近些年以來,HDR成為了電視和投影機廠商宣傳的一個新噱頭,曝光率越來越高。但是作為一個新興的技術,很多人其實對它還知之甚少,今天我們就來科普一下,HDR技術到底是什么?
1、高動態(tài)范圍技術深度解析
HDR既是HighDynamicRange的縮寫,翻譯成中文就是高動態(tài)范圍。高這個詞大家都知道是什么意思,所以要解釋HDR是什么,我們應該明確的就是DR,也就是動態(tài)范圍的概念。
其實動態(tài)范圍是一種用數(shù)學方式來描述某個給定場景的亮度層次范圍的技術術語,直白的說就是指一個圖像中最亮處和最暗處之間的比值。HDR技術就是讓圖像明亮的地方更亮,而黑色的地方更黑暗。
HDR技術的應用
人眼所能感受的亮度范圍大概為10-3—106nit,所能感受的瞬時對比度范圍可達10000:1,而目前消費級液晶顯示器的亮度一般在300—400nit左右,其亮度范圍一般為2000:1。因此,人眼的亮度分辨能力遠高于當前主流的顯示設備。而HDR顯示技術就是要提升顯示的亮度范圍,讓我們看到的圖像色彩更加絢麗。
人眼的亮度分辨能力遠高于當前的顯示設備
HDR技術的實現(xiàn)是通過與原來不同的伽馬曲線來完成的,另外目前關于HDR的轉(zhuǎn)換函數(shù)有兩種,一種是電影電視工程師協(xié)會主導的感知量化技術,也就是ST2084,使用該技術的就是DolbyVision,轉(zhuǎn)換方式為電信號轉(zhuǎn)換為光信號(EOFT)。另一種是國際電信聯(lián)盟主導的HLG,使用的轉(zhuǎn)換方式為光信號轉(zhuǎn)換為電信號(OETF)。
2、關于HDR的格式之爭 或許根本就不存在
其實HDR的誕生并不是很久以前的事,2015年8月27日美國消費者技術協(xié)會公布了HDR10標準,嚴格意義上來說從那一天開始HDR才真正走進了我們的生活,就像今天所有的HDR電視都支持這個標準。
HDR畫面
但是HDR10并不是唯一的標準,HDR的標準有四個:DolbyVision、HDR10、HLG和Prime/SL-HDR1。關于這四個標準也有過一番唇槍舌戰(zhàn)。
今天我們就來聊聊之前吵得火熱的格式之爭。首先Prime/SL-HDR1是Technicolor公司與飛利浦合作的一套標準,屬于傳輸定義,我們就不做過多討論了。今天我們主要聊得就是DolbyVision、HDR10、HLG這三個標準,關于這三個標準的參數(shù)區(qū)別大家可以看下圖。
關于HDR三種標準的對比
我們先來說HLG,其實HLG的推出目的很簡單,就是簡化HDR的制作流程。DolbyVision和HDR10遵循的都是電信號轉(zhuǎn)換為光信號,所以后期需要進行內(nèi)容再制作。但是對于24小時播放的電視臺節(jié)目來說,如果把所有的信號都進行HDR編碼,那將會是無比巨大的工作量,顯然這是不現(xiàn)實的。
而相對于DolbyVision和HDR10,HLG的轉(zhuǎn)換方式為光信號轉(zhuǎn)換為電信號,也就是在拍攝的時候就可以直接完成HDR的編碼,后期不再需要耗費大量的精力。因此HLG對于電視節(jié)目來說是非常合適的。
另外從上圖我們可以看到,HLG沒有明確標識亮度范圍,而是采用彈性的百分比,它所提供的動態(tài)范圍為1200%。正是因為這個特點,它對于舊電視或新電視都非常使用。綜上所述,HLG在未來很可能成為HDR電視廣播信號的主流格式。
HLG未來可能成為電視廣播信號的主流格式
關于DolbyVision和HDR10,首先我們要知道的是,它們都遵循ST2084,因此兩者其實可說是同門師兄弟。但是DolbyVision版本可以生成HDR10版本,反過來卻不行。而HDR10是免費授權的通用版本,它的色深為10bits,使用靜態(tài)元數(shù)據(jù),不兼容SDR。
因此可以說HDR10就是制定標準得人為了照顧大部分設備的性能而得出的一個妥協(xié)產(chǎn)物。而DolbyVision采用了雙層編碼技術,在SDR內(nèi)容的基本層上再增加支持HDR的增強層,從而達到兼容SDR的目的。因此在這里我們可以說HDR10就是包含在DolbyVision里面的一個子集。DolbyVision相對于HDR10提供了更多的功能。
在這里我們就可以得出結(jié)論了,所有支持DolbyVision的設備均可以支持HDR10,不存在多HDR格式之間的兼容性問題。而相對于DolbyVision和HDR10,HLG則更加適用于電視信號領域。因此之前吵得火熱的格式之爭或許根本就不存在。
3、實際體驗 HDR技術果然名不虛傳
關于HDR技術,前面我們已經(jīng)聊得夠多了,那么他在實際表現(xiàn)中究竟怎樣呢?經(jīng)常光臨中關村在線投影機頻道的小伙伴們應該還記得,就在前不久,我們對索尼的VPL-VZ1000激光電視進行了一次全面體驗。
這款產(chǎn)品就帶有HDR功能,在現(xiàn)場展示中,我們看到HDR的畫面確實在亮度和色彩表現(xiàn)方面相較于普通湖面有了一個質(zhì)的飛躍。大家可以看下圖。
現(xiàn)場展示中增加了HDR技術的畫面效果有了質(zhì)的飛躍
當然,我們的現(xiàn)場體驗可不僅僅是看看他的現(xiàn)場展示。我們對VPL-VZ1000激光電視的HDR畫面效果進行了現(xiàn)場實拍。從下圖中我們可以看到,左面是HDR功能開啟后的畫面表現(xiàn),右面則是沒有開啟HDR功能的效果。
從圖中可以看出,HDR功能開啟后畫面的對比度更強,亮部細節(jié)更加突出,而暗部的表現(xiàn)則是更加黑暗,同時畫面也更加有感染力。
HDR功能開啟和關閉效果對比(上為開啟)
另外還想在這里和大家分享一下我自己對于HDR的觀影體驗。前一段時間,筆者在杜比影院觀看了《蜘蛛俠:英雄歸來》。
實際的觀影中,首先DolbyVision的畫面確實比普通3D要亮的多,另外不得不說的就是,在融合了HDR技術之后,對比度的確有了一個很明顯的進步,顏色對鮮明,整個畫面非常絢麗多彩。
4、亮度和色彩 HDR未來發(fā)展的重點
未來,HDR肯定將會成為電視與投影機廠商的新賣點,但是如果僅僅是在技術上兼容HDR,而不能在亮度和色域方面達到HDR的要求,實際效果的提升也是微不足道的。
HDR畫面效果的關鍵點還是亮度和色彩
科技的發(fā)展讓我們的生活更加美好
從本質(zhì)而言,HDR其實就是畫面整體亮度范圍的大幅度擴展,而這里面不僅只局限于白色的亮度,還需要牽扯到其他的色彩。就像我們經(jīng)常提到的色域,它其實是一個立體空間,當所有色彩的亮度都得到提升之后,整個色彩空間就能大幅度增加,但是如果僅僅是提升某一點色彩的亮度,是不足以帶動這個空間亮度增加的。
這就是所謂牽一發(fā)而動全身的道理。未來無論是電視還是投影機,想要獲得好的HDR畫面效果,最關鍵的點還是是亮度輸出與色彩表現(xiàn)。色域范圍越廣,亮度越高,就能充分地釋放出HDR高動態(tài)畫面的真正的潛力。
HDR作為一個新崛起的黑科技,大幅的提升了圖像的亮度層次范圍,確實為我們帶來了更加絢麗多彩的畫面,目前這項技術廣泛應用于電影電視等領域,未來在亮度和色域方面取得突破,HDR一定會為我們重新定義電視畫面的。
好了,關于HDR今天就和大家科普到這里,不得不說的是,今天的我們都是幸運的,飛速發(fā)展的科技為我們帶來了過去想象不到的完美觀影體驗。未來,一定會更美好。
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原文標題:科普|高動態(tài)范圍為何犀利 HDR技術深度解析
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