ビデオフォーマットの解像度は、標準解像度から高解像度に、そして最近では4Kに向上しています。ただし、これらの形式は引き続き同じ色空間を使用します。さらに、6〜10ストップの標準ダイナミックレンジ（SDR）があります。テレビ画面が大きくなり、明るくなるにつれて、もともとブラウン管テレビ用に開発された古い技術の限界がより明白になります。ハイダイナミックレンジ（HDR）ビデオは、これらの問題に対処します。しかし、HDRビデオとは何ですか？
ビデオ用語では、ダイナミックレンジはコントラストに関連しています。これは、画像の最も明るい部分と最も暗い部分の違いです。ダイナミックレンジはストップで測定されます。ストップは、光の量を2倍にする変更です。人間の目のダイナミックレンジは約20ストップです。これは、1,000,000対1のコントラスト比に変換されます。
HDRビデオはより白い白とより黒い黒を提供します
HDRビデオは、古いビデオ形式の欠点を克服し、より広い範囲の色と明るさの画像を提供します。ダイナミックレンジは少なくとも13ストップで、SDRビデオよりはるかに高くなっています。これは、HDRビデオがより白い白、より黒い黒を生成し、その間のグレーのより多くの色合いを区別できることを意味します。実際には、これは、HDRが影の暗闇や画像の最も明るい領域でより多くの詳細を保持することを意味します。
含まれている追加情報のため、HDRビデオにはSDRビデオの8ビットと比較して少なくとも10ビットの色深度が必要です。ビット深度の詳細については、動画のビット深度と演色性についてをご覧ください。
広い色域
技術的には、HDRはビデオ画像の輝度（明るさ）のみを指しますが、主要なHDRビデオ形式にも広い色域が組み込まれています。色域（または色空間）は、テレビまたはプロジェクターが表示できるすべての色を表します。したがって、色域が大きいほど、デバイスが表示できる色が多くなります。
高解像度放送TV、ビデオストリーミング、およびBlu-rayの業界標準の色域は、Recと呼ばれます。 709.ただし、Rec。 709は、CIE 1931カラーチャートの範囲の約36％しかカバーしていません。これは、人間の目が見ることができるすべての色（可視スペクトル）を表しています。 HDRビデオはRecに準拠しています。 2020年の広い色域ははるかに大きく、CIE 1931カラーチャートの76％近くをカバーしています。
この余分な色と明るさの情報はすべて、HDRビデオのデータレートがBluRay再生には高すぎることを意味します。つまり、新しいフォーマットで作業するには、4kKUltraHDブルーレイディスクを使用する必要があります。 Amazon VideoやNetflixなどのオンラインストリーミングサービスも、HDRビデオコンテンツを提供します。
HDRビデオ標準
テクノロジーの新しい開発でよくあることですが、現在、HDRビデオにはさまざまな規格があります。 2つのメインフォーマットは、ドルビービジョンとHDR10です。
ドルビービジョン
ドルビービジョンは、ドルビーが開発した独自のHDRビデオフォーマットです。この規格は、動的メタデータを使用して、シーンごと、さらにはフレームごとに明るさのレベルを調整します。これは、ドルビービジョンが、暗いシーンのシャドウや明るいシーンのハイライトでさらに詳細を保持することを意味します。
さらに、Dolby Visionはメタデータを使用して、ビデオの表示に使用された機器に基づいてビデオを微調整します。光のレベルと色のレベルは、ドルビーとテレビまたはプロジェクターのメーカーによって決定された値に基づいて調整されます。これは、画像が表示されるデバイスの特定の機能に基づいて画像が最適化されることを意味します。
ドルビービジョンはライセンスされたフォーマットであり、互換性のある機器はドルビーによって認定されている必要があります。
HDR10
ドルビービジョンとは異なり、HDR10は静的メタデータを使用します。これは、光と色のレベルがビデオの絶対値であり、シーンごとに変化しないことを意味します。
HDR10形式は、準拠するコンテンツとディスプレイの仕様の範囲を定義します。ただし、特定の画面の個々の機能に合わせてビデオの再生を調整することはありません。
ドルビービジョンに対するHDR10の利点の1つは、オープンスタンダードであるということです。これは、どの企業もライセンス料を支払うことなく使用できることを意味します。
注意すべき他の2つの形式は、HDR10 +とHybridLog-Gamma（HLG）です。
HDR10 +
HDR10の変種であるSamsungは、動的メタデータを含めるためにHDR10+を開発しました。 HDR10 +は、ビデオの各シーンまたはフレームに表示される光のレベルを調整しますが、HDR10と同様に、画面の特定の特性を考慮していません。
ハイブリッドログガンマ（HLG）
ハイブリッドログガンマは、英国のBBCと日本のNHKが共同で開発したものです。放送用に設計されたHLGは、標準ダイナミックレンジ（SDR）ディスプレイと下位互換性があります。 HLGにはメタデータが含まれていません。代わりに、SDRコンテンツの明るさのガンマ曲線と、HDRディスプレイを使用する場合の高レベルの明るさの対数曲線の組み合わせを採用しています。
HDRビデオのキャプチャ
ハイダイナミックレンジ写真は長年人気があります。この手法は、コントラストの高いシーンを撮影するときにキャプチャされるダイナミックレンジを最大化することを目的としています。ハイライトとシャドウで別々に露光された2枚（またはそれ以上）の写真を組み合わせることで機能します。結果として得られる画像は、個々の写真のどれよりも高い有効ダイナミックレンジを持っています。
キヤノンのDSLRシリーズ用のプログラムMagicLanternは、HDRビデオをキャプチャするために同様の方法を利用し、異なるISOで代替フレームを記録しました。ただし、この手法の有効性は限られています。かなりの程度のポストプロダクション処理が必要であり、フレーム内の動きは過度のモーションブラーにつながります。
REDは、EPICおよびSCARLETカメラ用の独自のHDRビデオソリューションとしてHDRxを開発しました。これは、標準のカメラが1フレームだけを記録する間隔内で2つの露出を記録することによって機能します。一次露出は、標準の絞りとシャッター設定を使用して、正常です。二次露光は、ハイライト保護のためにはるかに短い露光を使用します。この場合も、2つの画像ストリームをポストプロダクションで組み合わせて、より高いダイナミックレンジを実現します。
ArriのAlexaカメラのセンサーには、独自のデュアルゲインアーキテクチャがあり、各ピクセルから増幅レベルの異なる2つの個別の読み取り値を同時に生成します。これらの2つの信号は、単一の高ダイナミックレンジイメージに結合されます。これにより、低照度でのパフォーマンスが向上し、ハイライトのクリップが防止されます。
実際には、ほとんどの最新のシネマカメラは、14ストップ以上のダイナミックレンジを再現でき、フィルムのダイナミックレンジである約13ストップを超えています。このレベルのダイナミックレンジは、HDRビデオを撮影する場合に最適です。詳細については、今日の市場で最高のシネマカメラのガイドをご覧ください。
HDRの操作
HDRビデオは10ビット形式であるため、出力を正確に監視できるようにするには、録画または編集時に10ビットHDRディスプレイを使用する必要があります。 10ビットファイルと4Kビデオを使用する場合は、編集やカラーグレーディングのためにフッテージをプレビューするときにスムーズに再生できるように、専用のグラフィックカードを備えた強力なコンピューターも必要になります。詳細なガイダンスについては、HDRビデオの操作に関する編集者ガイドを参照してください。
UHDアライアンス
HDRビデオを視聴するために新しいテレビを購入する場合、画像は思ったほど鮮明ではありません。多くの場合、文字通りです。市場に出回っている多くのテレビには、「HDRReady」ラベルが付いています。ただし、これは、テレビがHDRビデオ信号を受信して表示できることを意味します。画面がHDRビデオコンテンツの全範囲の輝度と色の情報を表示できることを保証するものではありません。
UHDアライアンスには、パナソニック、サムスン、ソニー、ネットフリックス、ドルビー、20世紀フォックスなどのさまざまなメーカー、コンテンツプロバイダー、映画制作会社が含まれています。 UHD Allianceは、UHD Premium仕様を開発しました。これは、テレビが準拠するための最小基準を定め、解像度、色ビット深度、色域、ダイナミックレンジをカバーしています。新しいテレビを購入する場合は、ビデオコンテンツを最高品質で表示できるように、UHDプレミアムロゴの付いたテレビを探す必要があります。