HDRって一体何？ 4Kとの関連性やSDRとの違いについて

AV機器やデジタルカメラなどの性能を比較する際、最近になってよく聞くようになった言葉に「HDR」というものが存在します。HDRとは、近年普及し始めた映像技術のひとつであり、HDR技術を用いて表現された映像は、より自然かつリアルなものであるとされています。ここではHDR技術について、実際はどのような技術なのか、4kとの関連性やどんな機器に搭載されているのかなどについて解説していきます。

HDRとは？

まず、最初にHDRとは、High Dynamic Range（ハイダイナミックレンジ）の略称です。HDRを一言で説明すると「眩しすぎるところや暗すぎるところでも、より自然でリアルな映像を撮影するための機能」といえます。

HDRは、数ある次世代映像技術の中でも、かなり一般化が進んでいる映像技術の一つであり、次世代Blu-rayディスクである「UHD Blu-ray」のコンテンツ、NetflixやAmazonプライムなどといった動画配信サービスなどのコンテンツなどでは、実際にHDR技術を用いたものが続々と作成されています。またさらに身近なところとしては、近年発売されたスマホのカメラは、そのほとんどがHDR技術を搭載したものとなっています。

HDR技術に対応しているかどうかは、AV機種を選ぶ際の判断基準のひとつともなりつつあり、非常に注目度の高い技術となっています。

HDRとSDRの違い

HDRは、従来より存在するSDR（スタンダードダイナミックレンジ）と対比的な意味合いを持っている技術です。具体的な違いを説明すると、HDR搭載のAV機器はSDRのものより、主に映像における「輝度の表示表現」について優れています。

そもそもダイナミックレンジとは、カメラなど映像を捉える装置（センサー）における、「露光可能な光の範囲」を指す言葉です。カメラなどで映像を記録する際は、周囲の光量が非常に重要ですが、このダイナミックレンジの範囲が狭いと、光量の悪影響がより現れやすくなります。その悪影響の代表的なものといえるのが、映像の「白飛び」、「黒つぶれ」です。

白飛びとは、映像を撮影した環境において、その場所の光量がダイナミックレンジの範囲を越えて明るい場合によく起こる現象です。一般的にカメラのセンサーは、ダイナミックレンジの範囲を越えて明るすぎる光量を「白色」としてしか捉えることができません。そして明るさを白色として捉えてしまった結果、撮影した映像は全体的に白味を帯びたものとして出力されてしまいます。そうした映像は往々にして色調の階層が失われており、現実とは全く違う見え方になっています。こうした「光量が明るすぎることによって、映像から鮮やかさが失われてしまう現象」のことを白飛びと呼ぶのです。

またその逆、ダイナミックレンジの範囲を越えた暗い環境で撮影を行った場合に起こる現象を黒つぶれと呼びます。ダイナミックレンジの範囲を越えて暗い場所では、白飛びの逆に、光量の僅かな部分について「黒色」として認識してしまいます。黒つぶれが起きた映像はやはり、全体的に黒っぽいものとなってしまい、白飛びと同様、鮮やかさの点で劣ったものとなってしまいます。そして、こうした白飛びや黒つぶれといった現象が発生しにくくなっている点が、HDR搭載機器とSDR機器の最も大きな違いとなっています。

HDR技術を搭載した機器は、一般的なSDR機器に比べ、およそ100倍もの光の範囲（cd/m2）で、正確な光量を捉えることが可能とされています。これはHDR技術が発展する以前のAV機器では考えられなかった数値であり、それによって、今まで正確な映像が作成しにくかった環境でも、より自然で色鮮やかな映像を作成することができるようになったのです。

4kとHDRの関係について

近年においては、高画質の代名詞としても良く使われるようになった「4k」ですが、同じく高画質技術に関連するHDRとの間には、技術的な関連性はありません。というのも、AV機器が4k機能搭載機器として認められるための評価基準には、HDR技術における重要要素「輝度の表示表現」に関するものが含まれていないためです。

従来よりある映像の画質を評価する基準には、解像度、ビット深度、フレームレート、色域、輝度の五つが存在します。この内、解像度、ビット深度、フレームレート、色域の四つについては、放送の新規格「BT.2020（4k/8k技術のこと）」において基準が定められていますが、輝度については明確な基準は存在しません。一応の業界標準として最低100cd/m2の数値が定められているものの、これはテレビがブラウン管であった時代から続いている基準であり、輝度に関する事柄については、4kの時代になっても大昔のままといって過言でない状況でした。

しかし、近年の技術革新によってHDRが生まれ、表現可能なダイナミックレンジが格段に向上したことにより、映像品質における輝度の要素は、より重要性を増すこととなりました。以前からあった4k機能に、さらなる付加価値としてHDR技術を搭載したAV機器もちらほらと見られるようになり、そうした機器では従来の4k以上にリアルで、色鮮やかな映像表現が楽しめるようになっています。

4k+HDR対応の機器について

これからますます増えていくことが予想される4k+HDR機能対応機器ですが、2021年8月時点では、カメラ（スマートフォン搭載のものを含む）やPCモニターを中心に広まっています。特にスマートフォン用のカメラは、近年発売されたほとんどの機種に4k+HDR技術が搭載されており、気軽に高画質での映像撮影が楽しめます。

4k+HDR対応のPCモニターについては、現状、ゲーミングモニターのカテゴリで発売されているものが多いです。2017年以降、HDR出力対応のPCゲームが徐々に発売されるようになっており、そうしたPCゲームをHDR環境で楽しむためには、4k+HDR対応のPCモニターが必須となるでしょう。HDR対応のPCモニターは、そのほとんどが海外メーカー製となっていますが、「EIZO」や「JAPANNEXT」など国内ブランドのものも、ごく僅かですが存在しています。

AV機器の花形とも呼べるテレビについても、国内、国外メーカー問わず、4k+HDR機能に対応した機種が出ています。PS5など、最新ゲームハードにもHDR機能に対応したものが現れ始めており、そうした最新ハードを100%楽しむためには、HDR機能を搭載したテレビ（モニター）を用意することが必要になりつつあります。

HDRのデメリットについて

4kをもしのぐ高画質なコンテンツを楽しめるという点について非常に優れたHDRですが、現時点においては、HDR対応機器を購入、利用する上でいくつか注意しておきたい点が存在します。

まず一つ目の注意点として挙げられるのが、特にモニター関連のHDR対応機器の利用中、状況に応じてHDR利用のオンオフを切り替える手間が発生するという点です。現時点においてHDRは、発展中の技術です。全体的に見るとHDRに対応しているコンテンツはけして多くなく、HDR非対応のコンテンツをHDRオンのまま表示してしまうと発色に異常が出る場合が多々あります。そのため常に最善の画質を保つためには、頻繁にHDR機能のオンオフを切り替えなくてはなりません。発色異常を気にしないのであれば切り替えを放置したままでも構いませんが、それではHDR対応機器を利用している意味がなくなってしまいます。

もう一つ、大きな注意点といえるのが、HDR対応機器で保存した映像などをHDR非対応の機器で再生する場合、発色異常が発生してしまう場合が多いことです。保存した映像を自分だけ（HDR対応機器のみ）で楽しむのならば問題はありませんが、SNSや動画配信サービスへの映像アップロードを考えている場合は、結局HDR機能を使わずに映像を作成する必要が出てきます。

HDR対応機種の利用を検討している場合は、これらのデメリットについてあらかじめ納得しておく必要があるでしょう。

最後に

HDRはいわゆる4k対応のAV機器においても、必ず付属している機能ではありません。機器の用途によってはオーバースペックと判断されることもあり、必須の機能かといわれると現時点では要検討といえます。しかしHDRに対応する機器やコンテンツは着実な増加傾向にあります。新しいAV機器の購入を検討しており次世代の映像コンテンツに興味があるのなら、事前にHDR機能の有無を確認することは、けして損にならないでしょう。