içerikler birçok yolla üretilebiliyor. HDR görüntü yaratmak için kameranın kaydettiği Log C resmini bir HDR resmine çevirebilen 3D LUT kullanmak gerekir. Log C (veya ARRIRAW) çekim bir renk düzeltme sistemine yükleniyor. Ardından görüntüleri monitör çıkışına uygun hale çevirmek için bir 3D LUT kullanılıyor. Bu 3D LUT’un farklı HDR türleri için değiştirilmesi gerekiyor. HDR ve SDR için ayrı ayrı renk düzenlemesi yapmak gerekmektedir. Sinyalleri HDR olarak alabilmek için televizyon alıcısının ve yayının HDR olarak ulaşması gerekir. Şu an için internette akış hizmetleri sunan Netflix, Amazon, Disney+ gibi platformlarda HDR yayın mevcuttur. HDR desteklemek için yayınlar HEVC (H.265) kodekli çıkışlardan ya da IMF olarak kısaltılan Interoperable Master Format dosya biçimi aracılığıyla servis sağlayıcıya ulaştırılır. 

IMF, Sinema ve Televizyon Mühendisleri Derneği (SMPTE) tarafından standart 2067-2 olarak düzenlenen dosya tabanlı bir çerçevedir.⁵ Dağıtım için tek bir ana dosya oluşturarak dosya alışverişi sürecini basitleştirmek için tasarlanmıştır. Klasör içerisinde package list (pkl)⁶, cpl⁷, opl⁸, assetmap⁹, volindex¹⁰, ses ve video kanalları yer alır. Bu, içeriğin doğrudan tüketiciye ulaştırılmak üzere değil, işletmeler arasında dağıtılması anlamına gelir. IMF, 2012’den beri sinema içeriğinin dağıtımında standart olan Dijital Sinema Paketinin (DCP) geliştirilmiş halidir. DCP sinema dağıtımları amacıyla üretilirken IMF, işletmelere farklı izleyiciler için aynı içeriğin birden çok uyarlanmış sürümünü ulaştırmak için üretilir.¹¹

XML dosyası içinde renk düzenlemesine dair veriler taşır. XML, hangi platforma ya da HDR profiline yönelik çalışıldıysa o hedefte doğru rengin görüntülenebilmesini sağlar. XML üretimi öncesinde renk düzenlemesi esnasında birkaç ana işlem uygulanır. Önce HDR renk düzenleme işlemi yapılır. HDR renk düzenleme işleminden sonra SDR trim pass yapılır. SDR trim pass, HDR olmayan cihazlarda içeriğin görüntülenebilmesi amacına hizmet eder. Böylelikle içerik hem HDR hem SDR dinamik aralığıyla üretilmiş olur.  Renk düzenleme aşamasından sonra projenin timeline’ı analize bırakılır. Analiz işlemiyle birlikte bir adet XML dosyası çıkış alınır. Bu XML sayısı platforma göre değişiklik gösterir. Bazı platformlar 2 adet XML istemektedir. XML dosyası CM  4.0 olarak alınır. CM 4.0 geriye dönük değerler de taşır. XML kendi içinde 2.9’a uyumludur. XML içinde HDR10 bilgisi de dahil 11 adet farklı level barındırır. XML, formatı görüntüleyebilen note uygulamalarıyla açıldığında içerisinde MaxFALL, MaxCLL değerleri taşır. Bu değerler HDR10’a ait metadatalardır. XML’deki her level bir amaca hizmet eder.

L0 – Seviye 0 (sıfır) – Mastering/Hedef Görüntü Özellikleri

Proje için kullanılan mastering ekranının özelliklerini açıklar. L0 ayrıca; canvas ve image, resmin global en boy oranı, hedef platformun L2 trim meta verileri için kullanılan özelliklerini, teslim edilecek görüntü konteyner, CM algoritması sürümü ve trim sürümünün bilgilerini taşır.

L1 – Seviye 1 – (min, ort, maks)

Dolby Vision analizi, görüntüyü ve dinamik aralığını tanımlamak için çekim başına (veya kare başına) üç değer üretir.

L2 – Seviye 2 – Hedef Kırpma Meta Verileri

Renk uzmanı tarafından Dolby Vision sürüm 2.9’daki kırpma geçişi sırasında yapılan kırpmalar ve meta veri ayarlamaları, XML’de L2 meta verileri olarak kaydedilir. L2 meta verileri, bir algoritma tarafından otomatik olarak oluşturulur ve Dolby Vision v4.0 XML’lerine eklenir (eski v2.9 cihazlarıyla geriye dönük uyumluluk için). 

L3 – Seviye 3 – L1 Ofset Meta Verileri

XML’deki L3 meta verileri, Dolby Vision analizinden elde edilen veriler ile Dolby Vision v4.0’daki Orta Ton Ofseti kırpma kontrolünde yapılan ayarlamaların bir kombinasyonu kullanılarak matematiksel olarak hesaplanır.

Renk derecelendirme uygulamalarının kullanıcı arayüzü genellikle yapılan manuel ayarlamaların değerini görüntülerken, XML’de kaydedilen değer her ikisinin bir kombinasyonunu yansıtır - matematiksel hesaplamanın yanı sıra manuel ayarlama.

L5 – Seviye 5 – Zaman Çizelgesi En Boy Oranı Açıklama

Projenin en boy oranı, dışa aktarılan XML’de L5 meta verileri olarak tanımlanır. L5, Canvas Aspect Ratio ve Image Aspect Ratio olmak üzere iki değer olarak tanımlanır.

L6 – Seviye 6 – MAXCLL/MAXFALL    

HDR10 içeriği için L6 meta verileri gereklidir ve MAXCLL ve MAXFALL olmak üzere iki sayı içerir. Bu değerler normalde Dolby Vision analizinin bir parçası olarak hesaplanmaz ve genellikle ayrıca hesaplanması gerekir. 

L8 – Seviye 8 – Hedef Kırpma Meta Verileri

Dolby Vision v4.0’da gerçekleştirilen tüm kırpma ayarları XML’de L8 meta verileri olarak kaydedilir. 

L9 – Seviye 9 – Ana Ekran Ana Öğeleri ve Beyaz Nokta

L9 meta verileri, proje için kullanılan Mastering Monitor/Display’in ana renklerini ve beyaz noktasını tanımlar. L9, Dolby Vision içerik oluşturma işlemi sırasında renk uzmanı tarafından yapılan mastering ekran seçiminden otomatik olarak hesaplanır. 

İçerik Eşleme Sürümü - Level254 ve Algoritma Sürümü

İçerik eşleme sürümü iki değerden oluşur. Ana CM algoritması ve kırpma algoritması versiyonu. XML sürüm 2.0.5'te bu değerler <AlgorithmVersion> etiketi altında listelenir. XML sürüm 4.0.2 ve üzeri sürümlerde, CM sürümü <Level254> etiketi altında listelenir. v4.0 içeriği oluşturulurken, v2.9 meta verileri (L2) otomatik olarak oluşturulur ve 4.0 meta verileriyle birlikte (en son geriye doğru L2FromL8 algoritması kullanılırken) XML'e eklenir. Bu, piyasadaki yalnızca Dolby Vision v2.9'u destekleyen eski cihazlarla geriye dönük uyumluluğu desteklemek için yapılır. Bu şekilde oluşturulan meta veriler, 100nit, 600nit ve 1000nit olmak üzere üç hedef için L2 meta verilerini içerir.

L11 – Seviye 11 – Otomatik Resim Optimizasyonu (APO)

L11 meta verileri, İçerik Türünü ve amaçlanan Beyaz Nokta ayarlarını depolar.

Dolby Vision ortak araçları, bu geriye dönük uyumlu algoritmanın 1. neslini kullanır. CMv4’ün piyasaya sürülmesinden bu yana, bu algoritmanın daha yakın olması için büyük iyileştirmeler yapıldı. XML 4.0 ve 2.9 türetilmiş sürümleri arasında eşleşir ve artık bu algoritmanın 2. nesline sahibiz. Üretilen XML’in, IMF’in taşıdığı değerleri görmek için Dolby’nin yayınladığı metafier programını kullanabiliriz. 

P3 D65 Renk Alanı

Rec 2020 Renk Alanı

1000 Volt olarak HDR iş akışında HDR’da P3 D65 ve Rec 2020 kullanırız. HDR uygulamasında Dolby Vision tercih edilir. Uygulanan iş akışında renk artisti tarafından HDR içerik üretildikten sonra SDR renk dokunuşları yapılır. Bu işlemden sonra HDR ve SDR bilgileri barındıran ve çeşitli level’lar içeren XML, yazılımdaki proje analiz ettirilerek üretilir. Üretilen XML 2 nesil bilgi taşır. Yukarıda değinilen 2.9 ve 4.0 XML’ler metafier ile taratılarak renk kodlaması, renk alanı, kadraj ve çerçeve bilgileri doğrulanır. Netflix ya da Disney çalışma profiline uygun olarak üretilen bu XML’ler ya IMF ile birlikte ya da IMF’in içine yazılımla yerleştirilerek dağıtıcıya iletilir. 

Dip notlar

1. What is HDR Netflix
2. Renk gamutu, kaydedildikten sonra görüntülenebilen renklerin aralığını ifade eder.
3. Nit parlaklık birimidir. Diğer adı metre kareye düşen kandildir. (cd/m²)
4. https://www.broadcasterinfo.net/ContentDetails-222-hdr-hakkinda-merak-edilenler--1
5. Digital Cinematography: Fundamentals, Tools, Techniques, and Workflows s. 584
6. Klasördeki tüm dosyaları barındıran bir listedir.
7. Kompozisyon çalma listesi. Video, ses ve diğer dosyaları birlikte çalar.
8. Her bir dağıtım formatı için gereken işleme/kod dönüştürme talimatlarını taşıyan dosyadır. IMF’in hangi platformda hangi formatta yayınlanacağı bilgilerini barındırır.
9. IMF içindeki dosyalar hata riskine karşı isimlendirmeye göre değil içindeki  UUID (Evrensel Benzersiz Tanımlayıcı)  adı verilen dosya kodu kullanılarak klasör içinde yerleşim sağlanır. Assetmap doğrudan klasördeki UUID i bularak IMF paketini tanımlar.
10. Paket içindeki dosyaları depolamak için hangi fiziksel depolama birimlerinin kullanıldığı hakkında bilgi sağlamayı amaçlamaktadır
11. https://telestreamblog.telestream.net/2016/02/overview-interoperable-master-format/#:~:text=While%20DCP%20is%20about%20theatrical,of%20content%20for%20different%20audiences.