 |
ハイダイナミックレンジイメージ（英語:High Dynamic Range Image、ハイダイナミックレンジ画像）は、高い輝度幅（ハイダイナミックレンジ、HDR）を持つ画像のことである。デジタル画像用語。頭文字からHDRIやHDR画像とも言う。
ハイダイナミックレンジ（HDR）画像は輝度幅が広く、実際の明るさを表現することが可能であるため、照明シミュレーションや3次元コンピュータグラフィックス（3DCG）、コンピュータゲームなどに使われている。
HDR画像で使われるHalf Float（FP16）や各色12ビットのPQカーブ（SMPTE ST 2084）は、ディザリング処理が無くてもカラーバンディング（英語版）が見えないようになっている[1]。
非ハイダイナミックレンジ（スタンダードダイナミックレンジ、SDR）の画像形式は、ブラウン管（CRT）のディスプレイで表示する際に十分な明暗や色のデータを持つよう設計されてきた。そのため、画像の色空間はsRGB色空間（ガンマ約2.2、黒色点輝度1cd/m2[2]、白色点輝度80cd/m2[2]）やRec. 709色空間（ガンマ2.4[3]、白色点輝度100cd/m2[3]）となっていた。1998年、Adobeはよりダイナミックレンジの広いAdobe RGB色空間（英語版）（ガンマ約2.2[4]、黒色点輝度0.5557cd/m2[4]、白色点輝度160cd/m2[4]）をPhotoshopに搭載し、その色空間は印刷業界で標準的に使われるようになった。なお、トーンマッピング（英語版）や露光融合（英語版）などによりハイダイナミックレンジデータをSDR画像形式へと詰め込むことも行われている。
一方、建築可視化や3DCGにおいては、現実の照明をコンピューター上で再現するために、現実世界の明暗（闇夜から太陽光まで）の記録が必要となった。そのため、照明シミュレーションソフトウェア「Radiance（英語版）」において、独自ハイダイナミックレンジ画像であるRadiance HDR形式（英語版）（*.hdr）が作られた。Radiance HDR形式は浮動小数点数を元にしているものの、その指数を赤（R）/緑（G）/青（B）の三色で共有している（RGBE方式）ため、精度の問題が存在した[5]。一方、TIFF形式は32bit浮動小数点数画像に対応していたものの、サイズが大きいという欠点があった。インダストリアル・ライト&マジック（ILM）社は新たに16bit浮動小数点数画像（Half Float）へと対応するOpenEXR形式を開発し、1999年にそれをオープンソースとして公開した。その後、Adobeは同社のTIFF実装を拡張して、OpenEXRと同等のHalf Float画像へと対応させた[6]。浮動小数点数を元にしたHDR画像形式はリニアガンマ（ガンマ1.0）が基本となっている。
ゲームにおいてもHDRのレンダーパイプラインが使われるようになり、テクスチャマッピングに向けてHDRテクスチャ圧縮方式のBC6H（Direct3D 11以降）[7] / BPTC FLOAT（OpenGL 4.2以降[注釈 1][8]）[9]が登場した。ファイル形式は一般的なテクスチャと同じDDS形式やKTX形式となる。
また、フィルムのデジタル加工（デジタル・インターミディエイト）のために、フィルムの特性に合うLogガンマを用いた画像形式が登場した。CineonシステムのためにCineon形式（.cin）が作られ、それが標準化されてDigital Picture Exchange（DPX）形式となった。これらは一般的なSDR画像より輝度幅が広いものの、一般的なHDR画像より輝度幅が狭いため、ミディアムダイナミックレンジ（MDR）形式と呼ばれている[10][11]。また、Logガンマをハイダイナミックレンジに適用させた形式として、Logluv TIFF（英語版）が登場した。Logガンマの掛かった画像は基本的に、加工の前にルックアップテーブル（LUT）などでリニアガンマ（ガンマ1.0）へと戻す必要がある。
2010年代になると民生用のHDRディスプレイが登場し、スマートフォンにもHDRディスプレイが搭載されるようになり、HEIF形式[12]（*.heif/*.heic）やAVIF形式[13]（*.avif）、JPEG XL形式（*.jxl）などのHDRへと対応する一般的な画像形式が登場した。これらは知覚に基づくPQカーブ（SMPTE ST 2084）などを用いており、加工向けではなく表示向けとなっている。
また、TIFF形式にも浮動小数点数のHDR画像データを入れることが可能となっている（通称「Floating Point TIFF」）。対応するかはソフトウェアにより異なる。
 | この項目は、コンピュータに関連した書きかけの項目です。この項目を加筆・訂正などしてくださる協力者を求めています（PJ:コンピュータ/P:コンピュータ）。 |