探討HDR技術(shù)在平板電視中的應(yīng)用

趙立杰

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)于生活質(zhì)量的要求顯著提升，在電視機(jī)方面，人們?cè)絹?lái)越追求高清的畫(huà)面和豐富的色彩，而科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為滿足人們需求提供了有力的援助。HDR技術(shù)源自攝影領(lǐng)域，電視機(jī)引入HDR技術(shù)后，其提供的畫(huà)面亮度和色彩都得到了顯著的提升，呈現(xiàn)出更加繽紛異彩的畫(huà)面，成為當(dāng)今全世界電視機(jī)制造商競(jìng)相追求的技術(shù)。對(duì)此，本文以HDR技術(shù)在平板電視中的應(yīng)用為研究主題，對(duì)上述的問(wèn)題進(jìn)行了分析和考察，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)部門(mén)提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：HDR技術(shù)；平板電視；應(yīng)用

HDR電視技術(shù)在2014年的CES展會(huì)上便初露鋒芒，到今天，HDR技術(shù)成為眾多電視制造廠家競(jìng)相追捧的熱點(diǎn)。可以說(shuō)，如果誰(shuí)掌握了HDR技術(shù)在電視中的應(yīng)用，誰(shuí)就獲得了電視制造的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

1 HDR技術(shù)簡(jiǎn)介

HDR（High-Dynamic Range）在漢語(yǔ)中被譯為高動(dòng)態(tài)范圍圖像。HDR技術(shù)最早應(yīng)用在攝影中，相較普通的照片，使用HDR技術(shù)拍攝的照片可以提供更多的亮暗動(dòng)態(tài)范圍，同時(shí)具有更多的色彩和圖像的細(xì)節(jié)，能更好地反映所拍攝內(nèi)容的真實(shí)效果。本文所要探討的在平板電視中應(yīng)用的HDR技術(shù)與之基本類(lèi)似。

2 HDR技術(shù)在電視中的作用

2.1 HDR技術(shù)可以提供更多的亮度信息

在現(xiàn)實(shí)生活中我們不難發(fā)現(xiàn)，在同一環(huán)境下，肉眼直接所見(jiàn)的景象較經(jīng)過(guò)屏幕間接展示的畫(huà)面更加清晰和明亮。這是因?yàn)?，在現(xiàn)實(shí)中的亮度動(dòng)態(tài)范圍是十分廣泛的，即使在一些昏暗的角落中，也是存在亮度的，對(duì)于這些亮度，人眼是可以直接捕捉到的。但是，經(jīng)過(guò)拍攝后的影像在設(shè)備播放下，是很難展現(xiàn)這些亮度范圍的而導(dǎo)致亮度失真的原因很多，包括視頻格式有誤、視頻壓縮過(guò)度、顯示器顯示能力不足等。

為了更好地滿足人們視覺(jué)的需求，展現(xiàn)出畫(huà)面的更多色彩和細(xì)節(jié)，需要使用更加高端的拍攝設(shè)備。與此同時(shí)，為了更好地展現(xiàn)出拍攝設(shè)備所記錄的畫(huà)面，輸出設(shè)備也需要進(jìn)行技術(shù)革新，而HDR技術(shù)無(wú)疑出色地完成了這個(gè)任務(wù)。帶有HDR技術(shù)的電視，可以呈現(xiàn)出更多的亮度信息，為觀眾帶來(lái)精彩的視覺(jué)盛宴。

2.2 HDR技術(shù)可以提供更多的色彩和細(xì)節(jié)

HDR技術(shù)在幫助電視畫(huà)面增加亮度信息的同時(shí)，也使得依托在所增加的亮度上的色彩和細(xì)節(jié)得以展現(xiàn)。

對(duì)此，我們可以舉例說(shuō)明。當(dāng)我們用設(shè)備拍攝煙火時(shí)，常常會(huì)遇到顯示設(shè)備難以較好地顯示出煙火中心色彩的情況，這是煙火中心亮度過(guò)高而導(dǎo)致的。但是，如果在拍攝的視頻中有水面，我們卻可以在水的倒影中看清煙火中心的顏色，這是因?yàn)樵谒牡褂爸?，煙火中心的亮度已?jīng)降低了好多個(gè)層次，從而使得顏色得以展現(xiàn)而出。而HDR技術(shù)正是增加了畫(huà)面的亮度信息，使得過(guò)去畫(huà)面中由于亮度限制而被遮蔽的色彩和細(xì)節(jié)可以展現(xiàn)出來(lái)，更加真實(shí)地反映拍攝的景象。

2.3 平板電視實(shí)現(xiàn)HDR所需的技術(shù)基礎(chǔ)

2.3.1 在顯示屏幕方面

需要實(shí)現(xiàn)高對(duì)比度和廣色域空間。亮度對(duì)比度方面目前主要依靠區(qū)域背光技術(shù)實(shí)現(xiàn)。海信在這方面有專(zhuān)利技術(shù)，其他廠商也有類(lèi)似的技術(shù)在使用。色彩方面，量子點(diǎn)技術(shù)是目前高效提高電視機(jī)色域的最佳方案。該技術(shù)可以改變波長(zhǎng)，能呈現(xiàn)出純正白光的紅藍(lán)綠三個(gè)組成顏色，讓色彩更純更真。目前索尼、三星、TCL等廠商都將量子點(diǎn)作為重點(diǎn)技術(shù)部署。

此外，OLED屏以其完全不同于傳統(tǒng)液晶屏幕的自發(fā)光無(wú)需背光方式，暗畫(huà)面完全沒(méi)有漏光，極大增強(qiáng)對(duì)比度。其色域上也有先天優(yōu)勢(shì)。目前是高端HDR電視方案的選擇。

2.3.2 在解碼芯片方面

HDR片源涵蓋了更多的色彩和亮度信息，所以解碼芯片和算法都要更加強(qiáng)大，目前業(yè)界以10bit的HDR解碼為參考標(biāo)準(zhǔn)，10bit解碼能輸出10.7億色，為HDR解碼帶來(lái)更強(qiáng)勁的動(dòng)力。目前電視主流芯片廠晨星和瑞昱最新的中高端芯片大多都支持10bit HDR解碼了。

3 國(guó)內(nèi)外電視HDR技術(shù)的應(yīng)用狀況

3.1 國(guó)外電視HDR技術(shù)應(yīng)用狀況

由于HDR標(biāo)準(zhǔn)最早就是在國(guó)外建立，目前主流有杜比標(biāo)準(zhǔn)和BBC的標(biāo)準(zhǔn)，所以國(guó)外的電視HDR技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得相對(duì)成熟，在HDR視頻拍攝到播放均有較為強(qiáng)大的硬件支持。國(guó)外廠商的杰出代表是日本的索尼公司，其本身便是老牌的攝影技術(shù)開(kāi)發(fā)商。索尼擁有能夠記錄HDR高動(dòng)態(tài)范圍的攝像機(jī)如F65、F55等。除了在攝影攝像技術(shù)上的獨(dú)當(dāng)一面之外，索尼在HDR電視上也有著較為成熟的發(fā)展，在電視機(jī)畫(huà)質(zhì)驅(qū)動(dòng)芯片制造、電視機(jī)背光技術(shù)開(kāi)發(fā)及圖像處理引擎上均有成熟的技術(shù)，這使得索尼公司的HDR電視有著強(qiáng)勁的表現(xiàn)。Sony推出的HLG技術(shù)可兼容普通電視，HLG可通過(guò)兩種不同的方式來(lái)分別對(duì)HDR信號(hào)當(dāng)中所包含的高光和低光部分進(jìn)行解碼，其中低光部分使用了標(biāo)準(zhǔn)伽瑪曲線，而高光部分則使用了對(duì)數(shù)曲線。

3.2 國(guó)內(nèi)電視HDR技術(shù)應(yīng)用狀況

盡管HDR技術(shù)是從國(guó)外引進(jìn)的，其技術(shù)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與高端技術(shù)也掌握在發(fā)達(dá)國(guó)家手中。但是就國(guó)內(nèi)的情況來(lái)說(shuō)，國(guó)產(chǎn)電視商家的進(jìn)步是十分可喜的。在HDR標(biāo)準(zhǔn)方面，中國(guó)電子商會(huì)聯(lián)合中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院已經(jīng)發(fā)布《HDR顯示技術(shù)認(rèn)證規(guī)范》，還為首批通過(guò)認(rèn)證的產(chǎn)品頒發(fā)了“HDR認(rèn)證標(biāo)志”。據(jù)悉國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大部分也將在年內(nèi)完成。在日趨激烈的競(jìng)爭(zhēng)中，國(guó)內(nèi)的電視廠商紛紛開(kāi)展大力的宣傳，以昂揚(yáng)的姿態(tài)進(jìn)入市場(chǎng)，表現(xiàn)出積極奮發(fā)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

國(guó)內(nèi)電視制造較大的廠商如TCL、海信、創(chuàng)維、康佳等，都已經(jīng)將HDR技術(shù)引入到電視機(jī)制造生產(chǎn)之中，并且也在盡全力完善相關(guān)的配套設(shè)施建設(shè)。從相關(guān)的公司了解到，目前TCL公司的電視HDR技術(shù)發(fā)展比較迅速，已經(jīng)擁有了一套較為成熟的全生態(tài)HDR技術(shù)和產(chǎn)品生產(chǎn)線。

4 結(jié)語(yǔ)

HDR技術(shù)在圖像顯示上具有革新的重要意義，這與4K技術(shù)一起，為還原真實(shí)世界在觀眾面前貢獻(xiàn)出了巨大的能量。我們相信，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，HDR技術(shù)也會(huì)越來(lái)越成熟，與之相輔相成的硬件設(shè)施也會(huì)更加發(fā)達(dá)，從而為觀眾帶來(lái)異彩紛呈的視覺(jué)盛宴。

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