Tecnologia

HDR no computador de mesa

Neste fim de semana eu estava testando uma placa de vídeo nova, que havia instalado na quinta-feira anterior, mas que não tive tempo de ver o seu potencial de funcionamento.

A placa em questão é uma EVGA Geforce GTX 1080, versão Superclocked, destinada primariamente aos games, mas que é baseada no novíssimo chip Pascal, uma GPU capaz de aceitar um monte de recursos fora dos games, e com imediata aplicação científica, ditas en passant na festa de apresentação da linha 10 pela Nvidia.

Na realidade, eu havia recebido em agosto passado uma mensagem do suporte da EVGA, a respeito desta linha de placas, que eu vou traduzir, à guisa de informação para os interessados. Dizem eles:

“Somente os cartões de vídeo da série 10 (GTX 1080/GTX 1070/GTX 1060) têm suporte para HDR em cor de 10 bits, com codificação e decodificação em HEVC HDR, qualquer coisa abaixo disso não dará suporte a HDR 10 bits”

No momento da instalação eu nem me lembrei deste comentário. Tinha que me envolver com preparativos de viagem, e essas coisas ficam todas em segundo plano.

Para os amigos eu me auto rotulo como um usuário “dinossáurico”, por nunca ter me interessado em usar para o trabalho qualquer alternativa ao computador de mesa.

A arquitetura aberta da plataforma IBM, que tanto horror e desprezo causaram aos adeptos do Mac, para mim sempre foi uma fonte de montagens sucessivas, algumas vezes com máquinas razoavelmente poderosas.

A falta de grana é que nos impulsiona sempre para a versão um pouco mais em conta, deixando uma sensação de frustração de não ter em mãos a quantidade de computação mais próxima do ideal.

Tudo isso mudou e mudou muito com a introdução da computação de alta performance (HPC ou High Performance Computing) nas placas-mãe modernas, que é uma arquitetura baseada na construção dos super computadores.

O modo HPC dos desktops permite usar uma única CPU para dividir as várias tarefas de computação, através dos núcleos que compõem o chip. No meu caso, são 8 núcleos independentes, que precisam ser ativados na BIOS da placa-mãe. Uma vez ativados, dependerá do aplicativo fazer uso ou não deste recurso. Eu uso uma CPU cujo batimento em meia carga chega próximo do clock total, e assim a variação entre a velocidade mínima e máxima é muito pequena. Habitualmente, ela roda em 4.1 GHz em atividades diversas.

A interação entre CPU e GPU neste tipo de arquitetura é fundamental para um bom desempenho de todas as funções da máquina, sejam elas quais forem. O que quer dizer, na prática, que se deve ter instalado o melhor cartão gráfico possível, dentro da realidade financeira de cada um.

Até o ano passado, a Nvidia tinha no adaptador gráfico Titan X o seu carro chefe, em qualidade e desempenho. Neste ano, a linha 10 tem no seu topo (GTX 1080) um cartão 2 vezes superior em performance ao Titan X, com um TDP de pouco mais de 120 Watts.

O lançamento da nova GPU, apelidada de Pascal, visou a concorrência com a GPU Polaris, inserida na última série RX da AMD. Só que, de acordo com os analistas, para bater em velocidade de processamento gráfico uma única GTX 1080 serão precisos duas RX 480 unidas em Crossfire.

Para quem não está envolvido com games, esta concorrência pouco importa. O importante é saber que em uma placa GTX 1080 sem overclock o desempenho é muito mais do que satisfatório.

Basta dizer que as ventoinhas de arrefecimento de calor só começam a rodar depois que a GPU passar dos sessenta graus. Eu rodei testes de estresse e notei que a temperatura passa pouco da casa dos setenta graus. Isto indica um alto grau de rendimento na demanda de trabalho da GPU.

Descobertas do fim de semana

Foi acidentalmente que eu descobri que podia reproduzir um vídeo HDR no meu sistema e de forma perfeita. Eu já havia baixado clipes de vídeos HDR (indicados em uma das últimas colunas) e colocado em um drive USB, levado depois para reproduzi-los em uma TV em modo HDR. Foi fácil comparar visualmente os resultados.

O mais curioso desta história toda é que apenas um player conseguiu esta façanha: o aplicativo Filmes e TV, disponível gratuitamente na loja da Microsoft, e que vem automaticamente instalado na última versão do Windows 10.

É um player para lá de simples, mas funciona admiravelmente com arquivos HDR, não sei por quê. É possível que o player se comunique diretamente com a GTX 1080, ao passo que todos os outros aplicativos usam o seu próprio decodificador. Alguns desses últimos players sequer conseguem exibir a imagem, apenas o áudio, e outros reproduzem o vídeo com perda de quadros ou com imagem incompleta!

O dilema do monitor

O sinal da GTX 1080 foi injetado em um monitor Dell UP3216Q, via DisplayPort. Até este momento, que eu saiba, não existem monitores no mercado com o rótulo de HDR ou HDR Ready. Programadores de jogos se dizem preparados para o HDR, ao mesmo que se queixam da ausência de monitores HDR destinados ao uso de desktops no mercado.

O Dell usa a conexão DisplayPort para atingir 10 bits de resolução, necessários ao HDR.

Entretanto, o nível de luminância está especificado em 300 candelas por metro quadrado (ou seja, 300 nits), segundo informações do fabricante, o que não seria suficiente em tese para HDR.

Por outro lado, o contraste dinâmico é descrito na razão de 2 milhões para 1. Só que para alcançá-lo seria preciso mudar o Preset de tela para Movie ou Game. Fazendo isso, nada mudou em termos de reprodução de HDR. Uma vez ativo, o contraste dinâmico desabilita o ajuste de brilho, portanto no modo de tela que eu uso (sRGB) ele não funciona e não tem influência alguma sobre a imagem HDR.

Eu acho no mínimo estranho que um monitor supostamente convencional seja capaz de reproduzir imagens HDR com tamanha eficiência. É possível conjecturar que monitores com nível de branco elevado possam ter esta capacidade.

No que tange à faixa dinâmica de luz do HDR, as críticas feitas sistematicamente às telas OLED tem fundamento de raciocínio no fato de que o nível de branco tem relativa baixa amplitude (intensidade) e, portanto, a diferença entre níveis de branco e preto (nos quais a tela OLED costuma ser generosa) não seria capaz de reproduzir HDR.

Mas as telas LCD também precisam da contrapartida, que é um nível de preto profundo, e raramente se vê isso por aí. O que me leva a crer que as críticas são exageradas ou fundamentadas mais nos palpites do que nas medições.

Se nós partirmos do princípio de que não é no nível de branco ou de preto que a referência para o HDR precisa ser construída, mas sim na diferença entre os dois níveis, então seria admissível que a imagem HDR possa ser suportada em uma tela LCD com brilho adequado.

E esta talvez possa ser a explicação pela qual o Dell UP3216Q tenha se prestado a este tipo de reprodução de imagem, cujo brilho é inconfundível. Aqui ainda é preciso lembrar que o Dell atinge 100% da gama sRGB, que foi usada para estes testes.

É ainda possível que nem a Dell nem os analistas de plantão pela internet tenham se lembrado, ou tiveram chance, de testar a reprodução de imagens HDR. A maioria das análises se preocupa com fatores outros, como uniformidade da tela, calibrações, etc.

Os testes com simulador

Para evitar me envolver em uma conclusão precipitada, o que é proibido na minha antiga profissão, eu lancei mão de um simulador HDR: o programa chama-se Real-Time High Dynamic Range Image-Base Lighting (Rthdribl), que está disponível na home page do autor, Basta clicar no nome dele (Masa ou Masaki Kawase) e baixar o programa, que dispensa instalação. Uma tela capturada do teste pode ser vista abaixo:

As condições nas quais a demonstração rodou foram as default, estabelecidas pelo autor e confirmadas nesta tela:

O usuário pode lançar mãos de vários objetos, com níveis de contraste similares, mas qualquer um deles é suficiente para mostrar as diferenças de contraste que são supostamente pertinentes ao HDR.

Vai ser útil?

Existe uma promessa na mesa, do lançamento de monitores e jogos com HDR. Como eu não jogo, eu não faço ideia se este tipo de recurso irá ter algum apelo ou valor para os adeptos.

Na área da fotografia, eu ainda estou por voltar a campo, para tentar capturar mais de três imagens em níveis de exposição diferentes, e com elas executar a fusão de uma imagem HDR que possa ser convincente. Até agora, infelizmente, o apelo foi nenhum.

Os apologistas do HDR têm realizado demonstrações em TVs para o público de exposições e feiras, partindo do princípio de que a luz e as cores da uma imagem HDR são mais próximas do que se vê na natureza. Os seriados HDR exibidos por streaming que eu assisti até agora desmentem esta premissa.

Pode ser que tudo o que está sendo propagandeado a respeito do HDR seja mais uma tática de venda, de um produto que não vai durar muito tempo na casa do consumidor, e a ausência do 3D está aí para provar que isto é possível.

No momento, o vídeo com HDR é bonito de se ver, mas a consequência prática ainda está para ser provada. Talvez daqui a alguns meses ou no ano que vem, quando os novos monitores chegarem, se possa tirar uma conclusão mais concreta a este respeito. [Webinsider]

http://br74.teste.website/~webins22/2016/11/16/hdr-no-computador-de-mesa-segunda-parte/

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Leia também:

http://br74.teste.website/~webins22/2016/11/01/alternativas-inovadoras-para-a-iluminacao-de-telas-lcd/

Paulo Roberto Elias

Paulo Roberto Elias é professor e pesquisador em ciências da saúde, Mestre em Ciência (M.Sc.) pelo Departamento de Bioquímica, do Instituto de Química da UFRJ, e Ph.D. em Bioquímica, pela Cardiff University, no Reino Unido.