4K HDRテレビとは?ハイダイナミックレンジ(HDR)をわかりやすく徹底解説

新しいテレビの購入を検討しているなら、一部の4Kモデルに「HDR(ハイダイナミックレンジ)」という機能が搭載されていることに気づいたかもしれません。

HDRとは、画面の明るさとコントラストを劇的に向上させる技術です。従来のテレビ技術と比べて客観的に優れていますが、すべての機種が同じ性能を持つわけではなく、HDRも単一の統一規格ではありません。それでも、HDRは現時点で最高のテレビ体験を提供してくれます。この記事では、その理由を詳しく解説します。

まずは簡単なところから:「4K」とは

技術的な部分で最も理解しやすいのが「4K」です。これはテレビの解像度を指します。ここでいう「解像度」とは、テレビが持つピクセル(画素)の数のことです。市販されているほとんどの「4Kテレビ」は、UHD(ウルトラハイビジョン)と呼ばれる規格で、ハリウッドの映画制作で使われる本格的な4K規格よりわずかに解像度が低くなっています。

UHDテレビの画素数は3840×2160ピクセル。フルHD(FHD)ディスプレイの実に4倍ものピクセル数です。なお、UHD解像度はHDRとはまったく関係がありません。解像度に関係なく、ディスプレイはHDRに対応できます。実際、1440pのPCモニターやスマートフォンのパネルの中にも、4K UHDより低い解像度ながらHDRに対応した製品があります。

ただし、テレビにおいてHDRは、4K以上の解像度とセットで搭載されるのがほぼ標準となっています。だからこそ、この2つのスペックは一緒に語られることが多いのです。

SDRとHDRの違い

テレビのダイナミックレンジとは、簡単に言えば「画面が出せる最も暗い黒から最も明るい白までの幅」のことです。コントラスト比と似ていると感じるかもしれませんが、完全に一致するわけではありません。

ダイナミックレンジはむしろ、画像の最も暗い部分と最も明るい部分で、「黒つぶれ」や「白飛び」が起きるまでにどれだけのディテールを保持できるかを指します。

『ゲーム・オブ・スローンズ』のある回を覚えている人もいるでしょう。シーンがあまりにも暗く、多くの視聴者には真っ暗な映像しか見えなかったのです。制作者側がダイナミックレンジを極限まで絞り込んだため、大多数の人が持っている普及価格帯のテレビでは、ディテールを再現できなかったのです。

SDR(標準ダイナミックレンジ)対 HDR(ハイダイナミックレンジ)

コンテンツやディスプレイのダイナミックレンジは規格として標準化されており、動画を制作する側はその範囲内で作業することになります。SDR(スタンダードダイナミックレンジ)コンテンツは、カメラとディスプレイ技術の限界によって生まれたものです。

現代のカメラやディスプレイは、はるかに広い明暗の範囲を記録・再現できます。さらに、以前なら失われていた暗部や明部のディテールまでも捉えられるようになりました。

HDRがやっていることは、この範囲を広げ、カメラが記録でき、スクリーンが表示できる情報量を増やすことです。SDRカメラで撮影したコンテンツは、HDR対応スクリーンで見ても向上しません。同様に、HDRコンテンツをSDRスクリーンで再生すれば、それはSDRコンテンツとして表示されるだけです。

HDRの主な規格

執筆時点で存在するHDR規格は、HDR10、HDR10+、HLG、Dolby Vision、そしてAdvanced HDR by Technicolorの5つです。

HDR10

最も広くサポートされているのがHDR10です。事実上すべてのHDR対応ディスプレイがHDR10をサポートしており、ほとんどのHDRコンテンツもHDR10で提供されています。他の規格はこの元祖HDRを改良したものであり、HDR10のみに対応しているのは、主に低価格帯の機種です。

HDR10は、UHD解像度規格を定めた業界団体「UHDアライアンス」が策定した比較的シンプルなオープン規格です。テレビがHDR10準拠と認められるには、特定のピーク輝度とコントラスト比の基準を満たす必要があります。

HDRコンテンツには、輝度レベルに関する追加情報である「メタデータ」が埋め込まれていますが、HDR10の場合これは静的(スタティック)メタデータです。つまり、指定された明るさとコントラストの値は、視聴するディスプレイやシーンにかかわらず常に同じです。これは、シーンごとに値を変える動的(ダイナミック)メタデータを採用する規格とは対照的です。

HDR10+

HDR10+はUHDアライアンスではなく、世界最大級のテレビメーカーであるサムスンが定義した規格です。

名前の通り、HDR10+はHDR10をベースに構築されています。動的メタデータを追加することで、HDRの目標値が現在のシーンに応じて設定されるようになりました。サムスンはHDR10+を元祖HDRと同じくオープン規格としており、紙面上の要件を満たせば誰でもこの認証を自社製品に付けることができます。

Dolby Vision(ドルビービジョン)

Dolby Visionは主要なHDR規格の一つで、多くのハイエンドテレビやメディアデバイスが対応しています。たとえば最新世代のXboxシリーズでもDolby Visionがサポートされています。

Dolby Visionはライセンス制の規格のため、認証はHDR10やHDR10+よりも厳格です。テレビなどのデバイスはドルビーの認証試験に合格しなければ、Dolby Visionのロゴを表示できません。

この規格も動的メタデータを使用します。つまり映像は、自分のDolby Vision認証済みテレビの能力に合わせて調整されます。メーカー固有の設定が組み込まれており、Dolby Visionでマスタリングされたコンテンツの表示方法を適切に解釈できるのです。

HLG(ハイブリッドログガンマ)

HLGは、HDR10やDolby Visionとは仕組みが異なります。この規格にはメタデータが存在せず、代わりに計算式によって、SDRのガンマカーブに沿ったHDRディスプレイ上での適切な輝度レベルを算出します。

この規格は放送局向けに開発されたもので、1つの信号をSDRテレビとHDRテレビの両方で再生できるようにするものです。しかし、現在HLGに対応した4Kテレビはごくわずかであり、採用が広がらない限り、将来は不透明です。

Advanced HDR by Technicolor(テクニカラー)

テクニカラーは、映画に興味がある人なら誰でも知っている名前です。同社は映画産業の映像技術の多くを先駆けてきました。

Advanced HDR by Technicolorは、そのノウハウをHDRの世界に持ち込もうとする試みですが、Dolby VisionやHDR10と比べると規模は最小で、苦戦は必至といえます。

さらに厄介なことに、Technicolor HDRファミリーにはSL-HDR1、SL-HDR2、SL-HDR3という3つの規格があります。SL-HDR1はSDRとの後方互換性があり、HLGのように放送用途で有力な選択肢となります。SL-HDR2は動的メタデータを備え、HDR10+やDolby Visionの競合規格です。SL-HDR3はまだ開発中です。

サムスンの最大のライバルであるLGは、テレビにより幅広いHDR規格への対応を盛り込む傾向があり、Technicolorもサポートしています。Philipsブランドのテレビにも、この規格に対応した機種が見られます。

HDRは色の再現にも影響する

HDRはピーク輝度と暗部表現が中心ですが、色にも影響します。HDR動画には余分な輝度データが埋め込まれているため、より多くの色の階調を記録・再現することが可能になるのです。

そのため、優れたHDRディスプレイは、一般的なSDRスクリーンよりも明るく、色彩豊かです。HDR対応でも色再現が劣る理由は他にあることもありますが、実際には、優れた色表現と優れたHDRはセットで進化していく傾向にあります。

HDRの色域

HDR規格に準拠してコンテンツをマスタリングする際には、定められた色域(カラーガマット)があります。Dolby Visionは広色域のREC.2020を採用しています。HDR10はそれより狭いDCI-P3色域ですが、それでも標準HDの色域であるREC.709よりは広くなっています。

ただし、あるHDR規格が広い色域に対応しているからといって、すべてのHDRテレビがその全色域を再現できる、あるいは正確に表示できるわけではありません。スクリーンは特定の色域に対するカバー率(%)で評価されることが多く、数値が高いほど優れています。

HDRコンテンツが必要不可欠

ここまでの説明でお分かりの通り、4K HDRテレビの恩恵を受けるには、HDRコンテンツを入力する必要があります。さらに、その番組や映画が、自分のテレビが対応しているHDR規格でマスタリングされている必要もあります。

たとえばNetflixは、HDR10とDolby Visionの2つのHDR形式でストリーミング配信を行っています。アプリが自動的にテレビとストリーミングデバイスの対応形式を検出し、適切なコンテンツを配信してくれます。多くのストリーミングサービスは少なくともHDR10に対応しており、Amazon Prime VideoはHDR10+に対応し、一部の作品はDolby Visionでも提供されています。

HDRでマスタリングされたパッケージメディアを収集したい場合、選択肢は4K Ultra HD Blu-rayのみです。通常のBlu-rayは1080p解像度までの対応で、HDR情報を収める十分な容量がないためです。もちろん、HDR対応のUHD Blu-rayプレーヤーも別途必要になります。

SDRをHDRに変換する

「変換」によって、SDRコンテンツからさらなる効果を引き出すことも可能です。多くのテレビには、擬似的なHDRを有効にするオプションが備わっており、SDRコンテンツを解析して、テレビのソフトウェアが「もしHDRだったらこうなるはず」と推測して表示します。

結果はテレビごとのアルゴリズム次第でかなり差がありますが、多くの場合、画質の向上が期待できます。

また、最新のXboxシリーズには「Auto HDR」という機能があり、HDR非対応で作られたゲームにHDR情報を後付けできます。効果のほどはゲームごとに異なります。

4K HDRテレビ購入時のチェックポイント

新しいテレビに「4K HDR対応」のラベルが付いていても、期待通りの画質メリットが得られるとは限りません。HDR搭載テレビを選ぶ際には、以下のポイントに注意しましょう。

高度なHDR規格への対応

ほぼすべてのHDRテレビがHDR10に対応していますが、HDR10のみ対応のテレビは避けましょう。少なくともHDR10+、Dolby Vision、またはその両方に対応した機種を選ぶのがおすすめです。現時点でこの2つが最も一般的な規格であり、標準のHDR10からの大きなステップアップとなります。

本物のHDR性能かどうか

4Kテレビの「HDR対応」ラベルは実際何を意味するのでしょうか? 最重要ポイントの一つがピーク輝度です。輝度は「ニト(nit)」という単位で測られ、優れたHDRテレビは通常600ニット以上のピーク輝度を発揮し、ハイエンド機では1000ニット以上に達します。ところが実際には、多くのローエンドテレビは100〜300ニット程度しか出せず、本来のHDR映像を再現できません。

検討中のテレビがHDR表示に十分な明るさを持つかどうかは、RTINGSやConsumer Reportsなど、専用機材で測定を行う第三者媒体のテスト結果を確認するのが確実です。

バックライトとディスプレイ技術

市場には複数のテレビ技術が存在し、それぞれ画像の生成方法や明るさの作り方が異なります。

OLED(有機EL)は、総じて最高のHDRディスプレイです。OLEDは自己発光方式で、画面の各ピクセルが自ら光を放ちます。ピクセルごとに非常に暗くしたり完全に消灯したりできるため、完璧な黒を実現できます。多くのOLEDはそこまで高輝度ではないものの、圧倒的なコントラスト比のおかげで、暗い部屋で視聴すれば素晴らしいHDR映像を楽しめます。

LED液晶テレビは、現在最も一般的なテレビタイプです。液晶は透過型技術で、バックライトの光が液晶パネルを透過することで画像を作ります。このため、ピクセルがオフの状態でもバックライトの光が漏れ、画面を完全に暗くできないという制約があります。

ローカルディミング(区域制御)、QLED、Mini LED、Micro LEDといった新技術は、OLEDの弱点を抱え込むことなく、液晶をOLEDに近づけています。多数のディミングゾーンを持つLEDスクリーンやMini LED搭載モデルは、エッジライト型でディミング非対応のLEDよりも、はるかに優れたHDR映像を描き出せる可能性が高いです。

HDR入力端子の制限に注意

テレビがHDRに対応していて、良好なHDR画質を出せる機種であっても、すべての入力端子でHDRが使えるとは限りません。一部のミドルクラスやローエンドのHDRテレビは、HDMI入力1でのみHDRをサポートしています。

PlayStation 5、Apple TV、Roku、Google TVなど、HDR対応デバイスを複数お持ちの場合、両方でHDRコンテンツを楽しむにはHDMIセレクター(スプリッター/スイッチャー)が必要になることもあります。スマートテレビであれば、テレビ本体で動作するアプリは対応していればHDRで再生されます。

Nintendo SwitchのようなHDR非対応デバイスは、HDR非対応の入力端子に接続しましょう。朗報なのは、HDRに特別なHDMIケーブルが不要な点です。認証済みのHDMIケーブルであればどれでも機能します。

プロのレビューは必ずチェックしよう

専門測定機器を使って実性能を検証している媒体によるプロのレビューを読むことは非常に重要です。カタログ上のスペックが実世界のパフォーマンスと一致しているかどうかは、数分確認するだけでわかります。購入予定の4K HDRテレビが、スペック表の数字どおりの実力を持っているか、必ず確かめてください。

明るい未来へ

ソニー、サムスン、LGといったテレビメーカーは、自社製品へのHDR搭載と複数の競合規格のサポートに力を注いできました。どのHDR規格が最も普及するかはまだ予想がつきませんが、HDR10やDolby Visionに対応していないHDRテレビを買うことは、ほぼあり得ません。

一般消費者がHDRの規格争いをあまり気にする必要はないと私たちは考えています。むしろ重要なのは、検討中のテレビのコアとなるスペックに目を向けるとともに、ゲーム機、セットトップボックス、UHD Blu-rayプレーヤーなど、他のデバイスがそのテレビの対応規格と互換性を持つことを確認することです。