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相信說道HDR，大部分人想到的都是手機(jī)相機(jī)里的一個(gè)選項(xiàng)。HDR全稱High-Dynamic Range，即為高動(dòng)態(tài)范圍圖像。高動(dòng)態(tài)范圍是什么意思呢?
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2016-5-4 20:44 上傳
在介紹HDR之前，首先楊老濕來給各位科普下計(jì)算機(jī)圖像畫質(zhì)的背景知識。
自然界中所有的顏色都是由紅、綠、藍(lán)三種光通過不同比例、不同亮度混合呈現(xiàn)的。而在計(jì)算機(jī)的世界里，所有都是由0和1組成的，而發(fā)展到后期的計(jì)算機(jī)語言，顏色被兩組數(shù)字組成，一組是紅、綠、藍(lán)三個(gè)顏色的混合比例，另一組是表示光的強(qiáng)弱，也就是灰度。
但是自然光，如果你愿意可以分成無限份，而計(jì)算機(jī)每個(gè)數(shù)值都是有大小限制的。舉個(gè)最極端的例子，比如計(jì)算機(jī)可以顯示4個(gè)數(shù)字，那么灰度就只能是白、淺灰、深灰、黑四個(gè)顏色。而自然界中白色和淺灰之間，還可以分淺淺灰色、淺淺淺灰無數(shù)個(gè)等級。
所以理論上，表示顏色的計(jì)算機(jī)位數(shù)越多，能還原的自然顏色就越多，畫質(zhì)就越好。但受限與目前芯片的計(jì)算能力、和文件大小，這個(gè)數(shù)并不能無止境的大，所以目前，民用顯示器灰度最高標(biāo)準(zhǔn)大概在12Bit左右。
而這是 軟件部分的，硬件部分顯示器是否有能力展現(xiàn)這么多個(gè)亮度等級，就要看顯示器本身的亮度是否足以展現(xiàn)這么多個(gè)等級的灰度。如果電視亮度區(qū)間太小，而片源支持高位數(shù)的灰度，那么臨近的兩個(gè)灰度就會不易分辨。
說了這么多，你好像還是沒明白HDR是個(gè)毛線。這是肯定的了，因?yàn)槲疫€沒開始講呢，下面開始說人話。
HDR在電視領(lǐng)域中并非相機(jī)中，將多張不同曝光的最優(yōu)點(diǎn)融合在一起。簡單來說HDR在電視領(lǐng)域的應(yīng)用就是提升畫面的對比度，讓最亮的地方到最暗的地方跨度更大。而將亮度對比度的一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)定為HDR。在HDR之前，動(dòng)態(tài)亮度一直是SDR標(biāo)準(zhǔn)。
在自然界中亮度是非常廣的，正午的太陽中心亮度級別定義為10的9次方、而夜空中最微弱的星光亮度級別為10的-5次方。人眼通過瞳孔的放大和縮小，可以感知10的-5次方導(dǎo)10的8次方的亮度左右，當(dāng)然每個(gè)人存在差別，且有極個(gè)別的人可能跨度更高。人眼在瞳孔不變的情況下，大概可感知的亮度在1到10的5次方級別。
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2016-5-4 20:44 上傳
在電視領(lǐng)域，之前沿用了50年的SDR標(biāo)準(zhǔn)，亮度范圍在1到10的三次方，近年來興起的HDR在1到10的5次方，也就是滿足了人眼在瞳孔不變情況下的所能感知的亮度范圍。
在知道了什么事HDR以后，目前市場上的電視產(chǎn)品又是怎么實(shí)現(xiàn)的么?
目前電視屏幕材質(zhì)上，主流的依舊是夜景屏幕。眾所周知，液晶的顯示原理是由不發(fā)光的液晶層和背光源組成。
傳統(tǒng)的液晶屏幕完全通過液晶層分子的扭曲實(shí)現(xiàn)三原色光的透過亮的多少從而顯示出不同顏色的。即便是一個(gè)像素完全顯示為黑色，那么由于背后的背光層依舊亮著，也不能達(dá)到絕對的黑色。
不信各位可以嘗試在一張黑色的紙后面打一個(gè)手電筒，被光照的區(qū)域和不被光照的區(qū)域亮度肯定是不同的。
那么為了提升對比度，很多廠商都會在背光源上下文章。首先選用一個(gè)更亮的LED背光燈泡是美得說的。
HDR電視硬件上的原理就是，先分析這一幀圖像中的這個(gè)像素顯示顏色需要的亮度是多少，然后直接把背后背光源的亮度調(diào)整到合適的亮度。
所以理論上，每個(gè)像素后都有一個(gè)單獨(dú)的背光進(jìn)行控制，這樣達(dá)到的效果最好。不過目前主流背光源使用的是LED燈泡，若如上述所說，那么現(xiàn)在 4K電視大概需要4000多個(gè)LED燈泡。就算不考慮每個(gè)燈泡的干擾、這個(gè)功耗和發(fā)熱也會提升到一個(gè)非?？植赖募墑e。
所以妥協(xié)于這兩個(gè)原因下，目前的HDR電視采用分區(qū)背光控制的技術(shù)，用適當(dāng)數(shù)量的LED燈泡，一個(gè)LED對應(yīng)一小塊兒區(qū)域的背光，從而實(shí)現(xiàn)提升整個(gè)電視的亮度范圍提升。
單這個(gè)LED的多少，到現(xiàn)在都沒有人找到合適的答案。 索尼兩年前就開始研究的Backlight Master Drive技術(shù)就是這個(gè)原理，但至今未能在現(xiàn)實(shí)效果、功耗發(fā)熱、和產(chǎn)品售價(jià)中找到平衡，國內(nèi) 海信等企業(yè)也紛紛在這個(gè)平衡上進(jìn)行博弈。
那么目前市面上的HDR究竟值不值得購買呢?
首先，要肯定這項(xiàng)技術(shù)帶來的視覺效果提升。如果色域圖(說人話：紅綠藍(lán)光混合比例表)是出于一個(gè)二維坐標(biāo)的話，最終的顏色表現(xiàn)就是一個(gè)帶有亮度z軸的三維坐標(biāo)系。而此時(shí)提升了亮度z軸的跨度，可以表現(xiàn)的顏色當(dāng)然更多了。
但正如我所說，各家目前還都在這個(gè)背光分區(qū)數(shù)上進(jìn)行博弈，還未能找到最優(yōu)解。
不過很多電視都是打著HDR的旗號忽悠人。倒不是說她們沒有應(yīng)用上述的技術(shù)，只是它們使用的背光LED燈泡亮度沒有什么提升，分區(qū)也僅僅是個(gè)位數(shù)個(gè)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到HDR的效果。
那索尼、海信等旗艦HDR的電視有值得買么?
其實(shí)電視圈每一陣子都會出個(gè)新的名詞，從幾年前的4K，到一兩年前的量子點(diǎn)技術(shù)、再到這兩年的HDR。你要想啊，商家總要給你創(chuàng)造個(gè)新功能，你才會賣啊。
要不沒年瓤是那點(diǎn)兒東西、換個(gè)外包裝。家電這類產(chǎn)品又不是易耗品，誰沒事會沒年換他玩?去年國內(nèi)冰洗產(chǎn)業(yè)就是個(gè)非常好的例子。
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2016-5-4 20:43 上傳
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