播放HDR視頻需要注意什么

最近兩年HDR這個概念可謂是鋪天蓋地而來，手機也好PC也好電視也好，都拼命往自己頭上扣HDR的帽子。而在某些發(fā)燒友眼中，如果看片子不帶HDR，堪比步兵變騎兵，一下子變得索然無味。然而，新事物往往也伴隨著眾多新坑，特別是在軟硬件環(huán)境復雜的PC平臺，稍有不慎就會摔得臉青鼻腫，播HDR的效果甚至不如播普通的片子。

PC播HDR的大坑有幾何？PC并不是專門為視頻播放設計的機器，和專業(yè)的藍光機等播放器相比，無論是在解碼還是渲染還是輸出方面，在沒有一套一鍵式安裝的成熟方案（傻瓜萬能播放器等）出現(xiàn)之前，往往需要用戶自己手動詳細配置每個環(huán)節(jié)。硬件方面的環(huán)節(jié)，例如HDMI線纜版本等等，以往已經(jīng)說得比較多了。今天，就一起來談談軟件方面播放HDR視頻需要注意什么吧。

正確處理YUV和RGB色彩

如果你有留意過視頻文件的參數(shù)，應該會知道視頻的色彩編碼有不同的類型，最常見的莫過就是YUV和RGB。這到底都意味著什么呢？在數(shù)字時代，要讓計算機能辨認出自然界的顏色，就需要對顏色進行編碼。在RGB體系中，顏色是用紅、綠、藍三種參數(shù)來表示的，例如在PhotoShop中我們可以看到純紅色的編碼是（255，0，0）。

PhotoShop支持多種色彩空間，例如RGB、CMYK等

RGB并不是唯一顏色編碼的方法，顏色不僅僅可以用紅綠藍來混合顯示，還可以用明度、色度和濃度來表示，這種明度色度濃度的顏色編碼方式就是YUV了?；蛟S有的朋友會問，RGB效果就很好，現(xiàn)在連機箱里面的光污染都用RGB燈，為什么顏色的編碼要搞這么多套體系？這和顯示介質(zhì)是息息相關的。

在PC上我們用的電腦屏幕是液晶屏或者OLED屏幕，發(fā)色基礎是RGB三原色像素點，于是配合RGB的色彩空間，能夠比較完美地將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成為可見光。但在電視機上，RGB就不一定適用了。和電腦顯示器相比，電視的歷史更悠久，古老的電視例如黑白電視，顯然是無法兼容RGB信號的。如果使用的是YUV色彩空間，情況就不同了，黑白電視只需顯示YUV色彩空間的明度信號即可完美兼容。由于這個歷史原因，視頻特別是源于光盤、廣播電視信號的視頻，基本上都使用YUV色彩空間，直到今天也依然如此。

配合電視工作的設備，一般支持輸出YUV，例如PS4

現(xiàn)在的HDR視頻不少都來源于UHD BD光盤，因此將YUV信號轉(zhuǎn)換成為RGB信號，也成為了HDR視頻播放當中必不可少的一環(huán)。但遺憾的是，Windows自帶的EVR渲染器（Enhanced Video Renderer）在這方面的表現(xiàn)不怎么理想，如果解碼器輸出YUV信號到EVR進行渲染，那么EVR只會進行低精度的轉(zhuǎn)換，大大影響畫質(zhì)。HDR視頻的色彩較為豐富，負面影響尤為明顯。

要如何來解決這個問題呢？有兩個思路。

第一個思路，讓解碼器只輸入RGB 8bit信號到EVR中，不讓EVR參與YUV→RGB的轉(zhuǎn)換。我們需要借助LAV解碼器來實現(xiàn)這點。

視頻播放器要播放一個視頻，流程通常是視頻分離器（分離視頻流、音頻流、字幕等）→解碼器（解碼視頻、音頻）→渲染器（渲染出最終圖像），YUV轉(zhuǎn)換成RGB這一步，可以發(fā)生在解碼步驟當中，也可以發(fā)生在渲染步驟當中。既然渲染器不給力，那就讓解碼器來做。

LAV是目前PC上最強勁的解碼器，可貴的是它是開源免費的。我們可以點此進入LAV的GitHub項目中下載相應版本，可以下載安裝包也可以下載ZIP包的綠色版。

按照實際情況和個人喜歡選擇最新版即可

如何讓播放器使用LAV解碼？以PotPlayer為例，在PotPlayer的“全局濾鏡優(yōu)先權”一欄，添加系統(tǒng)濾鏡或者外部濾鏡（取決于你使用LAV安裝包還是綠色版，下文以綠色版為例）。將LAV綠色版壓縮包解壓到一個文件夾，目錄不要含中文，添加當中的“LAVVideo．a(chǎn)x”就可以添加LAV視頻解碼器了。

找到PotPlayer的“全局濾鏡優(yōu)先權”

添加“LAVVideo．a(chǎn)x”為外部濾鏡

接著，將PotPlayer當中的“LAV Video Decoder”設置為強制使用，雙擊進入設置。

選擇“強制使用”

可以在“Output Formats”一欄看到各種輸出格式。這時候只勾選RGB32、RGB24兩個即可，其他都取消勾選。保存設置，如此一來播放器解碼的時候就只會輸出RGB 8bit信號，EVR渲染器就不會做低質(zhì)量的轉(zhuǎn)換處理了。

只保留8－bit的RGB輸出

第二個思路，就是換用更好的渲染器，例如madVR。madVR是PC上畫質(zhì)最好的視頻渲染器，可以高質(zhì)量地處理YUV→RGB轉(zhuǎn)換。關于madVR渲染器的使用將會在下面提到，這里先不詳細展開。

如何順利解碼10bit

如果大家有留意，應該會發(fā)現(xiàn)很多HDR視頻的色深都是10bit?，F(xiàn)在流行的視頻普遍以8bit居多，10bit視頻對比8bit，灰階更加平滑，同樣畫質(zhì)的視頻體積更小，但與此同時解碼所需要的性能也提高了不少。

10bit對畫質(zhì)的提升是有正面意義的，為什么HDR視頻會使用10bit？這主要還是因為藍光聯(lián)盟的推動。HDR視頻之所以流行，是由于在2015年藍光聯(lián)盟正式確定了UHD BD的規(guī)格，之后兩三年越來越多的片子推出了UHD BD碟片。而UHD BD內(nèi)的片子規(guī)格有幾個關鍵點，分別是H．265（HEVC）的編碼，10－bit色深以及HDR色彩（高達BT．2020色域）。因此，10bit色深這個規(guī)格越來越多地出現(xiàn)在了各種視頻當中。

一個典型的原盤HDR視頻，參數(shù)包括HEVC編碼、10bit色深、BT．2020色域、YUV 4：2：0色彩空間

如果你的CPU足夠強勁，那么可以使用軟解來播放10bit視頻，和硬解相比這也更不容易出錯。但是如果你覺得視頻卡頓，恐怕就需要考慮硬解了。如何才能正確硬解10bit視頻？首先得判斷顯卡是否有能力支持10bit視頻的硬解。

硬解和GPU相關，先來說說NV方面。NV的硬解技術為PureVideo，要比較好地解碼4K HEVC 10－bit視頻，需要PureVideo VP7或以上規(guī)格的技術。那么有什么NV顯卡支持這個規(guī)格呢？到了帕斯卡這一代，包括GP102、GP104、GP106、GP107、GP108核心，全部都配備了PureVideo VP8，硬解4K HEVC 10－bit視頻無壓力；但上一代就比較詭異了，只有GM206（包括GTX 950、GTX 960）支持PureVideo VP7，其他都只支持VP6。

GTX 900系列只有GTX 950、960支持4K HEVC 10－bit硬解，GTX 1000系列全支持

再來說說AMD的GPU。AMD GPU的硬解技術是UVD，只有UVD 6．3或以上的版本，才能夠硬解4K HEVC 10－bit視頻。AMD的獨顯目前只有RX 400系列、RX 500、Vega系列有能力硬解，以及Stoney Ridge之后的APU可以硬解。

Intel的GPU硬解技術是Intel Quick Sync Video，只有Broxton（最新一代Atom，已停產(chǎn)），以及Kaby Lake（第七代酷睿）及更新的產(chǎn)品線能夠硬解4K HEVC 10－bit視頻。

Intel只有Kaby Lake之后的產(chǎn)品可完美硬解4K HEVC 10－bit視頻

除了看型號，還有一個最簡單的判斷GPU是否可以硬解4K HEVC 10－bit視頻的方法——使用DXVAChecker這款小軟件即可。如果看到“HEVC＿VLD＿Main10”一欄中有顯示“4K”或者“QFHD”，那就說明GPU可以硬解4K HEVC 10－bit視頻。

DXVAChecker，可檢查硬解的支持情況

接著，需要正確配置解碼器，這里仍以LAV解碼器為例，這是目前能比較好地解碼10bit的解碼器。在LAV解碼器當中，可以在“Hardware Acceleration”處選擇硬解方式，目前常用的一般是兩種硬解，一種是“DXVA2（native）”，另一種是“DXVA2（copy－back）”。

如果軟解性能不夠，需要硬解，推薦使用DXVA2 copy－back

這兩種硬解的區(qū)別在于，native會把數(shù)據(jù)完全交給GPU處理，而copy－back會多出一個回傳到內(nèi)存給CPU處理的步驟。從效率的角度來說，native會更高一些。但是，如果要硬解10bit視頻，并不推薦使用native。

一來，使用DXVA native硬解，某些GPU解碼可能會出現(xiàn)問題，例如AMD RX顯卡用native解碼10bit可能會出問題，但NV的GTX10X0就不會，你很難判斷到底某顯卡用native解碼能不能正常工作，用copy－back大家都是沒問題的。二來使用native解碼會強制使用YUV輸出（在LAV設置了RGB輸出也不行），如果使用EVR渲染器畫質(zhì)會比較差。

因此，如果你想要用顯卡硬解10bit視頻，那么推薦使用LAV解碼器當中的DXVA2 copy－back硬解方式。如果性能足夠強勁，還是推薦使用CPU軟解，最不容易出錯。無論哪種硬解，都只對色彩空間是YUV 4：2：0的視頻有效，遇到YUV 4：4：4之類的高規(guī)格還是會軟解的。與此同時，如果用madVR渲染的話還要注意版本，madVR在0．9之后的版本才開始支持DXVA YUV 4：2：0的10bit解碼輸入。另外，軟解雖然費CPU，但也可以把更多的GPU資源留給madVR渲染器，以獲取更高的畫質(zhì)，因此如果CPU性能夠強，還是軟解更合適。

播放HDR如何才能不偏色

BT．2020 HDR色域轉(zhuǎn)換BT．709 SDR色域

前面說到，HDR視頻的色域是BT．2020，這是一個廣色域。色域越廣，色彩往往越豐富，因此HDR的片子往往會艷麗很多。但是，現(xiàn)在的電腦顯示器未必都可以支持BT．2020色域，絕大多數(shù)的顯示器只能支持色域BT．709（SDR級別色域）。此情此景下，如果直接播放HDR視頻，那么色彩甚至會比普通的視頻更加黯淡。要怎樣才能獲得比較好的效果？色域的轉(zhuǎn)換處理必不可少。

直接在SDR屏幕播放HDR視頻，會非常黯淡

經(jīng)由精確的色域轉(zhuǎn)換后，色彩才會變得正常

要讓HDR視頻在普通屏幕上也變得明亮鮮活，需要將BT．2020色域進行精確轉(zhuǎn)換，而不是簡單粗暴砍成BT．709。這時候，渲染器所起到的作用就相當關鍵了。怎樣的渲染器才能比較好地進行色域轉(zhuǎn)換處理？madVR是最好的選擇。

madVR是PC平臺上最好的視頻渲染器，沒有之一。在比較早的時候，madVR已經(jīng)加入了BT．2020色域轉(zhuǎn)換的選項；而在近期版本，madVR還出現(xiàn)了專門的“HDR選項卡”，在當中就可以設置將HDR色域處理成普通的SDR色彩了。

在官網(wǎng)下載madVR即可，可以看到它支持眾多播放器，這里仍以PotPlayer為例

我們首先需要把madVR設置為播放器的渲染器，這里仍然以PotPlayer為例。madVR目前只有綠色版，點此進入官網(wǎng)下載，之后將madVR解壓到一個文件目錄當中。在PotPlayer“全局濾鏡優(yōu)先權”一欄添加外部濾鏡，接著添加madVR目錄當中的“madVR．a(chǎn)x”或者“madVR64．a(chǎn)x”（取決于系統(tǒng)是否64位），然后將madVR設置為強制使用，雙擊進行配置。

強制使用madVR作渲染器

在madVR“devices”當中，可以看到當前的顯示器，然后展開顯示器的菜單，可以看到“hdr”選項。如果你的顯示器是非HDR的，那么選中“convert HDR content to SDR by using pixel shader math”即可。如果你信得過軟件自動識別，那么也可以選擇“l(fā)et madVR decide”，一般情況下還是靠譜的。

madVR可以較好地處理色域轉(zhuǎn)換，不想折騰選擇自動即可

這里可以講一下madVR這里幾個關于HDR色域轉(zhuǎn)換的選項，其他選項在什么情況下用得著？如果你用的是支持HDR的屏幕，例如某些電視機或者高端顯示器，那么可以選擇“passthrough HDR content to the display”，這樣會直接把HDR不經(jīng)由轉(zhuǎn)換，原封不動地進行輸出。而如果你用的是廣色域屏幕但色域不是BT．2020，例如色域是Adobe 99％的設計專用屏幕，可以選擇“process HDR content by using pixel shader math”，這樣HDR色彩會經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理，顯示更加準確。

而如果你的屏幕經(jīng)過校色儀校準，并且讓校色軟件（例如DispalyCal）生成了3DLUT校色檔案，并且校色軟件支持將其輸出到madVR當中，那么可以選擇選項后帶有“using an external 3DLUT”的選項，一般情況下就不要選了。

HDR顯示器直接播放HDR真的沒問題嗎？

前面提到，madVR是支持輸出HDR信號的，如果你的顯示器支持HDR，那么是不是就應該讓madVR輸出HDR？并不一定！雖然很多顯示器支持HDR，但效果并不好，貿(mào)然使用HDR輸出，畫質(zhì)甚至不如將HDR轉(zhuǎn)換為SDR再輸出好。

不是所有HDR顯示屏都有足夠的亮度去實現(xiàn)好的HDR效果的，300cd／m？不到的亮度效果可想而知

現(xiàn)在某些顯示器聲稱支持HDR，但亮度等關鍵參數(shù)并不出彩。如果使用這些設備放映HDR視頻，往往會自動切換到HDR模式，反而造成亮度下降、偏色等一系列問題。因此，這類較低端的HDR屏幕使用轉(zhuǎn)換過色域的畫面，效果反而會更好。

不僅如此，在HDR模式下可能還會嚴重偏色，還不如將HDR視頻轉(zhuǎn)換為SDR后再播放效果好

毫無疑問，用madVR來處理HDR色域轉(zhuǎn)換是必不可少的方案。而使用madVR還有一個好處，那就是它能夠精確地進行YUV和RGB色彩空間的轉(zhuǎn)換。就算解碼器輸出的是YUV信號，也能夠轉(zhuǎn)換成為高質(zhì)量的RGB信號，比Windows的EVR不知搞到哪里去。madVR唯一的缺點就是比較吃GPU資源，如果你的硬件足夠強勁，用的是目前主流的顯卡，那么madVR值得強烈推薦。

聲道：杜比全景聲映射為雙聲道立體聲

說了不少和畫面相關的內(nèi)容，再來說說聲音相關的吧。如果HDR視頻源自UHD BD，那么往往還會帶有多聲道。特別是杜比視界HDR，基本上都是和杜比全景聲搭配的。如果直接播放這類片子，而輸出設備只是普通的2．0、2．1音箱甚至只是耳機，那么聲音可能就會出現(xiàn)破音等失真的情況，這又是一個很多人不曾注意的坑。

HDR視頻往往搭配多聲道，直接用耳機播放可能會出現(xiàn)破音、干音等失真

怎么辦？其實LAV濾鏡也提供了解決方案。仍然以PotPlayer為例，將“LAVAudio．a(chǎn)x”添加到PotPlayer當中并設置強制使用，然后雙擊“LAV Audio Decoder”進行配置。

添加LAV Audio Decoder并強制使用

點擊“Mixing”選項卡，這里面的功能是和混響相關的，可以將多聲道混響為雙聲道的立體聲。勾選“Enable Mixing”，并選擇“Stereo”，然后確保“LFE Mix Level”數(shù)值為0即可。如此一來，就算用雙聲道的音箱、耳機播放環(huán)繞聲的HDR視頻，也不會出現(xiàn)破音等情況了。

設置將聲音混響為雙聲道立體聲

AACS 2．0：正版HDR輸出需要SGX

前面提到，不少HDR視頻都是源自于UHD BD，因此一些發(fā)燒友也會直接購買正版的UHD BD碟片觀看。但是，如果用電腦配合UHD BD光驅(qū)來播放正版HDR影片，需要講究的地方也不少，一不小心也會掉到坑里面。

首先，播放軟件不能使用PotPlayer這樣普通的播放器了。正版的UHD BD帶有AACS 2．0防盜版技術，需要經(jīng)由認證的軟件才能播放。目前只有正版的PowerDVD才可以播放UHD BD，破解版的無法播放。這個軟件并不便宜，支持UHD BD的版本售價為580元人民幣。不過購買某些UHD BD光驅(qū)，可能會獲贈這一軟件，大家可以留意廠商活動和產(chǎn)品說明。

要播放正版UHD BD，需要正版PowerDVD

其次，要播放正版UHD BD光盤還需要CPU支持SGX。該技術是英特爾特有，而且只存在于部分Kaby Lake以及Sky Lake之后的CPU中（點此查看支持SGX CPU列表 ），AMD所有平臺、英特爾的X99等其他平臺的CPU一律無法播放版權限制的UHD BD。要看正版4K HDR藍光碟，A飯是當不成了。

正版UHD BD需要CPU支持SGX

總結

HDR視頻日漸流行，但距離全面普及顯然還有一大段距離。現(xiàn)在使用電腦播放HDR視頻仍需要細心料理每一個環(huán)節(jié)，效果才能比較令人滿意。希望有越來越多成熟方案出現(xiàn)，有朝一日大家都能輕松感受到到HDR視頻的精彩之處吧。