Pantallas de alto rango dinámico

El reto que se plantea con el alto rango dinámico es aumentar el nivel máximo de brillo de las pantallas y a la vez bajar el nivel de negros. Se está avanzando en estas dos direcciones. Las nuevas pantallas de alto rango dinámico (HDR) podrán así presentar imágenes con más detalle en las altas luces y en las sombras profundas. Cuanto mayor sea el rango dinámico de un monitor más capacidad tendrá de presentar detalle en las altas luces.

La unidad que se utiliza para medir el brillo de una pantalla es el nit, o lo que es lo mismo, la candela por metro cuadrado (cd/m2). En nits se mide el nivel máximo de brillo de una pantalla, que se corresponde con el blanco puro, y el mínimo, que representa el negro.

La ratio de contraste es el valor que expresa la capacidad de una pantalla para la reproducción del contraste, es decir, la división entre el nivel máximo y mínimo de brillo que puede reproducir. Por ejemplo, un televisor cuya capacidad máxima de brillo es de 100 nits y la mínima de 0,1 nits tiene una ratio de contraste de 100/0,1 es decir de 1.000:1. Este es el estándar actual para los televisores HD. Si aumentamos el brillo máximo a 400 nits manteniendo el nivel de negro en 0,1 nits, obtendremos una ratio de contraste de 4.000:1. Es decir se ha incrementado la ratio de contraste y, por lo tanto, el rango dinámico.

En el siguiente gráfico podemos comparar la diferencia de capacidad de la visión humana con las pantallas convencionales y las nuevas de alto rango dinámico.

 

Comparación de la capacidad de percepción del contraste entre la visión humana, las pantallas convencionales y las de alto rango dinámico

Fuente: Pierre Andrivon – Technicolor

 

La visión humana tiene mucha capacidad para ajustarse a los distintos niveles de luminosidad de una escena porque dispone de unos mecanismos muy complejos y eficientes de microadaptación, por lo que resulta muy difícil comparar el ojo humano con una cámara o una pantalla. Peter C. J. Barten, investigador especializado en esta materia, ha propuesto una ‘fórmula’ para evaluar la sensibilidad al contraste del ojo humano que indica una capacidad de percepción de una ratio de contraste de 10.000:1 que se corresponde con unos 15 f-stops de rango dinámico.

Las cámaras de cine tradicionales para película fotoquímica y las nuevas cámaras digitales son perfectamente capaces de captar este rango dinámico. El problema está en que las pantallas y los proyectores digitales han tenido hasta ahora una capacidad muy limitada de contraste y rango dinámico, aproximadamente entre 6 y 9 f-stops, con una ratio de contraste de 1.000:1. Por lo tanto, el centro de atención actualmente está en la fabricación de una nueva generación de pantallas con mayores prestaciones para la representación del contraste.

La idea de producir pantallas de televisión HDR surgió hace unos años cuando los fabricantes empezaron a utilizar los LED (Light Emitting Diodes) con mejores respuestas en términos de color y brillo. El desarrollo de pantallas OLED, con ‘semiconductores orgánicos’ y sin necesidad de retroiluminación, ha mejorado aun más estas prestaciones.

Con esta nueva tecnología, los fabricantes han sido capaces de crear pantallas más brillantes manteniendo muy bajos los niveles de las sombras donde el contraste es más amplio. Muchas pantallas HDR son capaces de alcanzar un nivel máximo de brillo de 1.000 nits, pero los estándares prevén para el futuro hasta 10.000 nits. De esta forma, la industria está sentando las bases para un gran paso adelante en la representación de imágenes: el paso de la televisión HD con rango dinámico estándar (SDR, Standard Dynamic Range) y un valor máximo de brillo de 100 nits, hacia la Ultra HD con alto rango dinámico.

HDR también podría encontrar su cancha en las pantallas HD, aunque para los fabricantes resulte más rentable vincularlo exclusivamente a las nuevas pantallas de Ultra HD.

Para el cine en salas se está trabajando con proyectores láser capaces de mantener los negros en niveles muy bajos aumentando la ratio de contraste y el rango dinámico y minimizando el impacto en la luz ambiente.

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