SIM2: HDR como Dios manda

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SIM2 diseña y fabrica productos HDR desde 2007. HDR (High Dynamic Range) tiene un efecto dramático en la calidad de la imagen y en la resolución de la imagen percibida, ya que ofrece un rango dinámico más ajustado al sistema visual humano.

En el mundo real, la intensidad de la luz natural puede alcanzar hasta 14 órdenes de magnitud desde la noche hasta la luz solar directa. La relación entre la luminancia máxima y mínima se denomina rango dinámico. El ojo humano puede percibir instantáneamente hasta 5 órdenes de magnitud sin necesidad de adaptación.

HDR (High Dynamic Range) es, por lo tanto, la capacidad de renderizar un amplio rango de luminancia en una pantalla, desde valores extremadamente oscuros a extremadamente brillantes, creando así blancos más brillantes, negros más oscuros y colores más brillantes que se adaptan mejor a lo que vemos en el mundo real.

El rango dinámico de esta magnitud puede caracterizarse como “f-stop".


- El rango dinámico estándar (SDR) es ≤ 10 paradas en f; - El rango dinámico mejorado (EDR) y el rango dinámico alto (HDR) es > 10 paradas en f.

SIM2 HDR Dual System de SIM2 utiliza dos proyectores custom optimizados para producir una imagen combinada que tiene un rango dinámico de más de 14 f-stop.

La decisión de utilizar dos proyectores fue necesaria para proporcionar un alto brillo y lograr un contraste muy alto. Cada proyector está optimizado para un rendimiento diferente; utilizan diferentes ópticas, software y otros ajustes diversos.

No obstante, el sistema SIM2 HDR Dual System permite aumentar el rango dinámico de las películas no HDR en discos Blu-Ray estándar.

El sistema viene con los siguientes componentes estándar:

   2 proyectores a medida, utilizando la plataforma del modelo insignia de SIM2, el AR;

   1 soporte mecánico con capacidad de ajustes micromecánicos;

   1 interfaz de procesador entre las fuentes de vídeo y los 2 proyectores.

Alto rango dinámico: cómo SIM2 dominaba el arte

SIM2 ha estado creando pantallas HDR desde 2007, construyendo una riqueza de conocimientos sobre esta área especializada de la tecnología de la imagen. Las apariciones en las recientes ferias CEDIA EXPO e ISE del sistema de proyección SIM2 HDR DUAL han suscitado críticas muy favorables por parte de expertos de la industria como Scott Wilkinson (AVS Forum): "...como una demostración de tecnología, reveló cuánto rango dinámico es posible usando dos proyectores en tal configuración - los negros eran de tinta, y la luminancia máxima era de 95 foot-lambert!”

SIM2 HDR DUAL es el estado del arte en proyección HDR que ofrece 14,5 f-stops de rango dinámico. Las recientes mejoras al producto, realizadas en colaboración con el gurú del video Joe Kane (JKP Productions), han dado como resultado la capacidad de entregar el poder y el control de HDR más allá del de cualquier proyector de teatro, así como de cine comercial.

En palabras del propio Joe Kane: "Estoy impresionado con el enfoque de SIM2 para implementar HDR en la tecnología de proyección y la potencia de la plataforma SIM2 y la mayor capacidad de color asociada con ella. La dirección que están tomando es más alta en salida de luz que la implementación actual del HDR en el cine digital. Trabajé con SIM2 para poner en práctica mis conocimientos y mi enfoque científico. El resultado de esta intensa actividad está más allá de mis mejores expectativas".

HDR Dual en palabras de Domenico Toffoli, Director de I+D de SIM2

Para SIM2, el sistema visual humano es la referencia para la reproducción de imágenes de video en general y en particular para la reproducción de imágenes con la luminancia de Alto Rango Dinámico (HDR).

Por convención, una imagen HDR debe tener una dinámica de luminancia igual a la percibida por el sistema visual humano sin adaptación o aproximación.

Las pruebas realizadas en grandes grupos de personas han identificado este rango dinámico como cinco órdenes de magnitud, o 16 f-stop.

Para reproducir las condiciones de visibilidad del mundo natural, para lo cual el sistema visual humano ha evolucionado a lo largo de millones de años, necesitamos un alto brillo máximo, del orden de 10,000 cd/m2.

La combinación de estos dos factores, Alto Rango Dinámico y Máximo Brillo, proporciona la dinámica real que debería ser alcanzable desde nuestra pantalla HDR.

Este enfoque ya había sido utilizado por SIM2 en el desarrollo del Monitor HDR47ES6K, capaz de un brillo máximo de 6000 cd/m2 y un rango dinámico de más de 17 f.

Por el contrario, un proyector equipado con entradas HDMI 2.0a, que es capaz de gestionar metadatos estáticos HDR, NO significa que sea capaz de reproducir imágenes HDR de la manera correcta, si no presenta estas características en términos de rango de luz proyectado en la pantalla.

SIM2 ha buscado una solución derivada de la doble modulación serial, con 4 chips (incluyendo 1 chip para modular la luz de la lámpara UHP y 3 chips para la modulación de la información de color RGB), pero esta solución no es lo suficientemente eficiente.

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En cambio, después de varias experiencias en el laboratorio, se obtuvieron grandes resultados apilando dos proyectores de la misma plataforma (AR, el buque insignia) pero diferenciados entre sí para "compartir" el rango dinámico.

De hecho, el brillo producido por un solo proyector con una sola lámpara UHP, aunque eficiente como puede ser un proyector DLP de 3 chips, no es suficiente para producir el brillo máximo requerido, por lo que se decidió que la superposición de al menos dos proyectores de 3 chips, equipados con 0.95 " DMDs muy eficientes, ofrecía los mejores resultados.

Sin embargo, apilar dos proyectores idénticos de 5000 lm equipados con lámparas UHP no es suficiente para garantizar una verdadera imagen HDR, ya que esto simplemente duplicaría tanto el valor máximo de brillo como el valor de la luz perdida e incontrolada, que afecta al nivel de negro.

Por lo tanto, se necesitan cambios apropiados en las ópticas de los proyectores para limitar su luz difusa a niveles bajos de luz, sin dañar demasiado el brillo total.

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Afortunadamente, la tecnología DLP es particularmente adecuada para este propósito gracias a su alto contraste (Dark Chip 4), pero todavía insuficiente para una verdadera proyección HDR.

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