Cómo Samsung y HDR10+ hacen que los colores cobren vida en más televisores

La compañía recibió recientemente la certificación oficial para el logotipo HDR10+ en sus televisores 2018 Premium UHD y QLED, incluido QLED 8K, lo que prueba la capacidad de las pantallas para producir imágenes reales que representan el contenido como lo imaginaron los creadores. Samsung también continúa estableciendo asociaciones que ofrecen experiencias de visualización premium a más hogares de consumidores.

Samsung Newsroom se reunió recientemente con Yeong-Taeg Kim, vicepresidente del Laboratorio de Soluciones de Medios Digitales de Samsung Research America, para aprender más sobre lo que está haciendo la compañía para expandir esta tecnología y ofrecer a más personas el mejor contenido HDR disponible.

¿Qué es HDR10+?

Presentada en 2017, la tecnología HDR10+ reproduce colores con un nivel de precisión que antes era imposible de lograr.

Con la mayoría de los televisores, existe una brecha inevitable entre el rango dinámico de colores que la pantalla puede producir y los colores reales del contenido representado. Tradicionalmente, para aproximar la apariencia HDR, los televisores con rango dinámico limitado han utilizado un proceso conocido como "mapeo de tonos" para amplificar el color de las imágenes. Sin embargo, a diferencia de las iteraciones HDR10 anteriores que utilizaban el mapeo de tonos estático, en la cual la mejora del color es uniforme de una escena a otra, HDR10+ emplea un mapeo de tonos dinámico, que permite optimizar las escenas individualmente.

En pocas palabras, la tecnología permite a los televisores preservar la intención de los creadores de imágenes en escenas oscuras y producir reflejos más brillantes, agregando una sensación de profundidad a las imágenes que hace que el contenido parezca más realista e inmersivo. Funciona al integrar contenido con metadatos dinámicos, lo que crea una curva de mapeo de tonos optimizada, basada en un concepto matemático conocido como curva de Bézier. Como explicó Kim, "Si bien el concepto puede ser algo complejo, los resultados son claros: la optimización de la imagen crea un rico contraste que da vida al color del contenido a través de la belleza de la matemática".

Como empezó todo

Todo comenzó con una tecnología patentada de mapeo de tonos desarrollada por Digital Media Solutions Lab en 2016.

El algoritmo de mapeo de tonos era único ya que fue el primero en la industria en optimizar automáticamente los colores en cada escena en pantallas con rango dinámico limitado. Si bien el equipo originalmente había planeado usar la tecnología como un diferenciador de la calidad de imagen para futuros productos, más tarde ese año, cuando la idea de que el mapeo de tonos dinámico sería la gran novedad para HDR10 fue objeto de un intenso debate dentro de la Sociedad de ingenieros de cine y televisión (SMPTE), el equipo decidió utilizar la tecnología para desarrollar un nuevo estándar de la industria. Un estándar que podría ser usado por fabricantes de dispositivos, estudios y fabricantes de chips, y ofrecer a cada uno la libertad que necesitan para innovar.

"No era nuestro objetivo construir un estándar de la industria al principio", explicó Kim. “Fue el resultado de tener la tecnología adecuada en nuestras manos en un momento en que era muy necesaria. Sabíamos que al abrirlo a la industria, podríamos acelerar la adopción de una innovación espectacular, que realmente haría justicia a los creadores y su contenido".

Los desafíos

A pesar del optimismo del equipo, crear un nuevo estándar fue un desafío al principio. Incluso con el apoyo de la sede central y de la gerencia en ese momento, algunos sectores dentro de la empresa se mostraron escépticos en cuanto a si Samsung podría crear un estándar industrial viable que podría ser adoptado por estudios, fabricantes de chips y fabricantes de dispositivos.

"Fue una decisión difícil, pero todos comprendimos la importancia de crear un nuevo estándar", dijo Kim. "Hubo mucho debate, pero todos se dieron cuenta de que, al crear un nuevo estándar, también estaríamos cumpliendo nuestra promesa a nuestros consumidores. Si la industria se basara en un solo estándar, sería difícil actualizar los productos HDR10 anteriores".

Los desafíos tecnológicos más grandes se encuentran en la creación de una curva matemática que podría usarse como base para el mapeo de tonos de cada escena, y encontrar una manera de realizar una parametrización para crear un conjunto de datos que podría servir como un descriptor universal para representar el comportamiento del mapeo de tonos para una escena en particular. La curva matemática no solo necesitaba ser optimizada para cada escena posible, sino que también tenía que ser lo suficientemente flexible para lograrlo. Por lo tanto, era importante que el equipo encontrara una curva que se adaptara a la forma en que los estudios tienden a mapear sus tonos: fragmentados.

La creación de un nuevo estándar

Después de meses de investigación y múltiples simulaciones, el equipo, dirigido por el Dr. Li Tao, finalmente identificó una curva matemática que era lo suficientemente flexible para hacer el trabajo.

La idea era imitar la forma en que los estudios editan escenas. La curva de Bézier resultó ser la opción perfecta para replicar la fragmentación, lo que significaba que representaría lo imaginado por los creadores de manera más precisa. Sin embargo, para poder utilizar la curva como base para crear metadatos dinámicos a través de la optimización matemática, el equipo tendría que modificarla primero. Fue en este punto que tuvieron la idea innovadora de mejorar su flexibilidad transformando la curva bidimensional en un conjunto de datos unidimensional.

Con esta mayor flexibilidad, llegó la capacidad de crear curvas optimizadas de mapeo de tonos para cada escena. Al combinar esto con un algoritmo que transforma automáticamente cada curva en metadatos, el equipo creó una herramienta poderosa que permitiría a los televisores Samsung ofrecer a los consumidores experiencias de visión realmente envolventes.

Utilizando la analogía de un chef que comparte una receta premiada, Kim explicó el potencial de la tecnología para cambiar la forma en que los consumidores experimentan el contenido. "Imagine la obra maestra culinaria de un chef, convertida en una receta para la cocina doméstica cotidiana", dijo Kim. “Imagine que la receta es tan precisa que cualquiera puede usarla para crear un plato casi perfecto. Ahora, imagine una herramienta que escribe esta receta automáticamente, en lugar del chef, y para todo tipo de cocina. Finalmente, imagine que, una vez que compran los ingredientes, la receta está disponible para todos.

"Samsung no solo ha creado el estándar para escribir la 'receta', sino también la herramienta", continuó Kim. "Pero para que esto ocurra, necesitamos que los 'chefs' (los estudios), los 'comestibles' (proveedores de contenido) y los 'cocineros' en casa (fabricantes de dispositivos y chips) trabajen juntos".

Un ecosistema en expansión

Desde su lanzamiento oficial el año pasado, HDR10+ ha experimentado una rápida expansión, impulsada por Samsung y sus socios para (1) poner la tecnología a disposición de los fabricantes de chips y televisores sin royalties, y (2) hacer que la plataforma HDR10+ y los metadatos estén disponibles gratuitamente para empresas de contenido y para fabricantes de reproductores de Blu-ray y decodificadores UHD.

Como resultado, estamos presenciando el establecimiento de un sólido ecosistema de ofertas HDR10+, con el poder de revolucionar el entretenimiento doméstico. Con el fin de ofrecer imágenes visuales envolventes y realistas a las salas de estar de más consumidores, Samsung ha trabajado arduamente para establecer asociaciones HDR10+, que abarcan los mundos del cine, de la fabricación de software y dispositivos, que están acelerando la adopción generalizada de la tecnología.

Como explicó Kim, la plataforma HDR10+ fue diseñada para respaldar una adopción sin problemas y sin obstáculos económicos o tecnológicos importantes. "Hemos trabajado junto a desarrolladores de software de terceros, como Colorfront y Blackmagic Design, entre otros, así como con compañías de sistemas de codificación para integrar HDR10+", dijo Kim. “Hemos demostrado la calidad del desempeño del HDR10+ y hemos enfatizado los aspectos económicos de la implementación. En comparación con HDR10 u otros competidores, no hay costos adicionales asociados con la implementación de HDR10+ para la creación de contenido, ni hay costos de hardware adicionales para las pantallas HDR10+. Los contenidos de la nueva plataforma son retrocompatibles con los dispositivos HDR10 existentes".

Samsung ha establecido asociaciones emocionantes con fabricantes de dispositivos, chips y proyectores que presentarán a más consumidores la calidad de imagen real de HDR10+. Ejemplos notables incluyen V-Silicon (anteriormente Sigma Designs) y TP Vision. La compañía también ha entablado y ampliado asociaciones con los principales estudios de cine y proveedores de servicios de contenido, incluido ivi, el proveedor de servicios de video en línea más grande de Rusia, Amazon Prime Video y Warner Bros.

Como señaló Kim, con más televisores HDR10+, los productores de SoCs (Sistema en el chip) y AVR, y los fabricantes de proyectores se unirán pronto, y con la llegada de cada vez más contenido de HDR10+, la certificación oficial del logotipo HDR10+ marca un hito importante. Representa el comienzo de una nueva era para la calidad de imagen.

"La introducción del logotipo de la certificación HDR10+ representa el fundamento que estamos estableciendo para el mercado de TV con calidad de imagen ultra alta", comentó Kim. "Al utilizar nuestra tecnología y experiencia líderes, seguimos ampliando nuestras valiosas alianzas y mantenemos nuestro compromiso de ofrecer a los consumidores el mejor contenido de HDR posible".