Elektro-optische Transferfunktion (EOTF), standardisiert als SMPTE ST 2084 für HDR-Video – entwickelt zur Anpassung an menschliche Wahrnehmung, ermöglicht effiziente Kodierung von High-Dynamic-Range-Inhalten bis 10.000 Nits, verwendet in HDR10, Dolby Vision und HDR10+.
Was ist PQ?
PQ (Perceptual Quantizer) ist eine elektro-optische Transferfunktion für HDR-Video, standardisiert als SMPTE ST 2084. Sie ermöglicht die effiziente Kodierung von Helligkeit bis zu 10.000 Nits.
Grundprinzip
| Aspekt | Beschreibung |
|---|---|
| Typ | EOTF (Elektro-Optisch) |
| Standard | SMPTE ST 2084 |
| Entwickler | Dolby Laboratories |
| Zweck | HDR-Encoding |
Technische Basis
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Max Luminanz | 10.000 nits |
| Min Luminanz | 0,0001 nits |
| Bit-Tiefe | 10-bit minimum |
| Wahrnehmungsmodell | Barten-Modell |
Barten-Modell
| Aspekt | Beschreibung |
|---|---|
| Basis | Menschliche Wahrnehmung |
| Kontrast-Sensitivität | Berücksichtigt |
| Effizienz | Optimale Bit-Verteilung |
| Wissenschaft | Psychovisuelle Forschung |
PQ vs. Gamma
| Aspekt | PQ | Gamma |
|---|---|---|
| Dynamikumfang | Sehr hoch | Begrenzt |
| Max Luminanz | 10.000 nits | ~100 nits |
| Wahrnehmung | Optimiert | Historisch |
| Bit-Effizienz | Besser | Standard |
PQ vs. HLG
| Aspekt | PQ | HLG |
|---|---|---|
| Typ | Absolute | Scene-Referred |
| Rückwärtskompatibel | Nein | Ja |
| Anwendung | Streaming, Disc | Broadcast |
| Metadaten | Oft nötig | Nicht nötig |
HDR-Formate mit PQ
| Format | Beschreibung |
|---|---|
| HDR10 | Statisches PQ |
| HDR10+ | Dynamisches PQ |
| Dolby Vision | PQ mit dynamischen Metadaten |
| PQ10 | Basis PQ |
HDR10
| Aspekt | Beschreibung |
|---|---|
| Metadaten | Statisch |
| MaxCLL/MaxFALL | Im Container |
| Verbreitung | Sehr weit |
| Lizenz | Offen |
Dolby Vision
| Aspekt | Beschreibung |
|---|---|
| Metadaten | Dynamisch, per Shot |
| Tonemapping | Präzise gesteuert |
| Lizenz | Dolby lizenziert |
| Qualität | Höchste |
Workflow-Integration
| Phase | PQ-Relevanz |
|---|---|
| Aufnahme | Log-Capture |
| Grading | PQ-Monitoring |
| Export | PQ-Encoding |
| Display | PQ-Dekodierung |
Grading mit PQ
| Aspekt | Beschreibung |
|---|---|
| Monitoring | PQ-fähiger Monitor |
| Timeline | PQ oder Log |
| Reference | 1000/4000 nits |
| Workflow | ACES oder DaVinci |
Display-Mapping
| Aspekt | Beschreibung |
|---|---|
| Problem | Display < Mastered |
| Lösung | Tone Mapping |
| Methode | Roll-off in Highlights |
| Qualität | Variiert |
Metadaten
| Typ | Beschreibung |
|---|---|
| Static | MaxCLL, MaxFALL |
| Dynamic | Per-Scene, per-Frame |
| Container | HEVC SEI, etc. |
| Funktion | Display-Guidance |
MaxCLL / MaxFALL
| Parameter | Bedeutung |
|---|---|
| MaxCLL | Maximum Content Light Level |
| MaxFALL | Max Frame Average Light Level |
| Verwendung | Tone Mapping |
| Position | Container-Metadaten |
Encoding
| Codec | PQ-Support |
|---|---|
| HEVC | Ja |
| AV1 | Ja |
| VP9 | Ja |
| ProRes | Ja (4444 XQ) |
Farbräume mit PQ
| Farbraum | Kombination |
|---|---|
| Rec.2020 | Standard für HDR |
| P3 | Intermediate |
| Rec.709 | Nicht üblich |
| ACES | Workflow |
QC-Überlegungen
| Check | Beschreibung |
|---|---|
| Peak Nits | Innerhalb Spec |
| FALL | Durchschnitt prüfen |
| Clipping | Vermeiden |
| Metadata | Korrekt |
Display-Anforderungen
| Spec | Minimum |
|---|---|
| HDR10 | 1000 nits peak |
| Dolby Vision | Zertifiziert |
| Consumer | 400-4000 nits |
| Grading | 1000-4000 nits |
Best Practices
| Praxis | Grund |
|---|---|
| Kalibrierung | Korrekte Darstellung |
| Referenz-Monitor | Echtes HDR-Feedback |
| Metadaten | Korrekt setzen |
| SDR-Prüfung | Downconvert testen |
Heute
PQ ist der dominante HDR-Standard für Premium-Content. Die Kombination aus wissenschaftlicher Basis, weiter Verbreitung und hoher Qualität macht PQ zur ersten Wahl für HDR-Mastering. Mit zunehmender HDR-Display-Verbreitung wird korrektes PQ-Verständnis für alle Beteiligten in der Film-Postproduktion wichtiger.