智能電視顯示技術(shù)哪家強(qiáng) 解析HDR的前世今生

相信每個(gè)人都用手機(jī)拍過(guò)HDR的照片，只需手拿穩(wěn)了咔擦一下，得出的樣張第一觀感是要比普通模式下明亮，仔細(xì)一看拍攝對(duì)象暗部的細(xì)節(jié)更清晰了，亮部也不會(huì)顯得過(guò)曝。那HDR到底個(gè)什么東西呢？這個(gè)技術(shù)叫做亮度的高動(dòng)態(tài)范圍，如果把普通模式下一張畫面的亮度層次定為10的話，那HDR模式下這個(gè)亮度層次可能就是12或者14，多出來(lái)的幾個(gè)亮度層次，可以容納更多的顏色和細(xì)節(jié)。記住，畫面中的亮度和顏色、細(xì)節(jié)都是相輔相成的，這一點(diǎn)后面我們會(huì)介紹到。

今天要說(shuō)的電視HDR技術(shù)跟手機(jī)、相機(jī)上的HDR技術(shù)類似。只不過(guò)后者是一種數(shù)字成像技術(shù)，而前者被定義為了全新的數(shù)字影像標(biāo)準(zhǔn)。早在2014年的CES展會(huì)上電視HDR技術(shù)就初露頭角，到了今年則開(kāi)始大放異彩，所有廠商幾乎不約而同的展示出了各家的HDR電視。為什么電視HDR技術(shù)會(huì)出現(xiàn)在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)？電視HDR真的是革命性的顯示技術(shù)么？目前國(guó)內(nèi)外又有哪些電視廠商正在行業(yè)前沿布局電視HDR技術(shù)呢？且聽(tīng)小編一一道來(lái)。

為什么會(huì)出現(xiàn)HDR技術(shù)？

解答這個(gè)問(wèn)題，首先需要簡(jiǎn)單的回顧一下視頻格式的發(fā)展歷史，因?yàn)閺乃砩峡梢钥吹饺藗儚娘@示設(shè)備上追尋真實(shí)世界的足跡。視頻的發(fā)展終極目的其實(shí)是為了讓我們的眼睛在顯示終端上能看到更接近真實(shí)世界的一個(gè)畫面，顯示設(shè)備上的畫面都是通過(guò)數(shù)字化信息的處理重現(xiàn)在我們面前的，而這種數(shù)字化信息也，就是人們常說(shuō)的影響顯示設(shè)備畫質(zhì)的因素，可以概括為五個(gè)方面。

第一，空間分辨率，也就是我們常說(shuō)的Full HD、4K以及8K等等；第二，灰度分辨率，這是一個(gè)影像色彩深度的概念，廠商宣傳的XX色液晶面板就是這個(gè)東西，單位為bit；第三，時(shí)間分辨率，可以理解為畫面的流暢度，動(dòng)態(tài)響應(yīng)和刷新率等等；第四，色域，這個(gè)大家應(yīng)該都懂，常見(jiàn)的有NTSC和sRGB標(biāo)準(zhǔn)，意在表示屏幕能顯示的顏色的總和；而最后一點(diǎn)就是我們今天要講到的HDR，亮度的高動(dòng)態(tài)范圍。

這五個(gè)因素加在一起構(gòu)成了一個(gè)完成的色彩空間，這個(gè)空間的大小會(huì)影響整個(gè)視頻最終還原出來(lái)在我們眼睛里的效果。而五個(gè)因素的前4個(gè)都已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)較高的水平。8K、10K的屏幕早就有所聞，12、14bit面板也已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間普遍都在8ms到2ms之間，NTSC色域范圍早就超過(guò)了100%。唯獨(dú)亮度高動(dòng)態(tài)范圍還停留在SDR這樣一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)相對(duì)滯后的水平。

這就好似木桶原理，其他都是爭(zhēng)先拔高的木片，唯獨(dú)亮度的高動(dòng)態(tài)范圍缺了一個(gè)口子，再怎么灌水也裝不滿，色彩空間一直都無(wú)法更大范圍擴(kuò)張。所以這個(gè)時(shí)候HDR技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。需要這么一個(gè)全新的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)彌補(bǔ)這個(gè)維度上的不足，讓讓顯示畫質(zhì)突破瓶頸抵達(dá)新的高度。

電視的HDR技術(shù)能帶來(lái)什么？

提升這個(gè)亮度的動(dòng)態(tài)范圍之后，色彩空間也提升了，那出現(xiàn)在我們眼前的圖像會(huì)發(fā)生什么變化呢？

更多的亮度信息

HDR充分展示不同亮度畫面的細(xì)節(jié)

在我們的現(xiàn)實(shí)世界亮度動(dòng)態(tài)范圍是非常廣泛的，即便在一些比較暗的環(huán)境下也是有亮度，這個(gè)亮度有個(gè)單位名稱叫做坎德拉平方，俗稱尼特。拍攝設(shè)備拍出的片源在顯示設(shè)備上播放，一般來(lái)說(shuō)是很難再現(xiàn)真實(shí)世界的那個(gè)亮度范圍的。有之前我們說(shuō)的視頻格式的原因，也還有壓縮、傳輸、顯示設(shè)備等等的原因。

亮度等級(jí)示意圖

而人眼對(duì)于亮度范圍的感知有一個(gè)區(qū)間范圍，有一些高端的拍攝設(shè)備，能夠基本滿足人眼系統(tǒng)的需求，而傳輸技術(shù)和顯示技術(shù)還有明顯的短板。這時(shí)候的HDR電視，便是突破這一瓶頸的最好選擇。真正的電視的HDR技術(shù)帶來(lái)的感官享受，是你無(wú)法抗拒的。

更多的色彩和細(xì)節(jié)

亮度信息的提升，也意味著在某些原本無(wú)法還原的亮度層級(jí)上的色彩和細(xì)節(jié)也得到的了再現(xiàn)。

舉個(gè)例子，錄制的煙花視頻，在普通的顯示設(shè)備上市無(wú)法看清楚煙花綻放最亮部分的顏色的，而如果視頻中有水，卻能在水的倒影中清晰的看清楚煙花的顏色。這種現(xiàn)象要怎么解釋呢？其實(shí)很簡(jiǎn)單，因?yàn)槠胀ǖ囊曨l和播放設(shè)備，還無(wú)法解析更高亮度的色彩和細(xì)節(jié)，之所以能看到水中倒影里的煙花，實(shí)質(zhì)上是那個(gè)位置的亮度已經(jīng)降低了好幾個(gè)層次。而如果是配備具有HDR功能的電視和HDR的片源，那無(wú)論是空中的煙花還是倒影中的煙花，都能再現(xiàn)如親眼所見(jiàn)般的色彩和細(xì)節(jié)。

有人會(huì)說(shuō)，超廣色域的電視不是一樣能看到更多的色彩么？這個(gè)問(wèn)題就是典型的忽略了亮度這個(gè)因素在畫面中的作用。色彩會(huì)受到亮度的影響，因?yàn)樵诓煌牧炼惹闆r下，色彩會(huì)有不同的變化。回歸到理論上，我們所定制的顏色編碼方法，無(wú)論是BT.709也好，還是SDR標(biāo)準(zhǔn)也好，色域空間還要乘以亮度范圍才能變成一個(gè)立體的概念，也就是之前所說(shuō)的色彩空間概念。更高亮度寬容度的HDR電視，就能把更極端亮度下的顏色和細(xì)節(jié)展現(xiàn)清晰。

國(guó)內(nèi)外電視HDR技術(shù)的應(yīng)用

有了這么一個(gè)革命性的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，于是就有了CES2016上各電視廠商爭(zhēng)先恐后亮相HDR電視的局面。其實(shí)消費(fèi)者最關(guān)心的還是我們現(xiàn)在買到了這些HDR電視，到底能不能享受到它應(yīng)該有的效果。

我們就先來(lái)看看國(guó)內(nèi)廠商布局HDR技術(shù)的現(xiàn)狀。說(shuō)一點(diǎn)題外話，雖然國(guó)產(chǎn)廠商不是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定者，最高端的技術(shù)也不在他們手上。但是國(guó)產(chǎn)電視廠商這些年的進(jìn)步還是有目共睹的。大家看到的夸張的宣傳手法也好，還是引人入勝的公關(guān)文案也罷，在激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中，這是他們開(kāi)辟市場(chǎng)的一種方式。

國(guó)內(nèi)廠商包括TCL、海信、創(chuàng)維、康佳等都有涉足到電視的HDR技術(shù)，也都在大力布局相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。據(jù)悉目前TCL在這方面的布局比較迅速，已經(jīng)有了比較成熟的全生態(tài)HDR技術(shù)和產(chǎn)品線。通過(guò)前文的分析我們也了解到，要想達(dá)到真正的HDR顯示效果，必須從前端的拍攝、內(nèi)容的編碼傳輸、后端硬件的支持，還有軟件的優(yōu)化等各個(gè)環(huán)節(jié)都遵循HDR標(biāo)準(zhǔn)，工程量還是很大的。

內(nèi)容方面國(guó)內(nèi)的流媒體內(nèi)容供應(yīng)商對(duì)HDR視頻的支持還非常有限，目前基本同國(guó)外流媒體網(wǎng)站合作，打造線上HDR視頻資源平臺(tái)，如TCL就和好萊塢深度合作。但是隨著HDR視頻技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)的全球播、騰訊視頻、荔枝TV視頻等也將會(huì)在第二季度逐步上線HDR片源，屆時(shí)合作的電視廠商就能及時(shí)的獲得片源補(bǔ)充。

當(dāng)然，如果家里沒(méi)有聯(lián)網(wǎng)，而是用機(jī)頂盒看視頻，或者想看的視頻都沒(méi)有HDR格式，那HDR電視還能有什么效果嗎？這個(gè)問(wèn)題很實(shí)在，就像當(dāng)年4K電視出來(lái)的時(shí)候，能點(diǎn)播的4K視頻基本都是一些演示片，于是當(dāng)時(shí)就出來(lái)了一個(gè)畫質(zhì)補(bǔ)償技術(shù)，俗稱2K轉(zhuǎn)4K，雖然效果沒(méi)有原生4k視頻那么好，但是至少對(duì)源視頻進(jìn)行了優(yōu)化，在電視上效果會(huì)好很多。而HDR電視再一次用上了類似的功技術(shù)，國(guó)內(nèi)TCL等廠商，利用HDR技術(shù)，把普通內(nèi)容轉(zhuǎn)換成HDR內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，不同于以往將普通SDR信號(hào)拉伸的方式，而是通過(guò)調(diào)節(jié)飽和度，保證色調(diào)不產(chǎn)生偏差。同時(shí)動(dòng)態(tài)提升技術(shù)還會(huì)將原始的SDR信號(hào)通過(guò)亮度補(bǔ)償，使信源亮度細(xì)節(jié)更加接近于HDR標(biāo)準(zhǔn)的顯示亮度。

國(guó)外廠商當(dāng)然就以索尼為首了。本身在前端拍攝設(shè)備幾乎就是壟斷地位，索尼擁有能夠記錄HDR高動(dòng)態(tài)范圍的4K、8K攝像機(jī)F65、F55等，去年很火的《羋月傳》就是用F55拍攝。在專業(yè)影像領(lǐng)域里的索尼的確是獨(dú)當(dāng)一面，在HDR電視上也采取了比較成熟的解決方案。由于得天獨(dú)厚的攝影產(chǎn)品和內(nèi)容數(shù)據(jù)，在畫質(zhì)驅(qū)動(dòng)芯片方面就更有拿捏，在背光技術(shù)和圖像處理引擎方面能給HDR更多的空間。當(dāng)然老牌電視廠商松下、LG、三星也都有了比較完整的HDR電視解決方案。

無(wú)論是國(guó)內(nèi)的TCL等還是國(guó)際大廠索尼等，都在HDR電視的道路上立志做先鋒者和開(kāi)路者，電視HDR技術(shù)的應(yīng)用前景還是非常明朗的。

總結(jié)：HDR技術(shù)有點(diǎn)像當(dāng)年的4K技術(shù)，都是為了更真實(shí)的還原現(xiàn)實(shí)世界，讓人眼觀看到的電視內(nèi)容離現(xiàn)實(shí)世界越來(lái)越近。說(shuō)了那么多，我覺(jué)得有一句話是對(duì)HDR電視最好的詮釋。它可以比普通電視呈現(xiàn)的畫面亮度動(dòng)態(tài)范圍更高、色域更寬、畫面細(xì)節(jié)更清晰，讓你看到在電視上從未看到過(guò)的細(xì)節(jié)。顯示技術(shù)的發(fā)展是永不止息的，人們永遠(yuǎn)也不會(huì)滿足，就像再快的處理器都不嫌快，再高的分辨率都不嫌高一樣，HDR亮度動(dòng)態(tài)范圍雖然提升了整體的色彩空間，但是接下來(lái)一定還會(huì)有更高的色彩空間標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)。接下來(lái)就要看國(guó)內(nèi)外電視廠商要給我們帶來(lái)哪些驚喜了。