उच्च गतिक सीमा

उच्च गतिशील रेंज (एचडीआर) सामान्य से अधिक गतिशील रेंज है, समानार्थी शब्द व्यापक गतिशील रेंज, विस्तारित गतिशील रेंज, विस्तारित गतिशील रेंज हैं।

इस शब्द का उपयोग अक्सर छवियों, वीडियो, ऑडियो संकेत  या  रेडियो संकेत  जैसे विभिन्न संकेतों की गतिशील रेंज पर चर्चा करने में किया जाता है। यह  एनालॉग संकेत  और डिजिटल सिग्नल (सिग्नल प्रोसेसिंग) सहित ऐसे सिग्नलों की रिकॉर्डिंग, प्रसंस्करण और पुनरुत्पादन के साधनों पर लागू हो सकता है। यह शब्द कुछ तकनीकों या तकनीकों का नाम भी है जो उच्च गतिशील रेंज की छवियां, वीडियो या ऑडियो प्राप्त करने की अनुमति देते हैं।

इमेजिंग
इस संदर्भ में, उच्च गतिशील रेंज शब्द का अर्थ है कि किसी दृश्य या छवि के भीतर प्रकाश के स्तर में बहुत अधिक भिन्नता है। गतिशील रेंज उस दृश्य या छवि के सबसे चमकीले क्षेत्र और सबसे गहरे क्षेत्र के बीच चमक की सीमा को संदर्भित करती है।

'High-dynamic-range imaging (एचडीआरआई) इमेजिंग प्रौद्योगिकियों और तकनीकों के सेट को संदर्भित करता है जो छवियों या वीडियो की गतिशील रेंज को बढ़ाने की अनुमति देता है। इसमें छवियों और वीडियो के अधिग्रहण, निर्माण, भंडारण, वितरण और प्रदर्शन को शामिल किया गया है। आधुनिक फिल्मों को अक्सर उच्च गतिशील रेंज वाले कैमरों के साथ फिल्माया गया है, और विरासती तंत्र  फिल्मों को तब भी परिवर्तित किया जा सकता है, जब कुछ फ़्रेमों के लिए मैन्युअल हस्तक्षेप की आवश्यकता होगी (जैसे कि जब काले और सफेद फिल्मों को रंगीन में परिवर्तित किया जाता है)। इसके अलावा, विशेष प्रभावों, विशेष रूप से वे जो वास्तविक और सिंथेटिक फुटेज को मिलाते हैं, के लिए एचडीआर शूटिंग और उच्च-गतिशील-रेंज प्रतिपादन दोनों की आवश्यकता होती है। एचडीआर वीडियो की आवश्यकता उन अनुप्रयोगों में भी होती है जो दृश्य में परिवर्तनों के अस्थायी पहलुओं को कैप्चर करने के लिए उच्च सटीकता की मांग करते हैं। यह कुछ औद्योगिक प्रक्रियाओं जैसे वेल्डिंग, ऑटोमोटिव उद्योग में पूर्वानुमानित ड्राइवर सहायता प्रणालियों, निगरानी वीडियो सिस्टम और अन्य अनुप्रयोगों की निगरानी में महत्वपूर्ण है।

कब्जा
फोटोग्राफी और वीडियोग्राफी में, एक तकनीक, जिसे आमतौर पर मल्टी-एक्सपोज़र एचडीआर कैप्चर (एचडीआर) कहा जाता है, कैमरे की मूल क्षमता से परे कैप्चर की गई तस्वीरों और वीडियो की गतिशील रेंज को बढ़ाने की अनुमति देती है। इसमें एक ही दृश्य के कई फ़्रेमों को अलग-अलग एक्सपोज़र (फ़ोटोग्राफ़ी) के साथ कैप्चर करना और फिर उन्हें एक में संयोजित करना शामिल है, जिसके परिणामस्वरूप व्यक्तिगत रूप से कैप्चर किए गए फ़्रेमों की तुलना में अधिक गतिशील रेंज वाली छवि बनती है। आधुनिक फोन और कैमरों के कुछ सेंसर दो छवियों को ऑन-चिप पर भी जोड़ सकते हैं। यह उपयोगकर्ता को इन-पिक्सेल संपीड़न के बिना डिस्प्ले या प्रोसेसिंग के लिए एक व्यापक गतिशील रेंज सीधे उपलब्ध कराने की अनुमति देता है।

सुरक्षा अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए डिज़ाइन किए गए कुछ कैमरे बदलते एक्सपोज़र के साथ प्रत्येक फ्रेम के लिए स्वचालित रूप से दो या अधिक छवियां प्रदान करके एचडीआर वीडियो कैप्चर कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, 30fps वीडियो के लिए एक सेंसर कम एक्सपोज़र समय पर विषम फ्रेम के साथ 60fps और लंबे एक्सपोज़र समय पर सम फ्रेम के साथ 60fps देगा।

आधुनिक CMOS छवि सेंसर अक्सर एक ही एक्सपोज़र से उच्च गतिशील रेंज की छवियां कैप्चर कर सकते हैं। इससे मल्टी-एक्सपोज़र एचडीआर कैप्चर तकनीक का उपयोग करने की आवश्यकता कम हो जाती है।

उच्च गतिशील रेंज से कैप्चर की गई छवियों का उपयोग वेल्डिंग या ऑटोमोटिव कार्य जैसे अत्यधिक गतिशील रेंज अनुप्रयोगों में किया जाता है। सुरक्षा कैमरों में एचडीआर के स्थान पर वाइड डायनामिक रेंज शब्द का प्रयोग किया जाता है।

कुछ सेंसरों की गैर-रैखिकता के कारण छवि कलाकृतियाँ सामान्य हो सकती हैं।

प्रतिपादन
हाई-डायनामिक-रेंज रेंडरिंग (एचडीआरआर) 65,535:1 या उच्चतर (कंप्यूटर, गेमिंग और मनोरंजन प्रौद्योगिकी में प्रयुक्त) की गतिशील रेंज का उपयोग करके आभासी वातावरण का वास्तविक समय प्रतिपादन और प्रदर्शन है।

गतिशील रेंज संपीड़न या विस्तार
छवियों को संग्रहीत करने, संचारित करने, प्रदर्शित करने और प्रिंट करने के लिए उपयोग की जाने वाली प्रौद्योगिकियों की गतिशील सीमा सीमित होती है। जब कैप्चर की गई या बनाई गई छवियों में उच्च गतिशील रेंज होती है, तो उस गतिशील रेंज को कम करने के लिए उन्हें टोन मैपिंग करना होगा।

भंडारण
छवि और वीडियो फ़ाइलों के लिए उच्च-गतिशील-रेंज प्रारूप पारंपरिक 8-बिट गामा सुधार प्रारूपों की तुलना में अधिक गतिशील रेंज संग्रहीत करने में सक्षम हैं। इन प्रारूपों में शामिल हैं:

OpenEXR को 1999 में इंडस्ट्रियल लाइट एंड मैजिक (ILM) द्वारा बनाया गया था और 2003 में एक खुला स्रोत सॉफ्टवेयर सॉफ्टवेयर लाइब्रेरी के रूप में जारी किया गया था। OpenEXR का उपयोग फिल्म निर्माण और टेलीविजन उत्पादन उत्पादन के लिए किया जाता है।
 * ऐसे प्रारूप जो केवल भंडारण उद्देश्य के लिए उपयोग किए जाते हैं, जैसे:
 * कच्चे छवि प्रारूप
 * ऐसे प्रारूप जो रैखिक कार्य (कैलकुलस)कैलकुलस) का उपयोग करते हैं, उच्च बिट गहराई (कंप्यूटर ग्राफिक्स) के साथ इमेजिंग में ट्रांसफर फ़ंक्शन | बिट-डेप्थ
 * प्रारूप जो लघुगणकीय अभिन्न कार्य ट्रांसफर फ़ंक्शन का उपयोग करते हैं
 * ओपनएक्सआर
 * अकादमी रंग एन्कोडिंग प्रणाली
 * हाई-डायनामिक-रेंज वीडियो#फ़ॉर्मेट जिनका उपयोग स्टोरेज और डिस्प्ले पर ट्रांसमिशन दोनों के लिए किया जा सकता है, जैसे:
 * एचडीआर10
 * HDR10+
 * डॉल्बी विजन
 * एचएलजी10
 * आईएसओ/एडब्ल्यूआई 21496 गेन मैप, एसडीआर प्रारूपों के शीर्ष पर बनी एक परत - पूर्व में Apple EDR

एकेडमी कलर एनकोडिंग सिस्टम (एसीईएस) मोशन पिक्चर आर्ट्स एंड साइंसेज़ की अकादमी द्वारा बनाया गया था और दिसंबर 2014 में जारी किया गया था। ACES एक पूर्ण रंग और फ़ाइल प्रबंधन प्रणाली है जो लगभग किसी भी पेशेवर वर्कफ़्लो के साथ काम करती है और यह HDR और विस्तृत रंग सरगम ​​​​दोनों का समर्थन करती है। अधिक जानकारी https://www.ACESCentral.com (WCG) पर पाई जा सकती है।

डिस्प्ले पर ट्रांसमिशन
उच्च-गतिशील-रेंज वीडियो (एचडीआर) एक ऐसी तकनीक का सामान्य नाम है जो उच्च डायनेमिक रेंज वीडियो और छवियों को संगत डिस्प्ले पर प्रसारित करने की अनुमति देता है। वह तकनीक संचरित छवियों के अन्य पहलुओं, जैसे रंग सरगम, में भी सुधार करती है।

इस संदर्भ में,

4 जनवरी 2016 को, अल्ट्रा एचडी एलायंस ने एचडीआर डिस्प्ले के लिए अपनी प्रमाणन आवश्यकताओं की घोषणा की। एचडीआर डिस्प्ले की अधिकतम चमक 1000 cd/m2|cd/m से अधिक होनी चाहिए2 और काला स्तर 0.05 cd/m से कम2 (कम से कम 20,000:1 का कंट्रास्ट अनुपात) या 540 सीडी/एम से अधिक की चरम चमक2 और काला स्तर 0.0005 cd/m से कम2 (कम से कम 1,080,000:1 का कंट्रास्ट अनुपात)।  दो विकल्प विभिन्न प्रकार के एचडीआर डिस्प्ले जैसे  लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले  और ओएलईडी की अनुमति देते हैं।
 * हाई-डायनामिक-रेंज वीडियो#डिस्प्ले उस तकनीक के साथ संगत डिस्प्ले को संदर्भित करता है।
 * हाई-डायनामिक-रेंज वीडियो#फॉर्मेट एचडीआर10, एचडीआर10+, डॉल्बी विजन और एचएलजी10 जैसे फॉर्मेट को संदर्भित करता है।
 * हाई-डायनामिक-रेंज वीडियो एचडीआर प्रारूप में एन्कोडेड वीडियो को संदर्भित करता है। उन एचडीआर वीडियो में मानक-डायनामिक-रेंज वीडियो (एसडीआर) वीडियो की तुलना में अधिक बिट गहराई, चमक और रंग की मात्रा होती है जो पारंपरिक गामा वक्र का उपयोग करती है।

एचडीआर स्थानांतरण प्रकार्य का उपयोग करने के कुछ विकल्प जो पारंपरिक गामा वक्र के अलावा मानव दृश्य प्रणाली से बेहतर मेल खाते हैं उनमें एचएलजी और अवधारणात्मक क्वांटाइज़र (पीक्यू) शामिल हैं। एचएलजी और पीक्यू को प्रति नमूना 10-बिट्स की रंग गहराई की आवश्यकता होती है।

प्रदर्शन
किसी डिस्प्ले की डायनामिक रेंज चमक की उस सीमा को संदर्भित करती है जिसे डिस्प्ले पुन: उत्पन्न कर सकता है, काले स्तर से लेकर इसकी चरम चमक तक। कंट्रास्ट प्रदर्शित करें  सबसे चमकदार सफेद और सबसे गहरे काले रंग की चमक के बीच के अनुपात को संदर्भित करता है जो एक मॉनिटर उत्पन्न कर सकता है। कई तकनीकों ने डिस्प्ले की गतिशील रेंज को बढ़ाने की अनुमति दी।

मई 2003 में, ब्राइटसाइड टेक्नोलॉजीज ने सूचना प्रदर्शन के लिए सोसायटी के डिस्प्ले वीक संगोष्ठी में पहला एचडीआर डिस्प्ले प्रदर्शित किया। डिस्प्ले में पारंपरिक एलसीडी पैनल के पीछे व्यक्तिगत रूप से नियंत्रित एलईडी की एक श्रृंखला का उपयोग किया जाता है जिसे आज स्थानीय डिमिंग के रूप में जाना जाता है। ब्राइटसाइड ने बाद में एचडीआर सामग्री के विज़ुअलाइज़ेशन को सक्षम करने वाली विभिन्न प्रकार की संबंधित डिस्प्ले और वीडियो तकनीकों की शुरुआत की। अप्रैल 2007 में, डॉल्बी प्रयोगशालाएँ द्वारा ब्राइटसाइड टेक्नोलॉजीज का अधिग्रहण किया गया था। OLED डिस्प्ले में उच्च कंट्रास्ट होता है। मिनी एलईडी कंट्रास्ट में सुधार करती है।

ऑडियो
ऑडियो में, हाई डायनेमिक रेंज शब्द का अर्थ है कि ध्वनि के स्तर में बहुत अधिक भिन्नता है। यहां, डायनामिक रेंज से तात्पर्य ध्वनि की उच्चतम मात्रा और निम्नतम मात्रा के बीच की सीमा से है।

माइक्रोफ़ोन साउंड सिस्टम का उपयोग करते समय या कैसेट टेप पर रिकॉर्डिंग करते समय उच्च-गुणवत्ता वाला ऑडियो प्रदान करने के लिए XDR (ऑडियो) का उपयोग किया जाता है। एक्सडीआर (ऑडियो) एक गतिशील मिश्रण तकनीक है जिसका उपयोग ईए डिजिटल भ्रम सीई शीतदंश इंजन में किया जाता है ताकि अपेक्षाकृत तेज़ ध्वनियों को नरम ध्वनियों में डुबो दिया जा सके। गतिशील रेंज संपीड़न ऑडियो रिकॉर्डिंग और संचार में उच्च-डायनामिक-रेंज सामग्री को कम डायनेमिक रेंज के चैनलों या मीडिया के माध्यम से डालने के लिए उपयोग की जाने वाली तकनीकों का एक सेट है। वैकल्पिक रूप से, प्लेबैक पर मूल उच्च गतिशील रेंज को पुनर्स्थापित करने के लिए डायनामिक रेंज विस्तार का उपयोग किया जाता है।

रेडियो
रेडियो में, उच्च गतिशील रेंज महत्वपूर्ण है, खासकर जब संभावित रूप से हस्तक्षेप करने वाले सिग्नल हों। फ़्रीक्वेंसी सिंथेसाइज़र जैसे विभिन्न सिस्टम घटकों की गतिशील रेंज को मापने के लिए नकली-मुक्त गतिशील रेंज जैसे उपायों का उपयोग किया जाता है। एचडीआर अवधारणाएं पारंपरिक और सॉफ़्टवेयर-परिभाषित रेडियो डिजाइन दोनों में महत्वपूर्ण हैं।

इंस्ट्रुमेंटेशन
कई क्षेत्रों में, उपकरणों को बहुत उच्च गतिशील रेंज की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, भूकंप विज्ञान में, HDR एक्सेलेरोमीटर की आवश्यकता होती है, जैसे कि ICEARRAY#Instruments में।

वास्तविक समय एचडीआर दृष्टि
1970 और 1980 के दशक में, स्टीव मैन (आविष्कारक) ने जनरेशन-1 का आविष्कार किया और जनरेशन-2 डिजिटल आई ग्लास, लोगों की मदद के लिए एक दृष्टि सहायता के रूप में बेहतर देखें, कुछ संस्करणों को एचडीआर दृष्टि के लिए वेल्डिंग हेलमेट में बनाया गया है यह भी देखें, आईईईई प्रौद्योगिकी और सोसायटी पत्रिका 31(3) और GlassEyes नामक पूरक सामग्री।

यह भी देखें

 * Rec. 2100 - एचडीआर के लिए आईटीयू-आर अनुशंसा
 * अल्ट्रा एचडी फोरम - वह संगठन जिसने एचडीआर के लिए मानक बनाए हैं
 * रंगीन स्थान
 * रंग की ग्रेडिंग