HDR (Yüksek Dinamik Aralık) Nedir ve Ne İşe Yarar?

Bir araçla gündüz saatlerinde seyahat ederken karanlık bir tünele girip tünelden çıkarken gün ışığının âdeta patlarcasına göründüğüne tanıklık etmiş olabilirsiniz. Karlı günlerde, güneşin, kar üzerinde parlamasına ve kar yüzeyindeki gölgeler de dâhil olmak üzere tüm aşırı kontrastlı unsurlara da dikkat etmiş olabilirsiniz. Gündelik yaşantınızda bu ve benzeri sahneler, bu yazıdaki konumuz olan HDR (High Dynamic Range/Yüksek Dinamik Aralık) ifadesinin, gerçek hayattaki yansımalarından bazılarıdır. Bugün, fotoğraf ve video çekerken cihazlarınızdan etkinleştirebildiğiniz, dahası, dijital oyunlardaki ve animasyon filmlerindeki sahnelerin, daha gerçekçi kılınmasına katkıda bulunan HDR hakkında daha fazla bilgi öğrenmeye ne dersiniz?

Görüntü Oluşturma Alanında Devrim: HDR

HDR (Yüksek Dinamik Aralık) teknolojisi, bugün, oyunlarda ve destekli monitörlerde “etkin/devre dışı” şeklinde ayarlanabilen bir özellik olsa da teknolojinin kökeni, geçtiğimiz yüzyılın ilk yarısına kadar uzanıyor. Konunun detaylarına girmeden önce HDR’nin ne olduğundan biraz söz edelim.

HDR, bir görüntünün bütün ayrıntılarını, özellikle de çok parlak ve çok karanlık noktalarda daha iyi göstermek için kullanılan bir teknolojidir. Gerçek zamanlı olarak kaydedilen veya dijital ortamda oluşturulan sahnelerdeki kontrast oranını ve renk doğruluğunu artırarak daha gerçekçi ve canlı görüntüler elde edilmesini sağlayan HDR, daha fazla ayrıntı ve renk tonu sunar. Böylece girişte aktardığımız örnekte olduğu gibi güneş ışığı ya da alternatif ışık kaynaklarının yanı sıra gölge detaylarının da vurgulanması noktasında HDR’den yararlanılır.

Pek çoklarına göre görüntü oluşturma alanında devrimsel bir öneme sahip olan HDR, varlığını esasen, fotoğrafçılık ve görüntü işleme araştırmalarına borçludur. 1940’lı yıllarda fotoğrafçıların, bir sahnenin farklı bölgelerini çeşitli pozlama seviyeleriyle çekerek sahnenin en parlak ve en karanlık ayrıntılarının görüntülenmesi ile ortaya çıkan HDR, 1980’lerden beri dijital tarafta da simüle edilebiliyor. Zira bugün anladığımız manada HDR, bilgisayar grafikleri cephesinde ilk defa 1985 yılında, Greg Ward’un Radiance adlı açık kaynaklı görüntü oluşturma ve aydınlatma simülasyonu yazılımıyla tanıtıldı. Her ne kadar dönemin teknolojik olanaklarının kısıtlı olması, dijital cephedeki HDR çalışmalarına biraz ket vurmuş olsa da 1990’ların ortasında çok daha etkileyici HDR örnekleri birbirini izledi.

Dijital fotoğrafçılıkta 1990’ların sonunda HDRI olarak (High Dynamic Range Imaging/Yüksek Dinamik Aralık Görüntüleme) kullanılan HDR, farklı pozlamalarla çekilen fotoğrafların birleştirilmesiyle elde edilen geniş ton aralıklarının, gündelik yaşamda kaydedilen görüntülerde de değerlendirilebilmesini sağladı. 2000’lerin başlarında ise HDRR (High Dynamic Range Rendering/Yüksek Dinamik Aralık Oluşturma) dijital oyunlarda boy göstermeye başladı. Gerçek zamanlı olarak oluşturulan ilk oyun içi HDR(R) uygulaması ise zamanında hayli ses getiren Half-Life 2’nin, Valve E3 2003’teki teknoloji demosu aracılığıyla gözler önüne serildi. Bunu mümkün kılansa Microsoft’un, DirectX ile HDRR imkânlarını kullanılabilir hâle getirmesiydi.

HDR, Video Oyun Dünyasına DirectX Güncellemesiyle Geldi

Özellikle, “meraklısına” diyebileceğimiz bazı teknik detaylarla devam edelim.

Amiga’dan PlayStation 2 oyun konsoluna dek birçok platformda önceden oluşturulmuş veya simüle edilmiş hâlleriyle görüntülenebilen HDR’nin, gerçek zamanlı olarak video oyunlarında işlenmeye başlanması, Microsoft’un, Windows işletim sistemlerindeki DirectX adlı grafik ağırlıklı uygulama programlama arabirimi koleksiyonunu (API) güncellemesine dayanıyor. 2000 yılında yayımlanan DirectX 8 ile dönemin standartlarına göre hayli karmaşık yapıdaki gölgelendirici (shader) efektleri, Shader Model 1,0 ile sağlanabiliyordu ancak bu aydınlatma türü, birtakım teknik yetersizlikler nedeniyle görsellerin istenilen seviyeye gelmesini engelliyordu. Microsoft’un 2002’ye damga vuran adımlarından biri olan DirectX 9,0’ı yayımlaması, HDR görüntülerin oluşturulabilmesini sağlamak için gerekli bileşenlerden Shader Model 2,0’ı masaya getiriyordu. SM 2,0 sayesinde 8-bit ile sınırlandırılan aydınlatma hassasiyeti seviyesi, 24-bit düzeyine çıkıyordu ancak bu durum, tam olarak kullanılamadı ve asıl büyük atılım, uzun süre bir standart olarak kalacak DirectX 9,0c’nin çıkışıyla gerçekleşti. Shader Model 3,0 aydınlatma hassasiyetine ek olarak HLSL (High-Level Shader Language/Yüksek Seviye Gölgelendirici Dili) ve kayan nokta tabanlı HDR hesaplama süreci, bu güncelleme ile geldi.

DirectX 10 ile oyun meraklılarının hayatına giren Shader Model 4,0, 128-bit’lik HDR görüntü oluşturmaya yararken DirectX 11 ile devreye giren Shader Model 5,0, HDR formundaki dokuların kayıpsız şekilde sıkıştırılabilmesini sağlıyor. Bu da ekrana gelen görüntülerin çok daha doğru ve sorunsuz olmasına olanak veriyor. Bugün kullandığımız DirectX 12’de ise Shader Model 5,1 yer alıyor. Monitörlerdeki HDR yeteneklerini algılama ve bilgisayara bağlı monitörün yeteneklerini yerine getirme sürecinde DirectX API’sinin yardımcısı olan DXGI 1,6 (DirectX Graphics Infrastructure/DirectX Grafik Altyapısı) sürümü kullanılıyor.

HDR Destekli Dijital İçerikler için HDR Destekli Monitör Şart mı?

Bundan yıllar öncesinde yaşıyor olsaydık ve elimizdeki yazılımsal temelli HDR destekli oyunlar, Half-Life 2 ve The Elder Scrolls IV: Oblivion gibi yapımlarla sınırlı kalsaydı, bu soruya yanıtımız “hayır” olurdu. Ancak bugün gelinen noktada, hem oyunlar hem de filmler için HDR destekli bir monitör şart diyebiliriz. Çünkü HDR içerikler, geniş renk gamı ve kontrast oranı sunar; bu da daha parlak beyazlar ve daha koyu siyahlar anlamına gelir. Tabii böylesi görsel ayrıntılar, yalnızca HDR destekli bir monitörde tam olarak görülebilir.

Eğer bir HDR monitörünüz yoksa, HDR destekli içerikleri bir LDR (Low Dynamic Range/Düşük Dinamik Aralık) monitörde görüntüleyebilirsiniz fakat görüntülerin kalitesi, aynı içerikleri HDR monitörde görüntülemenize kıyasla daha düşük olacaktır. HDR içeriği bir LDR monitörde görüntülerken renkler genellikle daha solgun görünür ve kontrast hayli düşük olur.

Bu nedenle gerek oyun gerekse multimedya içeriklerindeki HDR ayrıntıları sorunsuz şekilde görüntülemek adına, HDR10 gibi teknolojileri beraberinde getiren oyuncu monitörü modellerini tercih etmenizi öneririz.