DisplayHDR: VESA-Standard für HDR‑Monitore definiert

Wie gut eignet sich ein Monitor oder ein Notebook-Display für HDR-Inhalte? Diese Frage soll der offene Standard DisplayHDR der VESA klären. In drei Stufen wird künftig die HDR-Tauglichkeit bescheinigt: von Display HDR400 (Einstieg) über DisplayHDR 600 (Mittelklasse) bis DisplayHDR 1000 (High-End).

Bisher hat es keinen Standard für die Klassifizierung von HDR-Displays gegeben. Die Monitorhersteller bewerben sowohl High-End-Geräte mit entsprechend potenter Ausstattung für den hohen Dynamikumfang von HDR-Material als auch Monitore, die sich laut Datenblatt kaum von normalen Displays unterscheiden mit „HDR“. Dieser Unklarheit soll die DisplayHDR-Spezifikation der VESA entgegen wirken. Diese schafft eine einheitliche Richtlinie für die Vermarktung und das Testen der HDR-Tauglichkeit von PC-Monitoren und Notebook-Displays mit LCD-Technik.

DisplayHDR-Spezifikation in drei Stufen

Dafür wurden klare Kriterien für die Anforderungen an das Display festgelegt. Wesentlich sind dabei die Punkte Helligkeit, Schwarzwert und Farbtiefe aber auch Farbräume und Reaktionszeit spielen eine Rolle. Für sämtliche Punkte gilt es Mindestanforderungen zu erfüllen. Je nach Ausstattung erhalten spezifizierte Monitore das Siegel DisplayHDR 400, DisplayHDR 600 oder DisplayHDR 1000. Die Namensgebung richtet sich nach der Mindesthelligkeit in cd/m².

DisplayHDR 400

Den Einstieg mit geringsten Anforderungen bildet DisplayHDR 400. Bei der Helligkeit wird ein Mindestwert von 400 cd/m² gefordert, den das Display aber nur in Bereichen (Zentrum) und nur in Spitzen (Peak) und beim kurzzeitigen Aufblitzen beispielsweise bei Explosionen in Filmen oder Spielen liefern muss. Für die gesamte Bildfläche und statische Bildinhalte wird ein Helligkeitswert von mindestens 320 cd/m² vorgeschrieben.

Beim Schwarzwert, bei dem die Helligkeit möglichst gering sein muss, werden höchstens 0,10 cd/m² im zentralen Bereich und 0,40 cd/m² in den Ecken gefordert. Das Farbspektrum ITU-R BT.709 (auch Rec. 709 oder BT.709 genannt) soll zu mindestens 95 Prozent abgedeckt werden. Die Farbtiefe sollte für das Image Processing 10 Bit umfassen – dies gilt pauschal für alle DisplayHDR-Stufen. Auf Seiten der Umwandlung von digital zu analog (Pixel Driver) müssen mindestens 8 Bit unterstützt werden. Den Kompromiss, eine effektive Farbtiefe von 8 Bit durch ein 6-Bit-Panel mit FRC-Technik (Dithering) zu erzielen, lässt die VESA allerdings nicht gelten: Ein natives 8-Bit-Panel ist Pflicht.

Reaktionszeit für HDR

Für die Reaktionszeit macht die VESA bei allen drei Klassen maximal 8 Frames für die Zeit vom Wechsel von Schwarz auf Weiß – die sogenannte Rise Time – zur Pflicht. Bei einem 60-Hz-Monitor lässt sich dies in 133 ms umrechnen: 1 Frame benötigt dann rund 16,67 ms und acht Frames brauchen entsprechend rund 133 ms. Bei einem 144-Hz-Monitor würden 8 Frames hingegen lediglich rund 56 ms bedeuten. Bisher geben Monitorhersteller meist die Zeit für den Wechsel von Graustufe zu Graustufe (Grey-to-Grey) als Reaktionszeit an. Die deutlich niedrigeren Werte sind mit der Rise Time nicht vergleichbar. Dennoch setzt die VESA die Schwelle sehr hoch an und schreibt selbst, dass die Rise Time typischerweise deutlich niedriger als 8 Frames liegt. Nur soll dadurch eine für HDR ausreichende Synchronisierung zwischen Videosignal und Helligkeitssteuerung sichergestellt werden.

DisplayHDR 600

Während DisplayHDR 400 noch vergleichsweise niedrige Anforderungen stellt, die sich nur geringfügig von üblichen SDR-Displays absetzen, ist die nächste Stufe schon deutlich fordernder. Für DisplayHDR 600 muss der Bildschirm zumindest kurzzeitig und partiell mindestens 600 cd/m² liefern. Dauerhaft werden 350 cd/m² über die gesamte Bildfläche gefordert. Der Schwarzwert darf in allen Bereichen den Wert von 0,10 cd/m² nicht überschreiten. Ein LED-Backlight mit Local Dimming wird praktisch Pflicht. Der BT.709-Farbraum muss zu 99 Prozent erfüllt werden, hinzu kommen mindestens 90 Prozent des noch größeren Farbraums DCI-P3 65. Bei Farbtiefe und Reaktionszeit gelten die gleichen Anforderungen wie für DisplayHDR 400. Allerdings besteht die Einschränkung, dass für DisplayHDR 600 und DisplayHDR 1000 mindestens 8 Bit und FRC, also effektiv 10 Bit beim Pixel Driver benötigt werden.

Display HDR 1000

Die Stufe mit den höchsten Anforderungen legt bei Helligkeit, Schwarzwert und dem daraus resultierenden Kontrastverhältnis noch eine Schippe drauf. 1.000 cd/m² werden als Spitzenwert gefordert, 600 cd/m² sollen bei statischen Bildern möglich sein. Der Schwarzwert soll am Rand 0,05 cd/m² nicht übersteigen, sonst sind maximal 0,10 cd/m² erlaubt. Die Farbraum-Anforderungen sind mit DisplayHDR 600 identisch: 99 Prozent für BT.709 und 90 Prozent für DCI-P3 65. Bei Farbtiefe und Reaktionszeit gelten die gleichen Anforderungen wie für DisplayHDR 600.

DisplayHDR 1.0 betrifft ausschließlich LCDs

Zu den DisplayHDR-Spezifikationen sollen mehr als zwei Dutzend Mitglieder der VESA-Gruppe beigetragen haben. Darunter sind Display-Hersteller wie AUO, Innolux, JDI, LG Display oder Samsung. Auf Seiten der GPU-Hersteller sind AMD, Intel und Nvidia vertreten. Computer-Hersteller wie Asus, Dell, HP und Lenovo gehören ebenso dazu. Angesichts dieser Branchengrößen ist mit einer flächendeckenden Verbreitung der nun einheitlichen Messlatte für die HDR-Fähigkeiten von LC-Displays und Monitoren zu rechnen.

Zu beachten ist, dass DisplayHDR in Version 1.0 sich ausschließlich auf die Display-Technik LCD – also Flüssigkristall-Bildschirme – beschränkt. Angestrebt wird, dass in künftigen Versionen auch andere Display-Techniken wie OLED berücksichtigt werden. Doch mit laut VESA über 99 Prozent Marktanteil im PC-Markt ist LCD die eindeutig dominierende Technik.

DisplayHDR-zertifizierte Produkte zur CES

Bereits auf der Anfang Januar stattfindenden Elektronikmesse CES in Las Vegas sollen erste Geräte mit DisplayHDR-Spezifikation vorgeführt werden. Diese werden somit eines der drei neuen Logos tragen. Die Video Electronics Standards Association (VESA) hat dem neuen Standard eine eigene Domain gewidmet: Unter displayhdr.org finden sich weitere Informationen.