High Dynamic Range (HDR) คือ เทคโนโลยีที่ผลิตภาพด้วยความเปรียบต่างของความสว่างและความมืดในฉากนั้น ๆ ซึ่งจะทำให้ได้ภาพเสมือนจริงที่สามารถเก็บรายละเอียดทั้งแสงและเงา รวมถึงความสว่างและความมืดของภาพได้อย่างครบถ้วนสมบูรณ์ โดยไม่ทำให้รายละเอียดเล็ก ๆ น้อย ๆ ของภาพหายไป
HDR ต้องการการเชื่อมต่อที่รวดเร็วเพื่อประมวลผล โดยพอร์ตเชื่อมต่อที่เป็นที่นิยม ได้แก่ HDMI 2.0, DisplayPort ที่ซัพพอร์ต HDR แต่สำหรับค่าความละเอียดที่มีอัตราการรีเฟรชมากกว่า 60Hz จะต้องการพอร์ตเชื่อมต่อความเร็วสูงอย่าง DisplayPort 1.4
จอแสดงผล HDR ให้คุณภาพของผลลัพธ์เสมือนจริงเพื่อทดแทนภาพต้นฉบับด้วยเทคโนโลยีการบีบอัดล่าสุดที่มีประสิทธิภาพสูง ทำให้จอ HDR แสดงโทนสว่างและมืดของภาพออกมาได้อย่างสมบูรณ์แบบเพื่อป้องกันภาพที่สว่างมากเกินไปรวมถึงหลีกเลี่ยงการสูญเสียรายละเอียดของภาพที่แสงมืดนอกจากนี้ จอมอนิเตอร์ HDR จะแสดงสีสันแท้จริงของภาพ ซึ่งไม่เหมือนกับจอแสดงผล SDR ทั่วไปที่แสดงแสงและสีของภาพออกมาได้ไม่สมจริง ทั้งนี้เทคโนโลยี HDR ได้สร้างสีสันตามต้นฉบับขึ้นมาใหม่อย่างแม่นยำพร้อมให้สีที่แท้จริง แม้ในบริเวณมืดที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าในชีวิตจริง และเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ออกมาอย่างสมบูรณ์แบบที่สุด การสร้างภาพ HDR ขึ้นมาใหม่ต้องการคอนเทนต์ที่ถูกบันทึกอยู่ในไฟล์ต้นฉบับเพื่อนำมาปรับแต่งโดยวิศวกรผู้เชี่ยวชาญให้ได้โทน และขอบเขตของสีที่เหมาะสมสำหรับการนำมาเล่นซ้ำบนจอแสดงผล HDR
ขอบเขตของสีบนจอแสดงผล คือระดับของสีที่หน้าจอสามารถประมวลผลผลออกมาจากสีพื้นฐาน ได้แก่ สีแดง, เขียว และน้ำเงิน รวมไปถึงสีใดๆที่เกิดจากการผสมผสานสีพื้นฐานเหล่านี้หรือสีที่อยู่เฉดเดียวกัน อย่างไรก็ตามจอแสดงผลไม่สามารถสร้างสีที่ไม่ได้มาจากสีพื้นฐานหรือสีที่อยู่นอกเหนือขอบเขตของสีได้ จอแสดงผล SDR โดยทั่วไปจะถูกจำกัดขอบเขตของสีตามมาตรฐานสากลของระบบ HDTV อยู่ที่ Rec.709 แต่ในปัจจุบัน จอแสดงผล HDR ได้ขยายขอบเขตของ 3 สีนั้นให้รองรับสีอันหลากหลายเหมือนที่ดวงตาของมนุษย์สามารถสัมผัสได้ด้วยการใช้ LCD ที่สร้างขึ้นแบบพิเศษเพื่อรองรับของเขตของสีที่ใหญ่ขึ้นอย่าง DCI-P3 ซึ่งถูกใช้งานอย่างกว้างขวางใน Hollywood และอุตสาหกรรมการแพร่ภาพต่าง ๆ โดย DCI-P3 แสดงช่วงและขอบเขตของสีได้มากกว่า Rec.709 อย่างชัดเจน อีกทั้งยังมีอุปกรณ์และคอนเทนต์ที่รองรับมากมาย
จอแสดงผล HDR จะพยายามประมวลผลลัพธ์ออกมาให้มีความใกล้เคียงกับฉากที่มีความสว่างสูงด้วยการใช้ Electro-Optical-Transfer-Function (EOTF) หรือ ความสามารถในการส่องสว่างของแสงจอภาพในการตอบสนองค่าของความสว่างในแต่ละสัญญาณเพื่อทำให้แน่ใจว่าภาพต่างๆจะถูกแสดงผลออกมาได้ใกล้เคียงกับสิ่งที่มนุษย์เห็นมากที่สุด โดยการรับรู้ของมนุษย์นั้น HDR จะมีระดับความสว่างชัดเจนกว่า SDR เป็นอย่างมากซึ่งทำให้ได้ผลลัพธ์สมจริง ทั้งการไล่สีและขาวดำรวมถึงสามารถแยกแยะรายละเอียดยิบย่อยของความต่างในฉากที่สว่างและมืดจัดออกมาได้อย่างชัดเจน
มาตรฐานโดยทั่วไปสำหรับความละเอียดในการแสดงผล ได้แก่ 720p, 1080p และ 2160p หรือ 4K ซึ่งบ่งบอกค่าความละเอียดตามแนวนอนบนหน้าจอ โดยตัวเลขเหล่านี้จะสัมพันธ์กับค่าความละเอียดอื่นๆ รวมถึงค่าความละเอียดตามแนวตั้ง
• ความละเอียดระดับ 1080p (FHD or Full HD) คือ จำนวน 1920 x 1080 พิกเซล = 2 ล้านพิกเซล
• ความละเอียดระดับ 1440p (QHD or Quad HD) คือ จำนวน 2560 x 1440 พิกเซล = 3.6 ล้านพิกเซล
• ความละเอียดระดับ 2160p (4K, UHD, or Ultra HD) คือ จำนวน 3840 x 2160 พิกเซล = 8.3 ล้านพิกเซล
การอัพเกรดความละเอียดเหล่านี้ให้สูงขึ้นจะช่วยปรับปรุงคุณภาพของภาพให้คมชัดมากขึ้น อีกทั้งยังสามารถขยายหน้าจอให้ใหญ่ขึ้นโดยไม่ทำให้ภาพดูแตกและไม่คมชัดเหมือนมีความละเอียดต่ำ
นอกเหนือจากความละเอียดแล้ว HDR ยังช่วยเพิ่มอัตราส่วนคอนทราสต์ หรือ ความแตกต่างของแสงในภาพที่สว่างที่สุดและมืดที่สุดที่หน้าจอสามารถแสดงผลได้ หากมีอัตราส่วนคอนทราสต์มากจะทำให้ให้เห็นรายละเอียดของภาพที่มืดหรือสว่างจัดได้อย่างชัดเจนมากขึ้น นอกจากนี้การเพิ่มคอนทราสต์จะทำให้จอ HDR แสดงผลของสีออกมาได้อย่างงดงาม ทั้งสีขาวบริสุทธิ์และสีดำสนิทรวมไปถึงสีสันที่ชัดเจนสดใส ได้ผลลัพธ์ออกมาเป็นภาพ HDR ที่ดูสมจริงและมีมิติมากขึ้น
ด้วยประสิทธิภาพในการเพิ่มแสง, คอนทราสต์, สี และรายละเอียดการแสดงผลของหน้าจอ ทำให้ HDR เป็นเทคโนโลยีความละเอียดหน้าจอที่เป็นเอกลักษณ์ หน้าจอที่มาพร้อมความละเอียดแบบ HD, FHD, QHD และ UHD สามารถรองรับ HDR ได้ แต่ก็จะต้องมีคุณสมบัติตามาตรฐานของ HDR ด้วย
มาตรฐาน DisplayHDR ของ VESA คือ มาตรฐานชุดแรกในระดับสากลที่กำหนดมาตรฐานการแสดงผลของหน้าจอ HDR โดยมาตรฐาน DisplayHDR ของ VESA จะให้ความมั่นใจกับผู้บริโภคว่าหน้าจอที่ได้มาตรฐานจะสามารถแสดงผลคอนเทนต์ HDR ได้อย่างไร้ที่ติ ด้วยความสว่างและคอนทราสต์สูงสุด รวมถึงสีดำที่มีความลึกและมีรายละเอียดของความมืดชัดเจน พร้อมให้สีสันที่แม่นยำเพื่อวีดีโอที่เป็นธรรมชาติสมจริง และคุณภาพระดับจอเกมมิ่ง
อ่านรายละเอียดเพิ่มเติมของ DisplayHDR ทาง: https://displayhdr.org/performance-criteria/
HDR 10 คือ มาตรฐานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในแบรนด์หน้าจอมอนิเตอร์ระดับสากลจากการนำมาตรฐาน HDR 10 มาใช้ในองค์กรหลัก ๆ โดยองค์กรกำกับมาตรฐาน Blu-ray, กลุ่มมาตรฐานอุตสาหกรรม HDMI Forum และองค์กร UHD ได้ร่วมกันกำหนดว่า HDR10 คือรูปแบบที่รองรับการบีบอัดและส่งผ่านคอนเทนต์วีดีโอ HDR อีกทั้ง HDR10 ยังได้รับการยอมรับอย่างเป็นทางการโดย CEA ว่าเป็นรูปแบบที่รองรับคอนเทนต์ HDR เมื่อวันที่ 27 สิงหาคม 2015 หนึ่งในปัจจัยหลักที่จอ HDR ช่วยเติมเต็มความต้องการได้ ก็คือความสามารถในการถอดโค้ดไฟล์ในรูปแบบ HDR10
ไฟล์ในรูปแบบ HDR10 ต้องเป็นไปตามเกณฑ์ในการรองรับรูปแบบ HDR ดังนี้
1. EOTF (electro-optical transfer function):SMPTE ST 2084
2. Color Sub-sampling:4:2:2/4:2:0 (for compressed video sources)
3. Bit Depth:10 bit
4. Primary Color:ITU-R BT.2020
5. Metadata:SMPTE ST 2086, MaxFALL, MaxCLL
**SMPTE ST 2086 "Mastering Display Color Volume" ซึ่งอาศัยการเข้ารหัสข้อมูลแบบ "Static Metadata" หรือ การเข้ารหัสภาพโดยรวม เพื่อส่งผ่านข้อมูลการปรับสีของจอภาพต้นฉบับ เช่น Static Value ของ MaxFALL (Maximum Frame Average Light Level) และ MaxCLL (Maximum Content Light Level) ถูกถอดโค้ดออกมาเป็น ข้อความ SEI ในการเล่นวีดีโอ
DisplayHDR เวอร์ชั่น 1.0 จะโฟกัสที่ LCD โดยการสร้างระดับการแสดงผลของ HDR ที่โดดเด่นออกมา 3 ระดับ เพื่อให้เอื้อกับการเลือกใช้ HDR ในตลาดคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ได้แก่ DisplayHDR 400, DisplayHDR 600, และ DisplayHDR 1000 โดย HDR 10 อ้างอึงถึงมาตรฐานที่รับเอามาใช้อย่างกว้างขวางโดยแบรนด์จอมอนิเตอร์ระดับโลกส่วนใหญ่ และรูปแบบที่รองรับการบีบอัดและส่งผ่านคอนเทนต์วีดีโอ HDR ซึ่งจอมอนิเตอร์ทุกระดับจะต้องรองรับมาตรฐานของอุตสาหกรรมในรูปแบบ HDR-10 เพื่อแสดงผลคอนเทนต์ HDR ได้อย่างเหมาะสม