HDR是什么？小米電視的HDR10和HLG的有什么差異？

麟島探幽 · 發(fā)表于 2019-11-28 16:51

選擇很多智能電視都支持HDR的功能，但其實(shí)大多數(shù)人對(duì)HDR的了解還知之甚少，不說別的，什么是HDR都很少有人能說上來，更別說HDR影像相關(guān)的定義，下面樓主就來給大家梳理一下！

攝像頭的HDR高動(dòng)態(tài)范圍成像

《數(shù)字圖像入門圖像的動(dòng)態(tài)范圍》[作者:夏昆岡]

《什么是優(yōu)秀的HDR》[作者:夏昆岡]

高動(dòng)態(tài)范圍成像 - Wikipedia

膠卷時(shí)代的HDR照片 - 圖片來自維基百科

HDR照片 - 圖片來自維基百科

HDR最早常用的概念是指相機(jī)、手機(jī)攝像頭等拍照?qǐng)D像相關(guān)的HDR照片。手機(jī)、相機(jī)的感光器甚至包括早期的膠卷由于各種原因，光影動(dòng)態(tài)的記錄能力在很多場合下是不夠用的，畫面要和過黑要么過曝，解決問題的方法可以是提高感光或膠卷器性能、或是對(duì)最終照片進(jìn)行修改畫面對(duì)比度、反差等后期處理，而另一個(gè)方法是現(xiàn)在最流行的多幀合成，拍照時(shí)就獲取多個(gè)不同曝光的圖像再進(jìn)行合并，所以手機(jī)攝像頭中HDR通常指的就是這種操作。這里的HDR指的是高動(dòng)態(tài)范圍成像[High Dynamic Range Imaging]。

多幀合成或多次曝光 - 圖片來自Wikipedia

單幀后期處理 - 圖片來自維基百科

多幀合成效果 - 圖片來自維基百科

但要注意的是，人們拍的照片是要看的，看就需要屏幕顯示出來，目前手機(jī)照片還是選擇適應(yīng)絕大多數(shù)顯示設(shè)備，仍以標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍顯示，也就不會(huì)真的以HDR10的色彩和亮度空間進(jìn)行圖像信息記錄，這這種語境中的HDR效果其實(shí)指的是合成后標(biāo)準(zhǔn)色域、標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)色階和灰階曲線圖像的效果。如果是真·HDR照片，在別人的屏幕上可能會(huì)變成下面兩種異常效果中的一種，那圍觀群眾們肯定是認(rèn)為某品牌手機(jī)拍照辣雞翻車現(xiàn)場，攝像頭開發(fā)組的年終獎(jiǎng)肯定又要完?duì)僮恿恕?/div>

正常處理后的HDR10視頻截圖

無法正確顯示的HDR10視頻截圖

游戲中的HDRR

高動(dòng)態(tài)光照渲染 - Wikipedia

HDR渲染選項(xiàng) - 《輻射：新維加斯》

HDR渲染選項(xiàng) - 《上古卷軸：湮滅》

如果是游戲年齡10年以上而且跟得上時(shí)代的用戶，肯定會(huì)在更早的時(shí)代就見識(shí)游戲里所謂HDR效果。例如我個(gè)人非常喜愛的老游戲《上古卷軸：湮滅》《輻射：新維加斯》等，當(dāng)前流行的《CS:GO》、《Warframe》等熱門游戲也有“HDR”功能選項(xiàng)。實(shí)際上這并不是HDR10等高動(dòng)態(tài)影像輸出，而是被稱為HDR渲染[HDR Rendering]，是3D模型的著色、渲染處理技術(shù)，改變的是游戲內(nèi)環(huán)境和物體的色彩、光線反差等，HDRR的動(dòng)態(tài)范圍提升是相對(duì)于更古老的3D游戲而言，但最終輸出的畫面仍舊是基于標(biāo)準(zhǔn)的色彩動(dòng)態(tài)范圍。

《我的世界》 - 正常畫面

《我的世界》- HDRR渲染畫面

在HDR10顯示器和電視機(jī)普及后，部分游戲和軟件對(duì)HDRR功能也做了一定的說明避免誤解。雖然HDRR在今天常被玩家戲稱為假HDR[Fake HDR或Mimic HDR]，但它對(duì)于游戲內(nèi)容表現(xiàn)的改進(jìn)也是非常有價(jià)值的。HDRR通常有兩種改善游戲畫質(zhì)的方式，一種是游戲本身內(nèi)置的HDRR功能，另一種是通過插件或外掛方式將輸出畫面進(jìn)行二次處理，后者往往能帶來非常直觀和驚人的畫質(zhì)差異。

HDR視頻

《什么是HDR？》[作者:農(nóng)步祥]

《淺談HDR10和杜比視界》[作者:農(nóng)步祥]

《淺談Hybrid Log-Gamma[HLG]技術(shù)》[作者:農(nóng)步祥]

以HDR10、HLG為代表的HDR影像和視頻顯示在互聯(lián)網(wǎng)上的討論比前兩者出現(xiàn)得更晚一些。但三者還是存在一定聯(lián)系的，本質(zhì)上都是盡可能多的記錄和還原更好的視覺動(dòng)態(tài)，如色彩、明暗等圖像信息。不過從實(shí)現(xiàn)來看，HDR視頻顯示是直接拓展片源和硬件的動(dòng)態(tài)范圍。

HDR10和HLG的差異：

HLG和HDR10是兩種不同的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在效果上并無明顯優(yōu)劣之分，但推廣者和受眾有很大差別，HDR10以及杜比視界是美國影視業(yè)主推，因此蘋果、Android、Windows10和游戲主機(jī)的HDR功能都以HDR10為主。HLG的推廣者是BBC、東電、央視等廣播電視行業(yè)相關(guān)者，由于HLG不包含顯示元數(shù)據(jù)傳輸，圖像記錄和輸出的Gamma曲線也不相同，兩者并不相容，需要算法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

所以一臺(tái)小米電視自稱HDR時(shí)，就要謹(jǐn)慎進(jìn)行區(qū)分對(duì)待了，例如作者真的就在買電視時(shí)被坑過，買到一款不支持HDR10的自稱HDR小米電視，好在是京東上購買，退貨比較方便。由于網(wǎng)上缺乏同一視頻的HDR10和HLG對(duì)比，轉(zhuǎn)換工具價(jià)格也比較昂貴。只有極少量YouTube用戶會(huì)把自己用GH5等設(shè)備拍攝的HLG視頻轉(zhuǎn)換到HDR10上傳，但沒有同屏同畫面對(duì)比等直觀手段。

VESA認(rèn)證的三種HDR亮度標(biāo)識(shí) - 圖片來自互聯(lián)網(wǎng)

HDR400、HDR600、HDR1000

在選購HDR顯示設(shè)備時(shí)，會(huì)?？吹紿DR400、HDR1000等標(biāo)識(shí)，這主要來自標(biāo)明設(shè)備在HDR模式下支持的亮度級(jí)別上限。對(duì)于HDR10和HLG，一個(gè)簡單粗暴的理解可以是：支持HDR10的肯定能播放HLG，但反過來不行。

但是在網(wǎng)上討論HDR顯示時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到更粗暴的網(wǎng)民以更更粗暴的理解將HDR抬杠為就得面板必須能到1000甚至10000nit亮度、支持分區(qū)背光等等，HDR就是硬件參數(shù)……完全無視了影像記錄、顯示標(biāo)準(zhǔn)的重要性。在一臺(tái)能到400nit亮度的廣色域顯示器上，顯示效果就足以引發(fā)質(zhì)變，而亮度500以上的OLED電視實(shí)際畫面對(duì)比度是HDR1000 LCD設(shè)備的2~5倍，我個(gè)人也有400和600級(jí)別亮度的顯示設(shè)備進(jìn)行對(duì)比參考。

當(dāng)然不缺錢我都要的，也確實(shí)有更好選擇，例如ACER和ROG的兩款4K 144HZ HDR1000頂級(jí)顯示器以及4K 120Hz HDR400次頂級(jí)顯示器，而索尼、三星和LG的高端電視也同樣有非常高的硬件水準(zhǔn)，而小屏設(shè)備上iPad Pro、iPhone XS等就有極好的HDR顯示效果。

總結(jié)

本文介紹了三種和圖像相關(guān)的HDR標(biāo)準(zhǔn)，但動(dòng)態(tài)范圍并不止存在于圖像上，聲音也同樣有動(dòng)態(tài)，但不在今天的HDR科普范圍內(nèi)。能識(shí)別區(qū)分常用的三種關(guān)于影像的HDR定義，對(duì)了解HDR知識(shí)，選購HDR顯示設(shè)備也會(huì)有一定幫助，也能在網(wǎng)上避免亂入和尬聊。

遺憾的是HDR圖像效果是無法在網(wǎng)上共享的，HDR直播、錄屏等分享方式成本也非常高昂，就導(dǎo)致無法用直觀的對(duì)比方式來科普，當(dāng)然在互聯(lián)網(wǎng)上非物理手段的說服本來就是一件不可能的任務(wù)。國內(nèi)HDR內(nèi)容缺乏也和國內(nèi)政策有關(guān)，目前HDR內(nèi)容暫時(shí)無法在國內(nèi)在線視頻平臺(tái)商用化推廣[由于廣電的影響力，國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)HDR視頻也可能會(huì)主推HLG]。

Youtube 4K HDR視頻

SONY 索尼 PlayStation Pro - 《戰(zhàn)神》HDR模式

目前YouTube已經(jīng)全面支持HDR10[VP9]，Steam的11個(gè)年度白金銷量游戲中有3個(gè)支持HDR10，iOS12、Android 8.0系統(tǒng)設(shè)備也已經(jīng)普遍支持HDR10，HDR顯然已經(jīng)是一個(gè)主流且非常實(shí)用的應(yīng)用。

何去何從1 · 發(fā)表于 2019-11-28 16:53

什么鬼HDR？想淘汰老顯示屏就直接說嘛。沒什么不好意思的，坐等民間高手來破解這種算法。

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