HDR-Luminanz — Spitze und Vollbild-Haltevermögen (Performance Level Bild)

Bei HDR-Material zählt hier eine Frage: Wie viel Helligkeit liefert das Gerät dauerhaft? Was HDR technisch ist, wie die PQ-Kurve absolute Leuchtdichten vorschreibt und warum jedes Gerät sie umrechnen muss, steht bei HDR im Heimkino und Tonwertabbildung. Hier geht es allein um die Bewertung: was gemessen wird, was davon in die Stufe eingeht und wie belastbar die Zahlen derzeit sind.

Die normale Bildhelligkeit ohne HDR wird getrennt bewertet, in der Kategorie SDR-Luminanz. Im Register läuft die HDR-Luminanz unter dem Kürzel BIL-HDR.

Die Doppelmessung: erheben und werten

Die Kategorie schreibt zwei Messungen vor und gibt ihnen verschiedene Rollen.

Erhoben wird die Spitzenhelligkeit in einem Fenster, das zehn Prozent der Bildfläche einnimmt, mit abgeschalteter Tonwertabbildung oder in einem festen Kalibrier- beziehungsweise Filmmaker-Modus. Testmuster und Modus kommen ins Protokoll. Dieser Wert zeigt, wozu das Gerät im Grenzfall imstande ist, und bleibt mit den Angaben vergleichbar, die sonst zirkulieren.

Gewertet wird das Vollbild-Haltevermögen: die Leuchtdichte, die das Gerät auf einem Weißfeld über die volle Bildfläche stehen lässt, mit aktiver Tonwertabbildung. Abgelesen wird nach der Stabilisierung — mindestens dreißig Sekunden, bei aktiver Helligkeitsbegrenzung bis zum Plateau —, das Bewertungsfenster umfasst sechzig Sekunden. Diese Größe geht in die Stufe ein und sonst nichts.

Der Signalweg wird dabei mitgeschrieben: gemessen wird in HDR10 beziehungsweise PQ oder in HLG, je nachdem, was die Anlage im Betrieb ausspielt. Warmlauf und Lichtzustand entsprechen der Messung der Grundhelligkeit.

Auch der Raum gehört zur Messvorschrift, denn das Abregeln wird bei beiden Techniken thermisch ausgelöst: Gemessen wird bei 20 bis 25 °C Raumtemperatur, nach mindestens dreißig Minuten Betrieb, und die gemessene Temperatur kommt in den Bericht. Liegt der Raum außerhalb dieses Fensters, ist die Messung nicht abnahmefähig — sie wird wiederholt und nicht umgerechnet. Sonst liefert dieselbe Anlage im kühlen Kellerraum und im warmen Wohnzimmer verschiedene Werte.

Warum diese Trennung? Weil die Spitzenmessung eine Eigenschaft der Schutzschaltung misst und nicht des Bildes. Ein Gerät kann in einem Zehn-Prozent-Fenster ein Vielfaches dessen erreichen, was es auf der Vollfläche hält; die Differenz zwischen beiden Werten ist bei Projektoren und bei Displays mit heller Hintergrundbeleuchtung erheblich. Wer nach der Spitze auswählt, kauft eine Zahl, die im Filmbetrieb selten auftritt.

Der zweite Grund liegt in der Tonwertabbildung. Wie sie rechnet, entscheidet jeder Hersteller für sich, und im Betrieb greift sie immer. Eine Messung mit abgeschalteter Abbildung beschreibt deshalb einen Zustand, in dem niemand Filme schaut. Für die Wertung bleibt sie eingeschaltet.

Die Leiter L1 bis L5

Zwei Leitern laufen nebeneinander, weil Projektion und Display in verschiedenen Größenordnungen arbeiten — ein Projektor wirft sein Licht auf eine reflektierende Fläche und verteilt es dabei über mehrere Quadratmeter, ein Display erzeugt es unmittelbar dort, wo es gesehen wird.

Reihe D — Display und LED-Wand

◦ Wert wird derzeit geprüft.

Reihe P — Projektion

◦ Wert wird derzeit geprüft.

Alle Werte gelten als Vollbild-Haltevermögen über sechzig Sekunden mit aktiver Tonwertabbildung. Die Display-Reihe unterscheidet L3 und L4 am Verhalten über die Zeit: Beide verlangen 200 cd/m², L4 zusätzlich, dass der Wert innerhalb der Messung um höchstens fünf Prozent abfällt. Ein Gerät, das bei 200 startet und nach vierzig Sekunden bei 170 liegt, erreicht damit L3 und nicht L4. Dass zwei Stufen auf derselben Zahl stehen, ist gewollt: Die Messung löst kleinere Abstände nicht auf, und die Formstabilität über die Zeit unterscheidet die Geräte zuverlässiger als eine weitere Zehnerstelle.

Verfälscht ein Gerät die Messung — etwa durch eine Automatik, die sich nicht abschalten lässt —, wird die Kategorie als nicht verifizierbar geführt und keine Ersatzschwelle gesetzt.

Die oberste Stufe der Projektionsreihe hängt allein am Vollbild-Haltevermögen: 150 cd/m² über sechzig Sekunden. Für die Spitzenerhebung gibt es bewusst keine eigene Leiter, weil daraus eine zweite HDR-Kategorie ohne eigenen Beleg würde; die Spitze wird deshalb protokolliert und nicht bewertet. Sobald die Empfehlung RP23 vorliegt, wird geprüft, ob ein Mindestwert für die Spitze hinzukommt.

Auf L5 kommt in beiden Reihen eine Wiederholungsmessung hinzu, die zeigt, dass der Wert auch nach Betriebsstunden noch steht — Lichtquellen verlieren über die Zeit an Leistung, und eine einmal erreichte Stufe soll nicht auf einer alten Messung stehen bleiben.

Wie sicher die Zahlen sind

Die beiden mittleren Stufen der Display-Reihe hängen an einer Norm: EBU Tech 3320 nennt 200 cd/m² für die Referenzumgebung, und die Haltebedingung auf L4 steht im selben Abschnitt. Nachgelesen ist dieser Normtext hier bisher nicht. L2 und L5 der Reihe schreiben das Muster nach unten und nach oben fort; auch sie stehen unter Prüfung.

Die Projektionsreihe hat keinen Normanker, und sie bekommt auch keinen: Für HDR auf der Leinwand gibt es keine Norm. Verankert wird die Reihe deshalb an der vorhandenen Fachliteratur. Kandidaten sind die Dolby-Cinema-Referenz von rund 108 cd/m² Spitzenweiß, das CEDIA/CTA-Bulletin CEB-22, die Kriterien der UHD Alliance und die Messpraxis der ISF. Ein Kandidat ist damit abgearbeitet: Das Schwesterdokument CEB23 ist in seiner aktuellen Fassung B am Original gelesen und enthält keine einzige HDR-Leuchtdichte; sein HDR-Abschnitt verlangt allein, dass die Anlage auf die Metadaten des Materials reagiert und die Tonwertkurve bei Umgebungslicht anpassbar bleibt. Bis die Zuordnung je Stufe steht, bleibt die ganze Reihe in Prüfung; ihre Größenordnung stützt der im Heimkino verbreitete Korridor von 100 bis 150 cd/m².

Die Empfehlung RP23 kann die Display-Reihe noch verschieben. Auch das Bewertungsfenster von sechzig Sekunden ist gesetzt und nicht belegt — kürzere Fenster erreichen die Helligkeitsbegrenzung vieler Geräte gar nicht erst.

SMPTE ST 2084 (die PQ-Kurve, mit einem rechnerischen Referenzbereich bis 10.000 cd/m²) und SMPTE ST 2086 (die Metadatenfelder für Mastering-Displays) sind inzwischen am Original gelesen. Beide liefern aber keine Gerätezielwerte: ST 2084 definiert nur die Übertragungsfunktion, ST 2086 nur die Struktur der Metadaten, mit denen ein Inhalt sein Mastering-Display beschreibt. Für die Unsicherheit der Leiterwerte selbst ändert das nichts — sie hängt weiterhin an der ausstehenden Empfehlung RP23.

Warum die Kategorie mittleres Gewicht hat

Mit einem Gewicht von 8 Punkten zählt die HDR-Luminanz in der Bild-Domäne merklich, gilt aber nicht als kritisch. Wie schwer sie am Ende zählt, steht noch nicht fest. Dahinter steht eine Rangfolge: Ein Bild, das im normalen Kontrastumfang stimmt, sieht auch mit HDR-Material ordentlich aus, weil die Tonwertabbildung genau dafür da ist. Umgekehrt rettet eine hohe HDR-Reserve kein Bild, dessen Grundhelligkeit oder Kontrast daneben liegt.

Für die Projektion kommt hinzu, dass die Zielwerte der PQ-Kurve auf großer Bildfläche prinzipiell außer Reichweite bleiben. Dort entscheidet allein, wie gut die Tonwertabbildung umrechnet — und deren Qualität wird in dieser Kategorie gar nicht bewertet.

Was daraus für die Planung folgt

Datenblattwerte zur Spitzenhelligkeit sind für die Einstufung unbrauchbar, weil sie die Fenstergröße meist verschweigen. Die belastbare Angabe entsteht erst am fertigen Aufbau: Testmuster auflegen, sechzig Sekunden messen, Startwert und Endwert notieren. Der Abfall zwischen beiden ist die eigentlich interessante Zahl — er sagt mehr über das Gerät als der Höchstwert.

Bei der Projektion gelten dieselben Hebel wie bei der Grundhelligkeit, in verschärfter Form: Bildgröße, Lichtleistung und Leinwand legen den erreichbaren Wert fest, und HDR verschiebt nichts daran. Wer eine Stufe höher will, verkleinert das Bild oder erhöht die Lichtleistung; eine dritte Möglichkeit gibt es nicht.

Bei Displays lohnt der Blick auf das Kühlkonzept und auf die Bildmodi. Viele Geräte halten hohe Werte nur in einem Modus, der gleichzeitig die Farbtreue verlässt — die Stufe hier wäre dann erkauft mit Verlusten in anderen Kategorien.

So lässt sich das planen

Bei der Projektion ist die Rechnung dieselbe wie bei der Grundhelligkeit, nur mit einem anderen Zielwert: Lichtstrom mal Gain, geteilt durch Bildfläche und den Faktor π, und das Ergebnis gegen die Reihe 55, 80, 110 und 150 cd/m². Projektoren halten das Vollbild meistens durch, weil ihnen die Helligkeitsbegrenzung der Displays fehlt; bei Lampenlicht bleibt die Alterung ein Vorbehalt.

Beim Display steht die entscheidende Zahl selten im Datenblatt. Gebraucht wird die Leuchtdichte im Vollbild, angegeben wird der Spitzenwert im kleinen Fenster. Fehlt der Vollbildwert, führt das Profil eine Spanne von L2 bis L3 mit Vorbehalt, weil OLED und Mini-LED im Vollbild kräftig zurückregeln; gewertet wird dann die Untergrenze der Spanne. Bei LED-Wänden steht der Vollbildwert im Datenblatt und ergibt eine saubere Stufe.

Als mittel planbar endet die Vorhersage bei L4. Was darüber liegt, entsteht erst aus der Wiederholungsmessung nach einem halben Jahr, und die lässt sich am Plan nicht vorwegnehmen. Fehlen Lichtstrom oder Leinwandangabe ganz, bleibt die Kategorie ohne Vorhersage, und das Profil nennt die Lücke beim Namen. Der Nachweis braucht Spotmeter, Testmuster und eine Minute Geduld je Ablesung — er gehört zu dem, was das Bild-Messpaket abdeckt. Im Regelfall steht ein Planwert im Profil; eine Messung kommt hinzu, sobald sie beauftragt ist.

Verknüpfte Inhalte

Der Mechanismus hinter der Tonwertabbildung, die Rolle der Metadaten und der Zielkonflikt jeder Abbildungskurve stehen bei HDR im Heimkino und Tonwertabbildung; die Formate selbst erklärt der Eintrag zu HDR10 und HDR10+.

Die Grundhelligkeit ohne HDR bewertet SDR-Luminanz, den nutzbaren Umfang zwischen Hell und Dunkel Kontrast im realen Raum.

Was die acht Punkte dieser Kategorie neben den übrigen Bildkennwerten ausmachen, rechnet Performance Level: Bild & Licht vor; warum es überhaupt Stufen statt einer Gesamtnote gibt, steht bei Performance Level.

Quellen

Messvorschrift, Schwellenwerte und Gewichtung stammen von AVITECT. Sie werden derzeit geprüft. SMPTE ST 2084, SMPTE ST 2086 und CTA/CEDIA- CEB23-B sind für diese Seite am Original gelesen; EBU Tech 3320 und die genannte externe Empfehlung sind es nicht.