HDR no computador de mesa, segunda parte

16 de novembro de 2016

Conectar um computador a uma TV HDR para testes exige noção do que se está fazendo, e nem sempre o socorro vem da indústria que está tentando viabilizar este novo padrão de imagem.

Durante as últimas semanas eu venho me debruçando sobre o assunto HDR, à procura de uma série de explicações e convencimentos desta nova tecnologia. A obsessão nas descobertas muitas vezes decorre da simples curiosidade. Toda vez que se lança algum tipo de tecnologia desconhecida da massa de adeptos, a maioria irá desejar saber qual é o potencial que se poderia esperar dela.

A indústria tem parte da culpa na confusão. Termos de engenharia são espalhados em sites diversos, quando nem todos os analistas e principalmente usuários têm o background necessário para uma completa compreensão do linguajar e da verborreia técnica. Sem tradução de termos, o aprendizado é quase que impossível, ou só acontece debaixo de um incomum esforço.

E a julgar pelo andar da carruagem serão necessários muitos meses até se estabelecer algo de útil a respeito do HDR!

Entender que HDR é a relação estendida em dinâmica entre os níveis de branco e preto não ajuda a compreender porque a tecnologia está sendo empurrada como a grande novidade (alguns dizem “revolução”) do momento.

Igualmente, ter noção de que se está falando de “realidade das imagens” ou ver uma imagem na tela do monitor ou TV como se vê qualquer imagem ao vivo ou à luz do dia, também não ajuda em nada.

O que se pode fazer no momento são testes, e para tal é interessante ter noção das limitações do hardware que se tem em mãos. O mercado de televisores introduziu o HDR10 como parte de seus novos modelos, com algum estardalhaço aqui e ali, mas sem avisar o consumidor de que maneira isto lhe beneficia.

Então, vamos por partes: primeiro, as telas de televisão necessitam de aprimoramento de iluminação, de modo a atingir o principal pré-requisito da imagem HDR, que é alcançar níveis de luminância bem acima de 1 000 nits, algo já surpreendente diante do quase inalcançável 10 000 nits previsto no padrão Dolby Vision. Segundo, é preciso alcançar uma escala de reprodução de cores na ordem de 10 bits, que implica na capacidade de exibir mais de um bilhão de cores.

No topo de tudo isso, ainda seria preciso saber se a visão humana será capaz de vislumbrar tais avanços, sem o quê cai tudo por terra. Em um press-release recente da AMD, a imagem a seguir foi divulgada com este objetivo, que é o de justificar o investimento em telas HDR:

image001

 

Segundo a AMD, uma vez alcançando-se uma maior faixa dinâmica de luz e cores, a imagem dos painéis e monitores ficaria mais próxima daquela observada pelo olho humano. E fica claro que este objetivo só seria alcançado quando todos os pré-requisitos da tela HDR forem realizados.

As conexões de teste são imponderáveis

Tendo instalado mais de uma vez o meu computador de mesa em uma TV, eu posso afirmar com segurança que a partir de uma conexão entre adaptador gráfico e entrada HDMI, a negociação de protocolo mostrará limitações pertinentes tanto do lado do adaptador quanto do lado da TV.

No âmbito do HDR o adaptador gráfico precisa ser capaz de decodificar HDR no nível padrão para a imagem 4K, ou seja, HEVC 4K @60 Hz, 10/12 bits de profundidade de cor. Na linha atual da Nvidia, somente a série 10 tem esta capacidade garantida.

Usando um adaptador GTX 1080, eu conectei o computador a uma TV Sony série 855C, com HDR. Logo de cara, a primeira limitação: o adaptador está atualizado para HMDI 2.0b e a TV restrita à versão 2.0a, o que impediu a transmissão de imagens acima de 8 bits. Nada disso, entretanto, impediu que a imagem HDR fosse reconhecida pela TV, que mudou o modo de tela automaticamente.

De um computador para uma tela HDR, para que a imagem seja reproduzida corretamente, é preciso que o software que está rodando contenha um comando para instruir o adaptador gráfico a invocar a função HDR. Para os cartões Nvidia o comando está incluso na aplicação NVAPI. Ele será usado para jogos ou qualquer outro programa que faça uso do HDR.

Eu tive a ajuda de Daniel O’Keefe, do site de análises RTings, que me indicou o SDK (Software Development Kit) da Nvidia, destinado a testes pelos interessados, independente de serem programadores.

O kit é composto pelo aplicativo principal, acionado por uma longa linha de comando. Para facilitar o usuário, é oferecido um arquivo batch com o título run_hdr.bat. O batch nada mais é do que um arquivo com comandos em ambiente DOS. Neste caso, a tela cheia é forçada, porque no momento existem limitações, explicitadas pela própria Nvidia, de que o comando para acionar o HDR demanda este tipo de tela. A empresa inclusive se refere a esta limitação como sendo parte do ambiente Windows, mas que será necessariamente modificada quando o sistema operacional der o prometido suporte completo ao HDR.

De fato, rodando o run_hdr.bat o programa comanda a Sony para acionar o modo HDR automaticamente, e exibe a seguir a tela default (ver abaixo), que pode depois ser trocada, e a seguir acionando-se vários modos de teste para cada tela.

Inicialmente, é exibida uma captura do jogo da Epic Games “Kite”. A segunda tela da mesma fonte é vista a seguir:

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O mapeamento de tons desta e de outras imagens pode ser acionado, para fins comparativos:

image005

 

Por aí se pode ter uma ideia do nível de tradução da imagem original HDR para a tela onde ela está sendo exibida, e se existem limitações da dinâmica de luminância.

O demo completo pode ser visto a seguir:

 

Para fazer a TV reproduzir sozinha arquivos HDR é suficiente conectar um drive USB e deixar que o decodificador da TV leia os metadados que contêm a informação para que o modo HDR seja acionado. Sem a leitura desses metadados, não é possível mudar o modo de tela para HDR. Se ao conectar o computador na TV eu quiser reproduzir estes arquivos não haverá sucesso, porque os players instalados no computador interceptam os metadados para o decodificador local, que desconhece o HDR.

Então, o que se percebe é que a mudança de modo de tela depende de um comando na programação dos arquivos lidos ou rodados. E que no caso do SDK da Nvidia ele é dado diretamente ao adaptador gráfico, que por seu turno aciona o modo HDR na TV, e no caso dos arquivos lidos diretamente pela TV via drive USB o decodificador acionado é aquele embutido no software interno da TV.

Importância para os games

Os adeptos dos jogos de computador ou de consoles irão querer programas cada vez mais poderosos ou mais realistas, se quiserem.

Os jogos para computador têm tido enorme influência na produção de mídia em outros lugares. Um exemplo disso são os incontáveis filmes de ação dominados por efeitos visuais realizados com o uso de interfaces gráficas.

No meio à violência catártica que se vê na tela, existe no background uma sensação de poder destruir tudo que está na frente, sem ser punido por tal façanha. Alguns jogos mais antigos, presentes nos micros de 8 bits, conseguiam estimular a inteligência das crianças (e adultos, se não se sentissem constrangidos), para vencer obstáculos.

No filme Tron, dirigido por Steven Lisberger e apresentado nas telas na década de 1980, o roteiro fala sobre a hipótese de um ser humano entrar fisicamente em um jogo e conseguir soluções para vencer um obstáculo computacional. No fundo, é isso que ocorre nos jogos, com a diferença que nos jogos atuais a violência tem precedência sobre o raciocínio, o que, na minha opinião, é lamentável.

Entretanto, a premissa de que com o HDR novos níveis de realismo serão introduzidos no meio virtual tem deixado excitados designers de hardware e software para um esforço no sentido de alcançar novos degraus no mercado.

Para azar de seus proponentes, foram os aparelhos de TV os primeiros a entrar no mercado com reprodução HDR, não necessariamente de jogos de computador. A ausência de monitores HDR para a venda imediata tem sido o alvo de queixa, com toda a razão, por parte daqueles que completaram a árdua tarefa de colocar jogos em HDR no mercado, mas com pouca ou nenhuma chance do uso pretendido.

As perspectivas de aparecimento de monitores capazes para reproduzir jogos com HDR é estimada para 2017, sem uma data precisa. Até lá, nós que não estamos no meio dos jogadores, poderemos ter alguma chance de conhecer um pouco desta tecnologia e determinar, salvo melhor juízo, se é mais uma coisa do momento ou se esta tecnologia vem aqui para ficar de vez. [Webinsider]

HDR no computador de mesa

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