उच्च गतिक सीमा

उच्च गतिक सीमा (एचडीआर) सामान्य से अधिक गतिक सीमा है, यह समानार्थी शब्द व्यापक गतिक सीमा, विस्तारित गतिक सीमा, विस्तारित गतिक सीमा हैं।

इस शब्द का उपयोग अधिकांशतः छवियों, वीडियो, ऑडियो संकेत या रेडियो संकेत जैसे विभिन्न संकेत की गतिक सीमा पर विचार करने में किया जाता है। यह एनालॉग संकेत और डिजिटल सिग्नल (सिग्नल प्रोसेसिंग) सहित ऐसे सिग्नलों की रिकॉर्डिंग, प्रसंस्करण और पुनरुत्पादन के साधनों पर प्रयुक्त हो सकता है।

यह शब्द कुछ तकनीकों या तकनीकों का नाम भी है जो उच्च गतिक सीमा की छवियां, वीडियो या ऑडियो प्राप्त करने की अनुमति देते हैं।

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

'उच्च गतिक सीमा चित्रण (एचडीआरआई) चित्रण प्रौद्योगिकियों और तकनीकों के सेट को संदर्भित करता है जो छवियों या वीडियो की गतिक सीमा को बढ़ाने की अनुमति देता है। इसमें छवियों और वीडियो के अधिग्रहण, निर्माण, संचयन, वितरण और प्रदर्शन को सम्मिलित किया गया है।

आधुनिक फिल्मों को अधिकांशतः उच्च गतिक सीमा वाले कैमरों के साथ फिल्माया गया है, और पुरानी 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 अतिरिक्त, विशेष प्रभावों, विशेष रूप से वे जो वास्तविक और सिंथेटिक फुटेज को मिलाते हैं, जिसके लिए एचडीआर शूटिंग और उच्च-गतिक-सीमा 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 स्पष्टता की मांग करते हैं। यह कुछ औद्योगिक प्रक्रियाओं जैसे वेल्डिंग, ऑटोमोटिव उद्योग में पूर्वानुमानित ड्राइवर सहायता प्रणालियों, अवेक्षण वीडियो प्रणाली और अन्य अनुप्रयोगों की अवेक्षण में महत्वपूर्ण है।

अधिकृत
फोटोग्राफी और वीडियोग्राफी में, एक तकनीक, जिसे समान्यत: मल्टी-एक्सपोज़र एचडीआर कैप्चर (एचडीआर) कहा जाता है, कैमरे की मूल क्षमता से परे कैप्चर की गई छवियों और वीडियो की गतिक सीमा को बढ़ाने की अनुमति देती है। इसमें एक ही दृश्य के अनेक फ़्रेमों को अलग-अलग एक्सपोज़र (फ़ोटोग्राफ़ी) के साथ कैप्चर करना और फिर उन्हें एक में संयोजित करना सम्मिलित है, जिसके परिणामस्वरूप व्यक्तिगत रूप से कैप्चर किए गए फ़्रेमों की तुलना में अधिक गतिक सीमा 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 गतिक सीमा 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 सीएमओएस छवि सेंसर अधिकांशतः एक ही एक्सपोज़र से उच्च गतिक सीमा की छवियां कैप्चर कर सकते हैं। इससे मल्टी-एक्सपोज़र एचडीआर कैप्चर तकनीक का उपयोग करने की आवश्यकता कम हो जाती है।

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

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

प्रतिपादन
उच्च-गतिक-सीमा प्रतिपादन (एचडीआरआर) 65,535:1 या उच्चतर (कंप्यूटर, गेमिंग और मनोरंजन प्रौद्योगिकी में प्रयुक्त) की गतिक सीमा का उपयोग करके आभासी वातावरण का वास्तविक समय प्रतिपादन और प्रदर्शन है।

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

संचयन
छवि और वीडियो फ़ाइलों के लिए उच्च-गतिक-सीमा प्रारूप पारंपरिक 8-बिट गामा सुधार प्रारूपों की तुलना में अधिक गतिक सीमा संग्रहीत करने में सक्षम हैं। इन प्रारूपों में सम्मिलित हैं:

ओपनएक्सआर को 1999 में इंडस्ट्रियल लाइट एंड मैजिक (आईएलएम) द्वारा बनाया गया था और 2003 में एक ओपन सोर्स सॉफ्टवेयर लाइब्रेरी के रूप में जारी किया गया था। ओपनएक्सआर का उपयोग फिल्म निर्माण और टेलीविजन उत्पादन उत्पादन के लिए किया जाता है।
 * ऐसे प्रारूप जो केवल संचयन उद्देश्य के लिए उपयोग किए जाते हैं, जैसे:
 * अपरिष्कृत छवि प्रारूप
 * ऐसे प्रारूप जो उच्च बिट-डेप्थ के साथ रैखिक स्थानांतरण कार्य का उपयोग करते हैं
 * प्रारूप जो लघुगणकीय अभिन्न कार्य रूपांतरण कार्य का उपयोग करते हैं
 * ओपनएक्सआर
 * अकैडमी रंग एन्कोडिंग प्रणाली
 * एचडीआर प्रारूप जिनका उपयोग संचयन और डिस्प्ले पर रूपांतरण दोनों के लिए किया जा सकता है, जैसे:
 * एचडीआर10
 * एचडीआर10+
 * डॉल्बी विजन
 * एचएलजी10
 * आईएसओ/एडब्ल्यूआई 21496 गेन मैप, एसडीआर प्रारूपों के शीर्ष पर बनी एक परत - पूर्व में ऐप्पल ईडीआर

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

डिस्प्ले पर ट्रांसमिशन
उच्च-गतिक-सीमा वीडियो (एचडीआर) एक ऐसी तकनीक का सामान्य नाम है जो उच्च गतिक सीमा 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 गई थी। एचडीआर डिस्प्ले की अधिकतम चमक 1000 cd/m2|cd/m2 से अधिक होनी चाहिए और काला स्तर 0.05 cd/m2 से कम (कम से कम 20,000:1 का कंट्रास्ट अनुपात) या 540 cd/m2 से अधिक की चरम चमक  और काला स्तर 0.0005 cd/m2 से कम (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।
 * उच्च-गतिक-सीमा वीडियो या डिस्प्ले उस तकनीक के साथ संगत डिस्प्ले को संदर्भित करता है।
 * उच्च-गतिक-सीमा वीडियो या प्रारूप एचडीआर10, एचडीआर10+, डॉल्बी विजन और एचएलजी10 जैसे प्रारूप को संदर्भित करता है।
 * उच्च-गतिक-सीमा वीडियो एचडीआर प्रारूप में एन्कोडेड वीडियो को संदर्भित करता है। उन एचडीआर वीडियो में मानक-गतिक-सीमा वीडियो (एसडीआर) वीडियो की तुलना में अधिक बिट डेप्थ, 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 अतिरिक्त मानव दृश्य प्रणाली से उत्तम मेल खाते हैं उनमें एचएलजी और अवधारणात्मक क्वांटाइज़र (पीक्यू) सम्मिलित हैं। एचएलजी और पीक्यू को प्रति नमूना 10-बिट्स की कलर डेप्थ की आवश्यकता होती है।

प्रदर्शन
किसी डिस्प्ले की गतिक सीमा चमक की उस सीमा को संदर्भित करती है जिसे डिस्प्ले पुन: उत्पन्न कर सकता है, काले स्तर से लेकर इसकी चरम चमक तक होता है। 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। जो की अनेक तकनीकों ने डिस्प्ले की गतिक सीमा को बढ़ाने की अनुमति दी गई है।

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 प्रारंभ की थी। जिससे अप्रैल 2007 में, डॉल्बी प्रयोगशालाएँ द्वारा ब्राइटसाइड टेक्नोलॉजीज का अधिग्रहण किया गया था।

ओएलईडी डिस्प्ले में उच्च कंट्रास्ट होता है। मिनी एलईडी कंट्रास्ट में सुधार करती है।

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

माइक्रोफ़ोन साउंड प्रणाली का उपयोग करते समय या कैसेट टेप पर रिकॉर्डिंग करते समय उच्च-गुणवत्ता वाला ऑडियो प्रदान करने के लिए एक्सडीआर (ऑडियो) का उपयोग किया जाता है। एक्सडीआर (ऑडियो) एक गतिक 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 सकता है।

गतिक सीमा संपीड़न ऑडियो रिकॉर्डिंग और संचार में उच्च-गतिक-सीमा सामग्री को कम गतिक सीमा 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 गतिक सीमा को पुनर्स्थापित करने के लिए गतिक सीमा विस्तार का उपयोग किया जाता है।

रेडियो
रेडियो में, उच्च गतिक सीमा महत्वपूर्ण है, जिसको विशेष रूप से जब संभावित रूप से हस्तक्षेप करने वाले सिग्नल हों। आवृत्ति सिंथेसाइज़र जैसे विभिन्न प्रणाली घटकों की गतिक सीमा को मापने के लिए नकली-मुक्त गतिक सीमा जैसे उपायों का उपयोग किया जाता है। एचडीआर अवधारणाएं पारंपरिक और सॉफ़्टवेयर-परिभाषित रेडियो डिजाइन दोनों में महत्वपूर्ण हैं।

यंत्रीकरण
अनेक क्षेत्रों में, उपकरणों को बहुत उच्च गतिक सीमा की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, भूकंप विज्ञान में, एचडीआरएक्सेलेरोमीटर की आवश्यकता होती है, जैसे कि आईसीईएरेरे या यंत्रीकरण में है।

वास्तविक समय एचडीआर दृष्टि
1970 और 1980 के दशक में, स्टीव मैन (आविष्कारक) ने जनरेशन-1 का आविष्कार किया गया था और जनरेशन-2 डिजिटल आई ग्लास, लोगों की सहायता के लिए एक दृष्टि सहायता के रूप में उत्तम 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 ग्लासआइज़ नामक पूरक सामग्री है।

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 वर्गीकरण