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EOTF（電光変換関数 — PQ / SMPTE ST 2084 + HLG / ITU-R BT.2100 + Gamma 2.2 / 2.4 / BT.1886）

EOTF は映像信号値（コード値）を画面の表示輝度（cd/㎡）へ変換する関数で、HDR の挙動を決める骨格です。HDR では SMPTE ST 2084（PQ・絶対輝度方式・Dolby が策定）と ITU-R BT.2100 の HLG（相対輝度方式・BBC と NHK が共同策定）の 2 系統が中心、SDR では ITU-R BT.1886（ガンマ 2.4 リファレンス）や sRGB / Gamma 2.2 が用いられます。本記事は SMPTE / ITU / BBC R&D / Wikipedia の一次・二次出典のみから整理し、本サイト編集部による個別機種別の EOTF 適合実測は実施していません。

GLOSSARY

用語の概要

別表記 EOTFElectro-Optical Transfer Function電光変換関数PQPerceptual QuantizerSMPTE ST 2084ST 2084HLGHybrid Log-GammaITU-R BT.2100BT.2100BT.2100 PQBT.2100 HLGGamma 2.2Gamma 2.4BT.1886ITU-R BT.1886sRGB EOTFガンマリファレンスホワイト

カテゴリ
ゲーミングモニター
関連用語
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DEFINITION

解説

EOTF（Electro-Optical Transfer Function、電光変換関数） は、映像信号のコード値（0〜255 や 0〜1023 などの整数値）を 画面が表示する実際の輝度（cd/㎡）に変換する関数 です。HDR・SDR を問わず、ディスプレイが「同じ信号をどの明るさで再現するか」を決める骨格の規格層です。

HDR ゲームや HDR 映像の見え方は、HDR / VESA DisplayHDR / HDR10+ Gaming / Dolby Vision Gaming などの上位仕様の前に、どの EOTF を採用しているか で大枠が決まります。本記事は SMPTE / ITU / BBC R&D / Wikipedia の一次・二次出典のみから中立に整理し、本サイト編集部による個別機種別の EOTF 適合実測は実施していません。

EOTF の位置づけ — 信号 → 輝度の対応表

ディスプレイ表示パイプラインは大きく次の 3 層に分かれます。

層役割例
OETF（Opto-Electronic）カメラ・レンダラ側で シーンの光 → 信号値 に変換撮影時のガンマカーブ、HLG OETF
EOTF（Electro-Optical）ディスプレイ側で 信号値 → 画面輝度 に変換PQ EOTF、HLG EOTF、BT.1886
OOTF（Opto-Optical）OETF + EOTF の合成として現れる シーン光 → 表示光 の総括カーブHLG では明示的に規定（ITU-R BT.2100）

つまり EOTF は 「ディスプレイが受け取る信号値をどの cd/㎡ で光らせるか」 を決める関数で、HDR の絶対輝度設計や SDR のガンマ補正の中核となる規格層です。

HDR の 2 系統 — PQ（SMPTE ST 2084）と HLG（ITU-R BT.2100）

HDR-TV 用の EOTF は ITU-R BT.2100 に集約されており、ここに PQ と HLG の 2 系統が並列に規定されています（ITU-R BT.2100 公式）。

系統出典輝度方式開発元想定用途
PQ（Perceptual Quantizer）SMPTE ST 2084 / ITU-R BT.2100絶対輝度方式（コード値 → 0〜10,000 cd/㎡ の絶対値）Dolby LaboratoriesHDR10 / HDR10+ / HDR10+ Gaming / Dolby Vision / Dolby Vision Gaming のベース EOTF
HLG（Hybrid Log-Gamma）ITU-R BT.2100相対輝度方式（信号値 → ディスプレイ最大輝度に対する相対値）BBC R&D + NHK 共同開発テレビ放送 HDR（NHK BS 4K HDR・BBC iPlayer 等）、SDR ディスプレイでも一定の互換表示

PQ（Perceptual Quantizer / SMPTE ST 2084）の特徴

  • 絶対輝度方式：コード値が そのまま cd/㎡（ニト）の絶対値 に対応する（Wikipedia: Perceptual quantizer / ITU-R BT.2100）
  • 0〜10,000 cd/㎡ の輝度範囲を規定（実機ディスプレイの最大輝度はパネルにより大きく異なる）
  • 人間の知覚特性に最適化 したカーブ（Barten モデルに基づく量子化）で、暗部から明部まで知覚的に均等な階調を割り当てる
  • HDR10 / HDR10+ / Dolby Vision の前提 EOTF：これらの規格はメタデータ層は異なるが、信号 → 輝度変換のベースは すべて PQ
  • VESA DisplayHDR 認証（VESA DisplayHDR 公式）も PQ EOTF 適合 を要件に含む

HLG（Hybrid Log-Gamma / ITU-R BT.2100）の特徴

  • 相対輝度方式：信号値は ディスプレイの最大輝度に対する相対値 として解釈される（BBC R&D / Wikipedia: Hybrid log-gamma）
  • 暗部はガンマカーブ、明部は対数カーブ を組み合わせた「ハイブリッド」設計
  • SDR ディスプレイでも一定の互換表示 を狙った設計（PQ のような絶対輝度の前提がないため、SDR 機材で表示しても見えなくはならない）
  • テレビ放送向け に主に使われる：NHK BS 4K HDR、BBC iPlayer の HDR 配信、YouTube HLG 動画など
  • ゲーミングモニター用途では PQ 系統（HDR10）が主流、HLG は仕様欄に明記される場合のみ対応として扱う

SDR の EOTF — Gamma 2.2 / Gamma 2.4 / BT.1886 / sRGB

HDR が普及する以前から SDR ディスプレイは EOTF を持っており、現在も SDR 表示時には次の系統が使われます。

系統出典概要
ITU-R BT.1886ITU-R BT.1886 公式HDTV スタジオ制作の参照 EOTF。Gamma 2.4 ベース で 0% / 100% ブラックレベルを考慮した実装。BT.709（HDTV）信号を扱うリファレンス
Gamma 2.2sRGB の近似カーブ等PC モニター・SDR コンテンツの実装上の慣用カーブ。厳密な sRGB EOTF とは小さく異なるが「ガンマ 2.2」として広く運用される
sRGB EOTFIEC 61966-2-1sRGB 色空間の正式 EOTF。低域に線形領域 + 高域にガンマ約 2.4 のべき乗を組み合わせた区分関数

実機ディスプレイの OSD で「ガンマ 2.2 / 2.4」「BT.1886」「sRGB」といった項目が出てくるのはこれらの SDR EOTF 切替で、HDR 信号（PQ / HLG）が入力された場合は別の自動モードに切り替わるのが一般的な実装です。

リファレンスホワイト — HDR 紙白 203 cd/㎡（BT.2408）

HDR コンテンツの 「紙白（reference white / graphic white）」 はゲーム UI や映画字幕などのベース輝度として参照されますが、これは EOTF とは別レイヤ の運用上の定義 です。

ITU-R BT.2408 公式 は HDR-TV 制作の運用ガイドライン として リファレンスホワイト 203 cd/㎡ を明示しています。

  • これは PQ EOTF 上で約 58% の信号値（10-bit で 約 593 / 1023） に対応する値（BT.2408）
  • ゲーム機側の HDR キャリブレーション（HGiG ガイドライン参照）でも、PS5「HDR を調整する」や Xbox「HDR ゲーム キャリブレーション」で 紙白輝度の項目 が用意されており、BT.2408 の 203 cd/㎡ を起点に各ユーザのディスプレイへ合わせる運用が一般化しています

なお BT.2408 自体は 規格本体ではなく運用レポート の位置づけで、ITU は折に触れて改訂しています — 個別機種の紙白輝度設定はメーカー公式情報を参照してください。

EOTF と上位仕様の関係（HDR10 / HDR10+ Gaming / Dolby Vision Gaming / HGiG）

ゲーミングモニター・TV の仕様欄に並ぶ HDR 関連表記は、EOTF 層 + メタデータ層 + 認証層 に分けて読むと整理しやすくなります。

上位仕様EOTF 層メタデータ関連用語集
HDR10PQ（SMPTE ST 2084）静的メタデータ（MaxCLL / MaxFALL / ST 2086）HDR
HDR10+PQ動的メタデータ（シーン単位）HDR10+ Gaming
HDR10+ GamingPQSource-Side Tone MappingHDR10+ Gaming
Dolby VisionPQ動的メタデータ（Dolby 独自）Dolby Vision Gaming / Dolby Vision 2
Dolby Vision GamingPQ動的メタデータ + Low LatencyDolby Vision Gaming
HLG 放送 HDRHLG（ITU-R BT.2100）静的（OOTF 暗黙）—
VESA DisplayHDRPQ 適合を要件—VESA DisplayHDR
HGiG（ガイドライン）PQ 前提—HGiG

HDR10 / HDR10+ / HDR10+ Gaming / Dolby Vision / Dolby Vision Gaming はすべて PQ EOTF を共有 しており、違いは「メタデータの送り方」と「トーンマッピングの責任分担」にあります。HLG は テレビ放送 HDR 用の別系統 EOTF で、ゲーミング用途では主流ではありません。

仕様欄での読み方 5 例

ゲーミングモニターのメーカー公式仕様欄や本サイト製品ページで EOTF 関連の表記がどう現れるかを 5 例に整理します。

  • 「HDR10 対応」 = PQ EOTF + 静的メタデータ の HDR を受け取れる、という意味。VESA DisplayHDR 認定有無は別レイヤ
  • 「HDR10 / HLG 対応」 = PQ と HLG の 2 系統 EOTF を扱える設計。テレビ機能を兼ねるディスプレイで見られる
  • 「PQ EOTF / Gamma 2.2 / BT.1886 / sRGB を OSD で切替可」 = SDR 入力時の EOTF / ガンマカーブをユーザが選択できる設計
  • 「リファレンスホワイト 203 cd/㎡（HDR 時）」 = BT.2408 運用ガイドラインに沿った紙白輝度設定がプリセットされている
  • 「HDR 信号入力時に PQ EOTF Tracking が ±X% 以内」 = メーカー公称の PQ 適合精度（編集部独自計測ではない）

本サイトの記載基準

本サイトでは EOTF と PQ / HLG / SDR ガンマについて次の基準で扱います。

  1. 数値は AI で生成しない：PQ 0〜10,000 cd/㎡ / 紙白 203 cd/㎡ / Gamma 2.4（BT.1886）/ 2.2 等の値は SMPTE / ITU / BBC R&D / Wikipedia の一次・二次出典で確認できる値のみを記載する
  2. 編集部 EOTF 適合実測なし：本サイトはメーカー公称の EOTF 適合精度や PQ Tracking 値を そのまま転載しない（実機計測機材を持たないため）。記載する場合は メーカー公式仕様欄の引用 に留め、計測値として断定しない
  3. 最上級表現の回避：「最も正確な PQ EOTF」「業界最高 HDR EOTF 適合」等の最上級表現は SMPTE / ITU / VESA / Dolby / BBC R&D いずれも公式に序列を主張していないため使用しない
  4. HDR / HDR10 / HDR10+ Gaming / Dolby Vision Gaming / HGiG / VESA DisplayHDR の独立性：これらは EOTF 層 + メタデータ層 + 認証層 + ガイドライン層が独立した規格群で、相互保証ではない ことを明示する
  5. HLG は放送 HDR の別系統 EOTF：ゲーミング用途では主流ではないため、HLG 対応の表記は メーカー公式仕様にある機種にのみ付与 する
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SOURCES

参照元（一次ソース）

本用語の説明は次の一次ソース（規格団体・メーカー公式資料など）を参照しています。