標準ダイナミックレンジビデオ

標準ダイナミックレンジビデオ（SDRビデオ）は、明るさ、コントラスト、色の特性とブラウン管（CRT）ディスプレイの制限に基づいて光の強度を表現するビデオ技術です。 ^[1] SDRビデオは、最大輝度約100 cd/m ²、黒レベル約0.1 cd/m ²、Rec.709 / sRGB色域でビデオまたは画像の色を表現できます。^{[1] [2]}ガンマ曲線を電気光学伝達関数として使用します。^{[1] [3]}

最初のCRTテレビは1934年に製造され、最初のカラーCRTテレビは1954年に製造されました。 ^{[4] [5]}「標準ダイナミックレンジビデオ」という用語は、SDRビデオを、 SDRの限界を克服するために2010年代に開発された新しい技術であるハイダイナミックレンジビデオ（HDRビデオ）と区別するために採用されました。^{[1] [6]}

従来のガンマ曲線:

• 光電子伝達関数（OETF）：
  • Rec. 601（SD-TVデジタルビデオ形式のアナログビデオ信号）^{[7] [8]}
  • Rec. 709 ( HD-TV ) ^[8]
  • 2020年（UHD-TV）
  • sRGB
• 電気光学伝達関数（EOTF）：
  • ITU-R BT.1886（SDR-TV）^[3]
  • sRGB（モニター、プリンター、ワールドワイドウェブ）^[9]

従来のガンマ曲線の線形部分は、低照度ビデオでのカメラノイズを制限するために使用されていましたが、ハイダイナミックレンジ（HDR）カメラでは不要になりました。 ^[8]従来のガンマ曲線の例としては、Rec. 601が挙げられます。

${\displaystyle E={\begin{cases}4.500L&L<0.018\\1.099L^{0.45}-0.099&L\geq 0.018\end{cases}}}$

ITU-R勧告BT.1886はSDRの基準EOTFを規定している。^[3]これはCRTのビデオ信号に対する応答を表すガンマ曲線である。^[3]これは2011年にITUによって発行された。^[3]

ウェーバーの法則に近い伝達関数は、従来のガンマ曲線よりも同じビット深度でより大きなダイナミックレンジを可能にします。 ^[10]ハイブリッドログガンマ（HLG）やSMPTE ST 2084などのHDR規格では、異なる伝達関数を使用することでより大きなダイナミックレンジが可能です。^{[10] [11]} HLGはSDRディスプレイと互換性があります。^[12]

SDRという用語は、標準色域（Rec.709 / sRGB 色原色）を含む意味で使用される場合もあります。 ^[1] HDRは、 Rec. 2020やDCI-P3色原色などの広色域（WCG）を使用します。^{[1] [13]}

人間の目が単一画像で知覚できるダイナミックレンジは約 14ストップです。^[10]従来のガンマ曲線と8 ビット/サンプルのビット深度を持つ SDR ビデオは、輝度量子化しきい値が 5% であると仮定すると、約 6 ストップのダイナミック レンジを持ちます。^[10]この論文では、一般的なディスプレイが理想よりも暗くなることを考慮に入れて、(標準の 2% しきい値ではなく) 5% のしきい値を使用しています。ビット深度が 10 ビット/サンプルのプロフェッショナル SDR ビデオのダイナミック レンジは約 10 ストップです。^[10]

従来のガンマ曲線は低照度で役立ち、CRTディスプレイと互換性があるが、限られたダイナミックレンジしか表現できない。^{[10] [11]}標準では、SDRはCRTと同じ特性（つまり、100 nitsのピーク輝度、ガンマ曲線、Rec. 709色原色）を持つディスプレイで表示する必要がある。^{[1] [3]}しかし、現在のディスプレイはCRTの限界をはるかに上回る能力を備えていることが多い。^[1]このようなディスプレイでは、SDR画像を調整して強調することで、より高い輝度とより広い色域を表示できる。^[1] しかし、クリエイティブな意図を保つためにはHDRが必要である。 ^[1]

• ITU-R勧告BT.1886