HDR10, HDR10+, HLG und Dolby Vision, worin besteht der Unterschied

Mit der Weiterentwicklung digitaler Videos stiegen die Auflösung und die Bildrate, doch die Bildqualität blieb lange Zeit eingeschränkt. Standardvideo (SDR, Standard Dynamic Range) ist für einen engen Helligkeitsbereich ausgelegt, mit einem begrenzten Verhältnis zwischen den dunkelsten und hellsten Bereichen eines Bildes. Es verwendet in der Regel eine Farbtiefe von 8 Bit und den Farbraum Rec. 709. Das bedeutet, dass Details in dunklen Bereichen verloren gehen können oder helle Bereiche überbelichtet erscheinen. Selbst leistungsstarke Prozessoren und Bildverarbeitungsalgorithmen konnten die Bildqualität nur begrenzt verbessern.

Um dieses Problem zu lösen, wurde HDR (High Dynamic Range) entwickelt. Es erweitert den Dynamikbereich und ermöglicht es Videos, einen wesentlich größeren Bereich an Helligkeitsstufen wiederzugeben und dadurch die Bildqualität zu verbessern. HDR ist nicht einfach nur eine Funktion des Fernsehers selbst. Das Video muss auch mit einem bestimmten Verfahren aufgenommen werden und Metadaten enthalten, also zusätzliche Informationen über das anzuzeigende Bild.

Wie ein HDR-Bild erstellt wird

Das Hauptziel von HDR besteht darin, Details sowohl in den dunkelsten als auch in den hellsten Bereichen eines Bildes zu erhalten. Es gibt zwei grundlegende Ansätze.

Belichtungsreihen. Es werden mehrere Bilder mit unterschiedlichen Belichtungsstufen aufgenommen. Eines wird heller aufgenommen, um Details in den Schatten zu erfassen, während ein anderes dunkler aufgenommen wird, um die Spitzlichter zu erhalten. Anschließend werden die Bilder kombiniert, wobei aus jedem Bild die Bereiche mit der jeweils geeignetsten Belichtung verwendet werden. Dies kann gleichzeitig mit mehreren Kameras oder mit einer einzelnen Kamera erfolgen, die nacheinander mehrere Bilder aufnimmt. Die zweite Methode eignet sich nicht besonders gut für dynamische Szenen, da sich Objekte zwischen den Aufnahmen bewegen können. Dadurch entstehen Geisterbilder und andere Artefakte.

Ein Sensor mit großem Dynamikbereich. Moderne Kameras können einen breiten Bereich von Helligkeitsstufen in einem einzigen Bild erfassen, ohne mehrere Belichtungen kombinieren zu müssen. Mit anderen Worten nimmt die Kamera mehrere Bilder auf, die ihr Prozessor analysiert, um daraus ein einziges endgültiges Bild zu erzeugen.

Das Ergebnis ist ein Bild mit gut erhaltenen Details und fließenden Farbübergängen.

Wie HDR übertragen und dargestellt wird

HDR-Videos aufzunehmen, reicht nicht aus. Sie müssen auch codiert und übertragen werden, damit der Bildschirm sie korrekt darstellen kann. Die Metadaten werden zusammen mit dem Videostream übertragen. Sie enthalten technische Informationen über Helligkeit, Kontrast und Farben und geben dem Fernseher vor, wie das Bild dargestellt werden soll. Daher muss der Fernseher den entsprechenden Standard unterstützen. Andernfalls wird das Bild im herkömmlichen SDR-Format angezeigt.

Es gibt zwei Methoden zur Übertragung dieser Informationen.

• Statische Metadaten. Sie werden einmalig für das gesamte Video festgelegt.
• Dynamische Metadaten. Sie ändern sich von Szene zu Szene oder sogar von Bild zu Bild.

Übersicht der HDR-Standards

HDR10

Das grundlegende offene HDR-Format, das 2015 von der Consumer Technology Association (CTA) standardisiert wurde. Es ist für 4K-Blu-ray-Discs vorgeschrieben und bildet die Grundlage für HDR10+ sowie für viele Dolby-Vision-Profile. Es verwendet eine Farbtiefe von 10 Bit und den Farbraum Rec. 2020, obwohl Displays in der Praxis meist nur einen Teil dieses Farbraums abdecken.

Die statischen Metadaten werden einmalig für den gesamten Film festgelegt. Sie beschreiben den für das Mastering verwendeten Monitor, die maximale Bildhelligkeit und die durchschnittliche Helligkeit. Der Fernseher entscheidet selbst, wie die Helligkeitsstufen an seine Anzeigemöglichkeiten angepasst werden. Deshalb kann das Bild auf verschiedenen Fernsehmodellen deutlich unterschiedlich aussehen, und in dunklen Szenen können einige Details verloren gehen. Das Format kann lizenzfrei verwendet werden und wird von praktisch allen HDR-Geräten unterstützt.

HDR10+

Eine Weiterentwicklung von HDR10, die 2017 von Samsung und Amazon angekündigt wurde. Später wurde das Format vom HDR10+-Konsortium standardisiert, das von Samsung, Panasonic und 20th Century Fox gegründet wurde. HDR10+ ergänzt den grundlegenden HDR10-Stream um dynamische Metadaten auf Grundlage des Standards SMPTE ST 2094-40. Diese Metadaten werden Bild für Bild übertragen. Dadurch kann der Fernseher Helligkeit und Kontrast für jeden Moment des Videos präziser an die Fähigkeiten seines Displays anpassen.

Geräte, die HDR10+ nicht unterstützen, zeigen diese Inhalte als herkömmliches HDR10 an. Die Farbtiefe bleibt bei 10 Bit. Der Standard ist lizenzgebührenfrei, wird jedoch nicht von allen Geräten unterstützt.

HDR10+ Adaptive

Eine zusätzliche HDR10+-Funktion, die die Beleuchtung des Raums berücksichtigt. Der Fernseher misst das Umgebungslicht mithilfe eines integrierten Sensors und passt die Helligkeit des HDR-Bildes an. In einem hell beleuchteten Raum wird das Bild heller dargestellt, in einem dunklen Raum weniger hell. Samsung führte diese Funktion in seinen Fernsehern des Jahres 2021 ein. Gleichzeitig wurde angekündigt, dass HDR10-Inhalte von Prime Video auf kompatiblen Samsung-Fernsehern im HDR10+ Adaptive-Modus angezeigt werden sollten. Die HDR10+-Website beschreibt diese Funktion als Bestandteil der 2025 eingeführten Spezifikation HDR10+ Advanced.

HDR10+ Gaming

Eine für Videospiele entwickelte Version von HDR10+, die von HDR10+ Technologies entwickelt wurde. Laut Samsung konnten Spiele und Displays vor der Einführung dieses Formats ihre jeweiligen Fähigkeiten nicht erkennen. Deshalb waren die HDR-Einstellungen entweder allgemein gehalten oder mussten manuell ausgewählt werden. Mit HDR10+ Gaming tauschen die Spiel-Engine und das Anzeigegerät Informationen direkt aus. Dadurch kann das Spiel die Fähigkeiten des Displays erkennen und ein HDR-Bild erzeugen, das für diesen Bildschirm optimiert ist. Die automatische Anpassung ohne manuelle Kalibrierung gehört zu den beworbenen Funktionen. Bei der Einführung war das Format auf PCs mit unterstützten NVIDIA-Grafikkarten sowie auf neueren Samsung-Fernsehern und -Monitoren verfügbar.

HDR10+ Advanced

Ein neuerer Standard, der für Premium-Fernseher mit sehr hoher Spitzenhelligkeit, leistungsstarken Prozessoren und großen Bildschirmen entwickelt wurde. Prime Video führt ihn ab August 2026 auf Samsung-Fernsehern des Modelljahres 2026 ein. Zu den angekündigten Funktionen gehören die folgenden.

• Verbesserte Gesamthelligkeit. Metadaten helfen dabei, die hohe Helligkeitsleistung von Premium-Fernsehern besser auszunutzen.
• Intelligente Bewegungsoptimierung. Das System ermittelt automatisch, ob eine Bewegungsglättung erforderlich ist.
• KI-gestützte Genreerkennung zur Auswahl der Bildverarbeitungseinstellungen sowie ein größerer Farbumfang auf Grundlage der von den Inhaltserstellern bereitgestellten Metadaten.

Dolby Vision

Ein lizenzpflichtiger Standard, der von Dolby entwickelt und 2014 eingeführt wurde. Er verwendet dynamische Metadaten, die sich von Szene zu Szene oder von Bild zu Bild ändern können. Beim Streaming wird das Bild in der Regel mit 10 Bit dargestellt, während 12-Bit-Video nur bei bestimmten Profilen möglich ist, beispielsweise bei Profilen für 4K-Blu-ray-Discs. Dolby Vision verfügt über mehrere Profile. Einige sind für Streaming ausgelegt, andere für Discs und wieder andere sind mit HDR10 kompatibel, wenn der Fernseher Dolby Vision nicht unterstützt.

Im Jahr 2025 kündigte Dolby Dolby Vision 2 an. Nach Angaben des Unternehmens bietet diese Version eine KI-gestützte Bildoptimierung entsprechend den Betrachtungsbedingungen sowie eine bildweise Steuerung der Bewegungsglättung. Ältere Fernseher können diese Inhalte weiterhin wiedergeben, doch für die neuen Funktionen ist die Unterstützung von Dolby Vision 2 erforderlich. Hersteller benötigen für diesen Standard eine kostenpflichtige Lizenz. Samsung unterstützt Dolby Vision in seinen Fernsehern nicht und konzentriert sich stattdessen auf HDR10+.

HLG (Hybrid Log-Gamma)

Ein Format, das von der BBC und NHK für Fernsehausstrahlungen und Live-Übertragungen entwickelt wurde. Es ist in der Empfehlung ITU-R BT.2100 enthalten. HLG verwendet keine Metadaten, da die Helligkeitsinformationen direkt in seiner Übertragungsfunktion codiert sind. Deren unterer Bereich ähnelt der herkömmlichen SDR-Gammakurve, während der obere Bereich logarithmisch verläuft und die hellen Bildbereiche verarbeitet.

Dadurch kann dasselbe Signal sowohl auf HDR- als auch auf SDR-Fernsehern dargestellt werden. Auf einem HDR-Bildschirm profitiert das Bild von einem erweiterten Dynamikbereich, während es auf einem SDR-Bildschirm normal aussieht. Bei älteren Modellen ohne Unterstützung eines großen Farbraums können die Farben allerdings etwas gedämpft wirken. Das Format ist lizenzgebührenfrei und verwendet in der Regel eine Farbtiefe von 10 Bit. Es kann einzelne Szenen nicht so präzise anpassen wie Formate mit dynamischen Metadaten, ist jedoch einfacher für Fernsehausstrahlungen zu verwenden und erfordert keine getrennten SDR- und HDR-Streams.

Vergleich der HDR-Standards

Standard	Metadaten	Farbtiefe	Lizenz	Jahr
HDR10	Statisch	10 Bit	Offen	2015
HDR10+	Dynamisch, Bild für Bild	10 Bit	Lizenzgebührenfrei	2017
HDR10+ Adaptive	Dynamisch, HDR10+, mit Anpassungen durch einen Umgebungslichtsensor	10 Bit	Nicht angegeben	2021
HDR10+ Gaming	Umfangreicher als HDR10, laut Samsung	10 Bit	Nicht angegeben	2022
HDR10+ Advanced	Erweiterte Szenenmetadaten, laut Samsung	10 Bit	Lizenzgebührenfrei	2025
Dolby Vision	Dynamisch	10–12 Bit	Kostenpflichtige Lizenz	2014
HLG	Nicht verwendet	10 Bit	Offen	2015