HDR和SDR比拟
什么是HDR?大略来说,HDR(高动态范围)区分于SDR(标准动态范围),紧张办理图像或视频较暗或较亮的地方细节丢失的问题,并为支持更多和比拟度色彩带来可能性。

要理解HDR的主要性要从视频质量的五要素提及, 这五个要素共同决定电视能呈现的内容和现实情形(或导演想要的)的程度,从SDR到HDR这五个要素都得到非常大的提升:

电视画质五要素
上图中五个要素描述的可以是电视面板的本色,也可以是喂饱电视的视频内容。随着较新OLED、QLED和其他局部背光电视的涌现,电视面板本身支持的色彩和比拟度范围正在扩大,而SDR格式却无法充分利用这些技能进行改进,由于SDR视频旗子暗记中只有有限的色彩和比拟度信息。
HDR格式的视频在4K@60Hz以上的根本扩展了比拟度和色彩的范围(包括色域和色彩数量)。图像通亮部分可以变得更亮,暗的地方可以变的更暗,同时保留各自的细节和丰富的颜色。
HDR大大扩展了比拟度和色彩范围
上图给出了BT.2020广播电视标准(HDR)和BT.709(SDR)的直不雅观比拟,竖直Y轴表示比拟度范围,有百倍增长;水平方向的xy表示色彩范围也扩大了不少。
HDR的事情事理HDR在运用于电视、智好手机和打算机显示器设备之前,已用于静态拍照。相机拍摄的照片可能比眼睛瞥见的图像更暗或更亮,如果图像曝光过度,则会丢失较亮部分的颜色信息;同样,当图像曝光不敷时,较暗部分的真彩色信息也会丢失。
办理这个问题的方法是拍摄多张不同曝光程度的照片,留下各张照片里适当曝光部分的信息,组成一张比拟度范围更广HDR的照片,最大限度保留最亮和最暗部分的细节。
HDR的照片技能事理
HDR视频的事情事理与HDR照片略有不同,视频内容同样由不同曝光程度的素材合成并保留细节,实际亮度水平其余由元数据metadata承载,(这个过程叫tone-mapping),播放时(兼容的)电视再根据元数据还原视频的真实亮度水平。从而供应更全面的色彩和比拟度范围,图像质量更靠近肉眼所见,这是整体图像细节的担保。
怎么区分真假HDR电视?如今HDR已然成为高端电视的代名词,一台电视要支持HDR最主要的是面板要达到HDR规格,然而目前市情上大部分宣扬支持HDR的电视都只是做到HDR解码而已,HDR芯片配普通面板会有提升但是比较有限,一定要把稳甄别。
在HDR标准方面对时没有统一或者威信的标准,电子技能标准化研究院认证中央(CESI)推出的《HDR显示技能认证规范》是海内首个HDR标准, 该标准从输入旗子暗记、动态范围、色域、峰值亮度、玄色亮度等方面规定支持HDR技能的电视该当符合的规格。
《HDR显示技能认证规范》
个中峰值亮度是消费者最好识别(也是最主要)的指标,OLED电视哀求540nit以上,LCD电视哀求800nit以上;险些可以肯定的是,市情上没有标明峰值亮度的电视都是假HDR电视。
其余控黑能力也很主要,玄色亮度要低于一定水平,图像才会有暗部细节,量子点QLED、OLED或其他有区域控光能力的电视控黑能力最好,如果要真HDR请只管即便选购这些电视。
各种HDR格式便是没有统一的HDR电视规格标准一样,HDR格式也没有统一。实际上,目前有五种竞争的HDR格式:HDR10,Dolby Vision(杜比视界),HLG,HDR10 +和Technicolor Advanced HDR(特艺HDR)。现在让我们看一下每种HDR格式,以理解它们之间的差异。
HDR10HDR10是迄今为止利用最广泛的格式,也是HDR的根本标准,所有HDR电视都会支持HDR10。HDR10它是开源的,任何制造商都可以在不支付容许费的情形下在自己的电视上利用它,并且它得到了多个紧张的行业标准机构的官方支持,例如UHD同盟。HDR10可以实现HDR带来的许多图像质量改进,但是它不像其他一些HDR格式那样高等。
HDR10利用10bit色彩位深,可供应数10.7亿种颜色,比较用于SDR的8bit位深只能只用1677万种颜色。
虽然提升巨大,但是来自夏普的高端电视型号已经开始采取12bit面板了。从亮度(和比拟度)的角度来看,HDR10的最大亮度为1000尼特。这是我们开始看到HDR10的局限性的地方:由于来自三星等厂商的高端HDR电视峰值亮度已经远超1000尼特。
HDR视频包含“元数据”,元数据包含视频拍摄时的真实亮度水平,电视根据元数据还原视频。HDR10利用相称大略的方法,每个视频只包含一组元数据。这便是所谓的“静态”元数据,它是一种添加HDR所需的额外信息的有效,低带宽的办法,但与杜比视界利用的动态元数据比较,它也受到限定。
杜比视界杜比视界效果图
杜比视界(Dolby Vision)是杜比实验室(Dolby Labs)开拓和容许发行的专有HDR格式。就强大的技能力量而言,杜比视界在面向未来的方面具有明显的上风,这种上风也可以在当前的电视机中得到表示。杜比视界(Dolby Vision)支持12bit色彩位深,从而将可用色彩的数量扩展到680亿种。它还具有更高的理论亮度:高达10000尼特。这意味着杜比视界格式的内容可以充分利用将来可能制造的更通亮的显示器。
当然,现在还没有HDR内容可以靠近该格式在颜色或亮度上的最大限定,但这仅意味着Dolby Vision有很大的发展空间。
杜比视界用动态元数据携带视频的原始色彩和真实亮度信息,据此来调度每个场景乃至每一帧的色彩和亮度。这须要大量的附加信息(或码率),但内容看起来比HDR10更好,更靠近电影制片人在制作电影或演出时所创造的内容。
末了,杜比视界(Dolby Vision)内容还包含有紧张拍摄设备的信息。根据此信息您的电视可以自动重新校准其某些显示设置,以抵消拍摄设备和家用电视之间的差异。
由于杜比视界须要支付容许费利用,因此并非所有HDR电视都支持此格式。要体验真杜比视界,您既须要杜比视界格式的内容,又须要可以显示它的设备。
在内容方面,您会创造杜比视界在4K UHD蓝光,Apple TV +和Disney +等流媒体做事以及LG、Vizio、TCL、索尼和苹果等品牌的许多电视和设备上供应了广泛且不断增长的支持,
虽然杜比视界在规格上比HDR10高等,但是杜比视界(Dolby Vision)的问世和发展却早于HDR10。
HDR10 +HDR10+的LOGO
杜比视界(Dolby Vision)优于HDR10,但是容许费的困境匆匆使三星领导的一组公司开拓了开源的HDR格式,该格式共享了杜比视界的许多优点,但不收取用度,这便是HDR10 +。与杜比视界(Dolby Vision)一样,它支持动态元数据,许可高达达4000尼特的亮度,但保留了HDR10的10bit色彩位深。
目前只有三星,松下和飞利浦生产HDR10 +兼容的电视。亚马逊的4K Fire TV流媒体棒是支持该格式的极少数流媒体设备之一。
HDR10 +已开始在4K UHD蓝光上利用,但到目前为止,只有约100部电影利用了HDR10 +,在流视频做事上乃至更少见。
其他HDR格式目前,杜比视界、HDR10(以及发展中的HDR10 +)被视为HDR的两个最大玩家,但我们还该当提到其余两种HDR格式。
稠浊对数伽马(HLG)格式是BBC与日本广播公司NHK之间的互助伙伴关系而产生的格式,只管它也可以用于预先录制的内容,但相对来说它着重于实况广播。
与HDR10,HDR10 +和Dolby Vision不同,HLG不该用元数据,而是在用对数曲线(logarithmic curve)替代其伽马(Gamma Curve)曲线的后半部分, 因此它与 SDR 显示器和 HDR 电视兼容,以此来提高比拟度和色彩范围。但缺陷也很明显,HLG内容在不同电视上可能看到不同亮度和色彩,由于有些电视乃至不知道自己在播放HDR内容。
特艺(Technicolor)是HDR的早期参与者, 特艺的Advanced HDR有三个分支:
SL-HDR1:Single-Layer HDR1最有趣。它实质上是SDR旗子暗记,但旗子暗记内隐蔽有的HDR元数据(与HLG类似)。因而SL-HDR1内容不但兼容SDR电视,在支持的HDR电视上播放时还能以HDR元数据还原其亮度和色彩。
特艺SL-HDR1 HDR的事情事理
SL-HDR2是完全的HDR旗子暗记,利用动态元数据,类似HDR10+和杜比视界;
SL-HDR3以HLG为根本添加了动态元数据,而且符合ATSC 3.0广播标准,更适宜直播。
HDR内容UHD超高清蓝光是最精良的HDR内容,也是选购HDR电视的紧张目的。险些所有好莱坞大片都会发行HDR兼容的版本。
流媒体方面,国外有Netflix网飞、亚马逊Prime视频、迪士尼+、iTunes、Apple TV+等平台供应HDR内容的在线直播;海内刚刚起步,只有索尼内置的华数TV和腾讯视频支持4K HDR流媒体做事,但后者内容比较少。
HDR值得吗?从高清过渡到4K之后,HDR是对家庭视频不雅观看体验最故意义的升级,也绝对是电视未来的核心功能。它将使我们更深入地欣赏我们喜好不雅观看的电影和电视剧,创造出比以往任何时候都更逼真的影像。








