你可能用的是假HDR

直假HDR顯示器的識(shí)別

視覺技術(shù)總是在不停進(jìn)步，特別是視覺觀感最核心的屏幕廠商們對此尤為敏感。在H.265、IPS面板、4K等概念依次炒作了—輪又—輪后，影像HDR技術(shù)又一次成為新的熱議話題。

就目前的屏幕技術(shù)而言，HDR技術(shù)絕對是對視覺體驗(yàn)提升非常明顯的。在大部分消費(fèi)者還沒搞明白這個(gè)技術(shù)概念前，幾乎所有電視和不少高端顯示器都開始聲稱自己支持了HDR技術(shù)。這就造成了很尷尬的局面，各家廠商的招牌產(chǎn)品都帶上了HDR的標(biāo)志，但能說明白HDR到底是什么的卻少之又少。

市面上的HDR到底是什么？

高端顯示器是否都已經(jīng)具備了真正的HDR技術(shù)？

到底怎樣才能享受到HDR帶給我們的好處？

TIPS

HDR全稱high dynamic range，譯作高動(dòng)態(tài)范圍。HDR技術(shù)在影像領(lǐng)域可以擴(kuò)展亮度范圍，呈現(xiàn)更多的影像內(nèi)容，帶來更為豐富的色彩和自然的細(xì)節(jié)表現(xiàn)，讓顯示設(shè)備上的畫面更接近人眼所見效果。

在數(shù)碼攝影中，HDR是一種特殊的合成手法——通過將多張不同曝光補(bǔ)償拍攝的照片合成為同一張圖像，獲得更多的明暗細(xì)節(jié)和色彩層次。攝影作品最終無論在高光還是暗部的圖像細(xì)節(jié)都一覽無余，色彩飽滿質(zhì)感逼真，極具立體感和畫面層次感。

但這些都是基于靜態(tài)影像的處理。而不是我們要談的HDR技術(shù)硬件。

HDR顯示面板是一種新的影像規(guī)范。HDR技術(shù)應(yīng)用真正的難點(diǎn)在于多幀的動(dòng)態(tài)影像也就是視頻中的HDR的實(shí)現(xiàn)。這必須靠屏幕面板提高亮度和對比度來達(dá)到接近人眼視覺的動(dòng)態(tài)范圍差異，是依賴顯示屏幕的能力才能保證畫面的視覺效果。

人眼視覺感受的亮度范圍約為10^-3nit～106nit，感受的瞬時(shí)對比度范圍可達(dá)10000：10但目前消費(fèi)級(jí)液晶顯示器的亮度普遍在300-400nit范圍內(nèi)，其對比度范圍一般為2000：1。人眼的亮度分辨能力遠(yuǎn)高于當(dāng)前主流的顯示設(shè)備。而HDR顯示技術(shù)就是要提升顯示的亮度范圍，在使得顯示亮度更亮的同時(shí)，又讓呈現(xiàn)的黑色更黑。對比普通顯示設(shè)備，HDR就是建立了更大的坐標(biāo)體系，從而再現(xiàn)更大的色彩空間和亮度范圍。

針對HDR技術(shù)，不同組織和公司給出的技術(shù)參數(shù)都不一樣，目前常見的大致分為4種。

HDRlO， DisplayHDR， Dolby Vision， HLG

HDRlO是一個(gè)開源標(biāo)準(zhǔn)，也是目前最容易實(shí)現(xiàn)的HDR標(biāo)準(zhǔn)02015年就公布的HDRlO標(biāo)準(zhǔn)一開始就有戴爾/三星/夏普/索尼/LG等顯示器和電視機(jī)廠商的支持t后來PS4和XBOX One S也通過升級(jí)系統(tǒng)獲得這一標(biāo)準(zhǔn)的支持。作為藍(lán)光格式的超高清指定技術(shù)規(guī)范該標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)容和消費(fèi)者認(rèn)可上都占得了先機(jī)。目前幾乎所有的HDR流媒體服務(wù)都采用了HDRlO，各大主流電視內(nèi)容供應(yīng)商也都支持HDRlO。

后來在2017年三星和亞馬遜聯(lián)合推出了HDRlO+標(biāo)準(zhǔn)，主要提升的是逐幀場景下的亮度-但目前很少有別家設(shè)備支持。

同樣在2017年，Dolby推出的杜比視界DolbyVision公布。其特點(diǎn)是通過增加動(dòng)態(tài)影像亮度信息和色域提升視覺表現(xiàn)。每年的CES上都能看到新的廠商加入Dolby Vision陣營，而且大部分廠商還同時(shí)支持HDRlO和Dolby Vision。其中最出名的就是Apple TV HDR版本。

由于ATSC還將IDolby Vision技術(shù)規(guī)范中的SMPTE-C2094-10列為候選標(biāo)準(zhǔn)，未來的ATSC網(wǎng)矣或轉(zhuǎn)換機(jī)頂盒也可以實(shí)現(xiàn)在Dolby Vision電視上呈現(xiàn)HDR內(nèi)容。不過Dolby Vision的其他指標(biāo)過于超前，也限制了其普及速度。

HLG是混合對數(shù)伽馬標(biāo)準(zhǔn)，也是目前索尼大力推廣的HDR標(biāo)準(zhǔn)格式。HLG最大的特點(diǎn)是不使用原生數(shù)據(jù)，因此在內(nèi)容制作和傳播過程中相比傳統(tǒng)工作流程少了很多中間環(huán)節(jié)，相對工作流程格外簡單。其欠HLG的光電轉(zhuǎn)換函數(shù)算法和標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍SDR完全兼容，同樣的內(nèi)容無需分別進(jìn)行傳輸，在運(yùn)營成本上優(yōu)勢極大。

目前有一些在線體育賽事直播中在使用HLG技術(shù)，當(dāng)然HLG就實(shí)際效果來說還是比不上HDRlO和杜比視界……不過HLG的最大好處就是向后兼容，在SDR設(shè)備上也能使用只是顯示效果打了折扣。

放眼未來，從長遠(yuǎn)來看，在新一代的傳輸標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)現(xiàn)普及后，大部分廣電機(jī)構(gòu)還是會(huì)使用原生數(shù)據(jù)。但這還需要較長的時(shí)間來驗(yàn)證。

DisplayHDR是視頻電子協(xié)會(huì)（VESA）針對電腦顯示器制定的HDR標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)也是目前絕大部分自稱通過HDR認(rèn)證的顯示器廠商獲得的官方認(rèn)證。

DisplayHDR有不同級(jí)別-DisplayHDR400/500/600/1000-主要區(qū)別在面板亮度/色域/色深的規(guī)格參數(shù)。嚴(yán)格意義上說-只有DisplayHDRlOOO才是真正的HDR。

既然HDR顯示技術(shù)這么有用，為什么還是沒有太多顯示器支持這個(gè)規(guī)范？

我們不妨先看看目前主流的顯示器到底都是哪些硬件參數(shù)方面落后于HDR標(biāo)準(zhǔn)的。

色深

以8bit色彩位深處理的影像色彩發(fā)色數(shù)可以到16.7M，這也是目前幾乎絕大多數(shù)顯示器的色彩實(shí)際表現(xiàn)能力。但以adobe公司的photoshop為代表的專業(yè)圖像處理軟件已經(jīng)提供了16bit的數(shù)據(jù)處理能力，這就為屏幕的色彩呈現(xiàn)能力提供了足夠的動(dòng)態(tài)范圍冗余能力。

在這里所提到的動(dòng)態(tài)范圍是指我們看到圖片或視頻內(nèi)容中所呈現(xiàn)出來的最亮部分和最暗部分能夠呈現(xiàn)出的亮度區(qū)間。目前我們所用的顯示設(shè)備通常只能表示8bit動(dòng)態(tài)范圍，即顯示RGB色彩的256級(jí)明暗色階。而主流的圖片格式是由RGB加色原理呈現(xiàn)，最終得到的是目前最高級(jí)別的28（R）x28（G）28（B）=16777216.即廠商們經(jīng)常宣傳的16.7M發(fā)色數(shù)。

亮度、對比度

對比度取決于顯示屏幕能達(dá)到的最高亮度和最低亮度。最好的顯示器同時(shí)渲染黑色和白色，以呈現(xiàn)圖像細(xì)節(jié)，目前大多數(shù)顯示器可以達(dá)到的最高亮度約為400-500nit，此時(shí)的最高對比度約為2000：10實(shí)際上，人眼所能感受的亮度范圍約為10-3nit_106 nito人眼的亮度感受能力遠(yuǎn)超當(dāng)前的主流設(shè)備，可以說HDR技術(shù)的出現(xiàn)就是為了擴(kuò)展顯示設(shè)備的亮度范圍，讓屏幕的白色更亮·黑色更暗。

色域

專業(yè)影像領(lǐng)域中-顯示器的色域范圍越大，越能表現(xiàn)更豐富的自然界的色彩。現(xiàn)實(shí)中很少有顯示器可以實(shí)現(xiàn)完整Rec2020色域，這意味著不同的監(jiān)看和后期編輯顯示器將不得不基于顯示器的實(shí)際色域能力“調(diào)整”顯示圖像色域。通過使用特定的示波器和監(jiān)視器在通過加載LUT的情況下，色彩可以重新映射到可用色域上。

問題是，沒有符合HDR標(biāo)準(zhǔn)的顯示器的時(shí)候，是根本做不到所見即所得的。即使是最廉價(jià)的監(jiān)視器，也不可能在所有制作人的工作室都擺上一臺(tái)隨意使用。尤其是像杜比視界這種不開源的標(biāo)準(zhǔn)·意味著廠商要使用這個(gè)技術(shù)就必須為每臺(tái)設(shè)備付出專利費(fèi)，當(dāng)然這筆費(fèi)用最終會(huì)由眾多消費(fèi)者買單。

硬件接口和數(shù)據(jù)帶寬

設(shè)備要取得UHD PREMIUM認(rèn)證的指標(biāo)要求如下：

·畫面分辨率：3840x2160

·色彩深度：10bit

·信號(hào)色彩輸入：BT.2020色彩標(biāo)準(zhǔn)

·顯示再現(xiàn)：超出90% P3的色彩

·動(dòng)態(tài)范圍：HDR高動(dòng)態(tài)范圍

·電光轉(zhuǎn)換函數(shù)（或伽馬）：SMPTE ST2084EOTF

·達(dá)到以下兩種亮度峰值與黑位標(biāo)準(zhǔn)組合之一：

超過lOOOnit的峰值亮度與小于0.05nit的黑位范圍/超過540nit的峰值亮度與小于0.0005nit的黑位范圍

目前的高速視頻傳輸線纜例如HDMI線就已經(jīng)可以攜帶HDR內(nèi)容，但早先的HDMIl.4以前的版本還不足以滿足如此高的數(shù)據(jù)傳輸要求，HDMI 2.Oa標(biāo)準(zhǔn)才能傳輸元數(shù)據(jù)（大部分HDMI2.0設(shè)備都可以通過固件升級(jí)到HDMl2.Oa）。如果是DisplayPort1.2以前的線纜也不能滿足要求，需要DisplayPort1.4度目前沒有固件版本和帶寬限制的接口只有雷電3接口。

所以在當(dāng)下要想獲得完整的HDR體驗(yàn)，一臺(tái)通過DisplayHDRlOOO認(rèn)證的顯示器才是起點(diǎn)。

是不是只需一臺(tái)顯示設(shè)備就足夠了？顯然不是。HDR在操作系統(tǒng)中同樣需要軟硬件設(shè)備的支持。拿最常見的Windowsl0系統(tǒng)來說-微軟官方說法是通過winl0 1709版本后自帶的HD colorl力能，可以充分利用高動(dòng)態(tài)范圍HDR顯示設(shè)備·獲得比標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍更亮更生動(dòng)更精細(xì)的圖像。

除此之外，要正常觀看HDR視頻內(nèi)容，需要顯示設(shè)備/播放器（軟硬件均可）/視頻源文件都支持。

目前最容易獲得的HDR視頻文件-很多國內(nèi)外網(wǎng)站都提供。（各家電視機(jī)廠商提供的HDR demo文件和不少商業(yè)大片的預(yù)告片都是免費(fèi)的）

知道了這些HDR規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，就能對號(hào)入座按圖索驥來選顯示器或電視機(jī)來玩游戲看大片甚至做后期處理剪輯審片了嗎？

未必——切記所有“高級(jí)貨”都不便宜的真理。

某些有良心的電視廠商還會(huì)在產(chǎn)品詳情頁面中單獨(dú)注明自己的產(chǎn)品是支持那些具體HDR技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，比如索尼、三星、夏普、海信等品牌可以在官方網(wǎng)站直接找到相矣的參數(shù)資料，特別是LG直接給標(biāo)注了旗下某些電視機(jī)型號(hào)支持HDRlO和杜比視界兩種標(biāo)準(zhǔn)的條件。

遺憾的是大部分廠商只是在不太顯眼的地方標(biāo)出了某型號(hào)設(shè)備支持的HDR標(biāo)準(zhǔn)，甚至都不把HDR作為視覺影像的參數(shù)。

更令人不滿的就是暗中偷換概念用DisplayHDR400這類擦邊球規(guī)格搪塞了事的做法。當(dāng)然廠商可以用VESA給出的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)來解釋，但有說法不代表這說法能被應(yīng)用領(lǐng)域接受而已。

綜合來看，要獲得完美的HDR高動(dòng)態(tài)范圍體驗(yàn)，硬件一軟件（播放器或播放軟件）一視頻源三者缺一不可。

如何找到合適自己的HDR設(shè)備

首先，不要盲目追求“性價(jià)比”。HDR技術(shù)加持的屏幕必然是高成本高回報(bào)的典型，與其糾結(jié)如何買到更廉價(jià)的品牌型號(hào)，不如先提高預(yù)算并且在預(yù)算范圍內(nèi)選擇最貴的。

其次，實(shí)際測試。Spyder系列校色儀中的紅蜘蛛系列軟件都帶有顯示器品質(zhì)分析功能，其中有專門的對比度測試分項(xiàng)?？梢灾繦DR規(guī)格中非常重要的靜態(tài)對比度是否達(dá)到600：1的測試。

寫在最后

HDR高動(dòng)態(tài)范圍技術(shù)是一個(gè)完整的綜合體，包括了視覺信息從捕捉到處理和輸出，從硬件到軟件的全面的技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。為了將自然世界中的光線色彩質(zhì)感等視覺觀感完美傳遞給觀察者，所有的視覺技術(shù)的最終訴求都是盡可能獲得最為鮮艷生動(dòng)的光量和完美還原的色彩。這恰是科技進(jìn)步的迷人之處，技術(shù)再造的影像如何被人眼觀察并被大腦詮釋，是真是幻還是亦真亦幻？未來的計(jì)算機(jī)視覺的終點(diǎn)將在何方？愿拭目以待。