全新的HDR在數(shù)字影像技術(shù)流程中的實(shí)踐應(yīng)用

范嵬瑋

（作者單位：吉林藝術(shù)學(xué)院新媒體學(xué)院）

全新的HDR在數(shù)字影像技術(shù)流程中的實(shí)踐應(yīng)用

范嵬瑋

（作者單位：吉林藝術(shù)學(xué)院新媒體學(xué)院）

2016年會(huì)成為HDR之年嗎？這句話是現(xiàn)在業(yè)界討論最多的話題，HDR技術(shù)也是即將全面代替4K技術(shù)的一次新的數(shù)字技術(shù)革命。HDR技術(shù)也將成為新的國際標(biāo)準(zhǔn)化，并且在2016年達(dá)到產(chǎn)業(yè)化。2016年，HDR技術(shù)通過電視新品來帶動(dòng)消費(fèi)電子。HDR技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化其實(shí)早就有了較為成熟的概念。在這些概念下也催生出HDR圖像拾取，HDR圖像調(diào)整，HDR圖像顯示等幾方面，來完成HDR圖像的豐富和逼真程度。

HDR；SMPTE；ST-2084；Dolby Vision；UHD

1 HDR概念梳理與HDR標(biāo)準(zhǔn)

HDR（High Dynamic Range）“高動(dòng)態(tài)范圍”的首字母縮寫，它代表著對比度高于“普通”畫面。SDR（Standard Dynamic Range）“標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍”的首字母縮寫，目前在電影院和電視屏幕上看到的都是標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍對比度的普通畫面。

1.1 顯示亮度

那么如何定義HDR顯示標(biāo)準(zhǔn)呢？根據(jù)顯示設(shè)備上的EOTF（電光傳輸函數(shù)）和OETF（光電傳輸函數(shù)）的不同，EOTF主要是在顯示上定義標(biāo)準(zhǔn)，OETF則是攝影機(jī)在影像拾取上定義。PQ（感知量化）傳輸曲線SMPTE ST-2084，它已經(jīng)是HDR顯示的EOTF的新標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過測試ITU-R 1886和PQ，后者絕對亮度最大值達(dá)到了10 000 nits，而后者亮度最大值為100 nits。ITU-R 2100混合對數(shù)伽馬曲線（HLG）與PQ相比，前者亮度最大值為1000 nits。因此ITU標(biāo)準(zhǔn)定義了兩種不同的HDR顯示。HLG成為電視傳輸曲線的標(biāo)準(zhǔn)。Dolby Vision是一套“高品質(zhì)、高動(dòng)態(tài)范圍與廣色域的娛樂內(nèi)容輸出系統(tǒng)”。目前現(xiàn)階段它使用（SMPTE ST-2084）。Dolby Vision的亮度范圍在0～10 000 nits，而現(xiàn)今的顯示技術(shù)（截止2016年）Dolby Vision母帶顯示器亮度范圍在0.005～4 000 nits。Dolby Vision放映系統(tǒng)中放映機(jī)對比度更高，亮度更高，色彩范圍也越寬廣。Dolby Vision也將是新的院線標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 顯示色域

UHD聯(lián)盟是由制造商、影業(yè)公司和內(nèi)容發(fā)行商組成的共同體，聯(lián)盟負(fù)責(zé)制定標(biāo)準(zhǔn)。ARRI是UHD聯(lián)盟成員。ITU-R BT.709是HDTV的編碼色彩空間，電視機(jī)、計(jì)算機(jī)顯示器和監(jiān)視器都支持Rec.709的色彩空間。而ITU-R BT.2020編碼色彩空間是比Rec.709大的色域。并且被UHD聯(lián)盟認(rèn)證了Ultra HD Premium，提出必須滿足最低的UHD參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。色彩空間：BT.2020；母帶顯示、內(nèi)容傳輸方式、回放顯示都是SMPTE ST-2084。也就是說這臺(tái)電視機(jī)的色域不能低于DCI-P3色域的90%。即便是OLED技術(shù)亮度最高達(dá)到1000nits。DCI-P3是數(shù)字放映機(jī)色彩空間，它覆蓋大約72.9%的Rec.2020色域，隨著顯示設(shè)備和激光技術(shù)的進(jìn)化，不僅在UHD電視機(jī)領(lǐng)域，Rec.2020都有可能替代DCI-P3。

2 HDR圖像拾取

電影和電視領(lǐng)域的HDR屬于UHD標(biāo)準(zhǔn)的范疇，是一種技術(shù)的提升。且能夠記錄、顯示亮部和暗部的細(xì)節(jié)。所以必須采用很高寬容度的傳感器，讓HDR圖像更為豐富，畫面更為逼真。ARRI數(shù)字?jǐn)z影機(jī)錄制ARRIRAW格式帶有LOG-C伽馬，且通過假色曝光工具來準(zhǔn)確的曝光。Amazon和HBO也都在用ARRI數(shù)字?jǐn)z影機(jī)來創(chuàng)作HDR節(jié)目。

3 現(xiàn)場監(jiān)看HDR

3.1 比對畫面

DIT組通過ARRI Color Tool來修改上游的CDL里的數(shù)值；或通過BMD DaVinci Resolve制作一個(gè)3D LUT。通過他們將LOG-C畫面轉(zhuǎn)換為PQ編碼的HDR圖像。并把Look文件放進(jìn)攝影機(jī)里。

3.2 HDR圖像分配

ARRI攝影機(jī)HD-SDI畫面，攝影指導(dǎo)監(jiān)看HDR畫面。MON OUT送到DIT監(jiān)看LOG-C和HDR畫面?；蛲ㄟ^Look Box分配3D LUT畫面。

3.3 后期剪輯

通過帶有PQ編碼的HDR，3D LUT分配給后期軟件都可以套用Look文件用于電視機(jī)監(jiān)視HDR、監(jiān)視器監(jiān)視HDR進(jìn)行后期剪輯。

3.4 后期調(diào)色

HDR的工作流，先將LOG-C（或ARRIRAW）素材導(dǎo)入調(diào)色系統(tǒng)，然后應(yīng)用一個(gè)3D LUT轉(zhuǎn)換給監(jiān)視器輸出。當(dāng)然也可以自己創(chuàng)建自己畫面風(fēng)格，在機(jī)內(nèi)試用或者用于母帶制作。

4 結(jié)語

通過一些HDR圖像拾取的經(jīng)驗(yàn)，拍攝運(yùn)動(dòng)鏡頭時(shí)，對比度越高越明顯。曝光控制上范圍可以擴(kuò)大，由于HDR自身的動(dòng)態(tài)范圍增大，如果出現(xiàn)高光削峰和暗部損失，在HDR畫面中會(huì)變得更明顯?，F(xiàn)場監(jiān)看需要一個(gè)3D LUT將LOG-C畫面轉(zhuǎn)換成HDR圖像。

現(xiàn)在HDR技術(shù)正在迅速發(fā)展，HDR的技術(shù)指標(biāo)和國際標(biāo)準(zhǔn)也陸續(xù)出現(xiàn)，HDR將全線代替廣播電視、電影的制作工藝和流程。HDR技術(shù)的盛行也無形的推動(dòng)教育的發(fā)展，新媒體下的新一輪變革即將把我們的“所見即所得”更加逼真化，使全世界的影像達(dá)到一個(gè)新高峰。