HDR: cos’è e come funziona

High Dynamic Range, spesso abbreviata in HDR, è una delle tecnologie più utilizzate su tutte le tipologie di schermi. La troviamo sui TV, sui monitor per PC e ormai è molto diffusa anche su smartphone, laptop e tablet. Se il termine è ormai di uso piuttosto comune, almeno per chi segue un minimo la tecnologia, altrettanto non si può dire del funzionamento.

La confusione è generata da vari fattori che portano molti consumatori a farsi un’idea completamente errata di cosa è davvero HDR. È tutt’altro che raro, ad esempio, che le persone confondano l’HDR applicata alla fotografia con l’HDR usata su qualsiasi tipologia di schermo. Il nome è identico, lo scopo anche ma il modo in cui lo si raggiunge è completamente diverso.

Un’immagine in gamma dinamica standard (sinistra) confrontata con la sua controparte HDR (destra)

Anche il marketing ha le sue colpe: quando si parla di HDR sui televisori, la prima cosa che viene associata è un’alta luminosità. Ovviamente questo aspetto è molto importante ma il funzionamento e i benefici vanno ben oltre un semplice aumento della luce emessa tramite gli schermi. Per questi motivi vogliamo spiegare in modo semplice e chiaro cosa realmente si intende per HDR e quali sono i vantaggi correlati al suo utilizzo.

La differenza tra SDR e HDR

Prima di capire come funziona HDR occorre spiegare come si è arrivati a parlare di High Dynamic Range. Fino a pochi anni fa HDR non esisteva: tutto quello che si vedeva su qualsiasi tipo di schermo era SDR, cioè Standard Dynamic Range. Che differenza c’è tra SDR e HDR? Praticamente la stessa che intercorre tra un MP3 e un brano in qualità CD o superiore. La Standard Dynamic Range, o gamma dinamica standard in italiano, non è altro che la versione compressa dei video in HDR.

Ad essere compressa, cioè a perdere informazioni e qualità, è la gamma dinamica, cioè il rapporto tra le parti più scure e quelle più luminose all’interno della stessa immagine. Con SDR le limitazioni sono molto stringenti: fino a pochi anni fa la tecnologia non permetteva di mostrare un’elevata gamma dinamica. Gli strumenti di ripresa (le videocamere), la catena video (i lettori su dischi ottici) e gli schermi (TV, monitor eccetera) non potevano raggiungere i requisiti richiesti se non raramente in modelli professionali estremamente costosi.

Per questo motivo si è scelto di porre un tetto uguale per tutti: le immagini dovevano rientrare in un intervallo massimo di 100 nit, che fissa la massima luminosità rappresentata su schermo. Senza addentrarci in tecnicismi, possiamo rendere l’idea di quanto questo limite sia basso mostrando un’immagine realizzata da Dolby proprio per questo scopo. Come potete vedere qui sotto, la parte gialla di un fiore alla luce del sole può raggiungere i 14.700 nit, quasi 15 volte di più rispetto al valore che abbiamo riportato sopra.

Un’immagine di Dolby che mostra l’alta luminosità di un fiore sotto il sole

È dunque evidente che con SDR non si può ricostruire efficacemente la gamma dinamica che vediamo con i nostri occhi nel mondo reale. Il risultato è, come abbiamo detto, analogo a quello offerto in campo audio da un MP3: si perdono informazioni e l’esperienza ne risulta irrimediabilmente compromessa. Quella che vediamo non è la stessa scena che la videocamera ha ripreso ma una sua versione ridotta per venire incontro a limiti tecnici. HDR nasce proprio per eliminare questi limiti.

Come funziona HDR?

Immaginate la gamma dinamica come una tavolozza piena di colori: con l’HDR la tavolozza è molto più ampia e si può quindi rappresentare meglio la realtà attraverso uno schermo. Con SDR si doveva far rientrare tutta la gamma dinamica all’interno di un intervallo molto contenuto: se ripensiamo all’esempio del fiore, i 14.700 nit si dovevano comprimere per stare entro i 100 nit fissati come massimo possibile.

HDR toglie questo tetto sostituendolo con un intervallo molto più ampio: il valore cambia a seconda di come vengono realizzati i contenuti (riprese, lavorazione, scelte registiche), ma generalmente si arriva fino a 1.000 nit anche se sono tutt’altro che rari film o serie TV che toccano i 4.000 nit. Il massimo livello previsto è 10.000 nit, usato però in rarissimi casi perché nessuno schermo al momento ci arriva, nemmeno tra i monitor professionali.

Un’immagine Dolby che mostra un gioco in Dolby Vision (sinistra) e la sua versione in SDR (destra)

Aver esteso la tavolozza permette di mostrare più sfumature e particolari sia nelle zone scure sia in quelle molto luminose. Un esempio delle potenzialità di HDR si può vedere nelle scene molto luminose che ritraggono il cielo. In gamma dinamica standard i limiti imposti portano spesso il cielo a sbiadire verso il bianco, restituendo così un’immagine piatta perché praticamente priva di qualsiasi informazione al suo interno.

Con HDR si riescono invece a mantenere più particolari: le nuvole tornano a essere visibili e ci sono anche le sfumature di colore, non è più tutto un bianco indistinto. Lo stesso principio è valido anche nelle scene scure: l’alta gamma dinamica permette di mettere su schermo parti molto scure insieme a elementi molto luminosi, ad esempio delle torce usate al buio. In SDR non è possibile replicare lo stesso risultato perché la coperta è troppo corta: o si schiariscono le parti buie o si scuriscono quelle luminose.

La differenza è netta e la si vede immediatamente a occhio: il contrasto percepito è molto più alto, le immagini sono più realistiche, appaganti e molto meno piatte, dato che le informazioni recuperate, sia per i chiaroscuri sia per i colori, definiscono molto meglio la distanza tra i vari piani. Questo discorso vale per qualsiasi dispositivo dotato di uno schermo compatibile con HDR.

Un’immagine usata da Sony per mostrare come cambia la gamma dinamica tra SDR e HDR

Ci sono ad esempio i PC portatili con schermo OLED come gli Asus Zenbook oppure i Macbook Pro con processore M3, dotati invece di LCD con Mini LED. Abbiamo poi tanti monitor, da quelli di fascia media come il Samsung C34G55 agli OLED come l’LG 27GR95QE-B. Non mancano ovviamente i TV, che ormai supportano HDR anche a prezzi piuttosto contenuti e con ottime prestazioni.

A chi vuole spendere poco consigliamo il TCL C805 mentre per chi non ha problemi ci sono i Sony A95L o i Panasonic MZ2000. Anche su smartphone HDR è molto presente: i top di gamma come iPhone 15 Pro Max e Galaxy S24 Ultra hanno display di altissima qualità ma anche prodotti meno cari, come i Pixel 8 Pro di Google, gestiscono l’alta gamma dinamica senza difficoltà.

HDR non serve per abbagliare lo spettatore

Abbiamo lasciato per ultimo un argomento molto importante: la luminosità. Chiunque abbia provato uno schermo HDR sa che la luminosità cresce e può arrivare a livelli molto importanti. Quello che però spesso non viene comunicato è l’uso che viene fatto di questa luminosità aggiuntiva. I valori elevati che vengono spesso citati dai produttori non si riferiscono alla luminosità emessa da tutto lo schermo ma fanno riferimento a piccole porzioni dello stesso.

Il motivo è semplice: lo scopo di HDR non è quello di abbagliare lo spettatore. La luminosità viene aumentata sensibilmente solo in zone piccole e solo in determinati contesti. Tipicamente si parla di un 10% massimo per i picchi più alti, non a caso è questa la dimensione delle finestre usate solitamente per misurare la massima luminosità. In molti contenuti, cioè film, serie TV eccetera, la percentuale di schermo coperta dalle zone più brillanti è ancora più ridotta, tra il 3 e il 5% circa.

Un’immagine utilizzata da Amazon per mostrare la differenza tra SDR e HDR

Come mai? Capirlo è più semplice se si prendono in considerazione degli esempi concreti. In moltissimi casi i picchi di HDR corrispondono a esplosioni, fuochi o forti fonti di luce. HDR viene perciò usato spesso per mostrare stelle luminose nello spazio, per esaltare la luce del sole che si riflette sulle cromature di un’auto, per evidenziare le parti più vive e calde delle fiamme. Tutti questi dettagli occupano piccole parti dello schermo, mentre nelle restanti parti la luminosità rimane molto più bassa.

Il contrasto che si crea tra l’accostamento di elementi chiari e scuri, all’interno dello stesso fotogramma, viene percepito distintamente dall’occhio dello spettatore e si traduce in un’esperienza molto appagante. È del resto lo stesso motivo per cui non servono tante spiegazioni per descrivere le qualità degli OLED: basta guardarli per accorgersi della differenza. Chiaramente le varie tecnologie hanno pregi e difetti nel mettere a video i contenuti in HDR.

Un OLED spreme al massimo tutta la dinamica offerta da HDR e arriva a livelli ineguagliabili per le altre tipologie di display. Un LCD con Mini LED non può replicare lo stesso contrasto ma è spesso in grado di raggiungere picchi di luminosità molto più alti, con in più la capacità di mantenerli anche su porzioni più ampie dello schermo. Per chi è interessato ad approfondire la conoscenza di HDR, segnaliamo questo articolo dove spieghiamo tutti i formati esistenti.