智能電視顯示技術的哪點事：細數(shù)HDR的前世今生

jhddxb · 發(fā)表于 2016-5-6 08:53

相信每個人都用手機拍過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，仔細一看拍攝對象暗部的細節(jié)更清晰了，亮部也不會顯得過曝。那HDR到底個什么東西呢？這個技術叫做亮度的高動態(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模式下這個亮度層次可能就是12或者14，多出來的幾個亮度層次，可以容納更多的顏色和細節(jié)。記住，畫面中的亮度和顏色、細節(jié)都是相輔相成的，這一點后面我們會介紹到。
　　

今天要說的電視HDR技術跟手機、相機上的HDR技術類似。只不過后者是一種數(shù)字成像技術，而前者被定義為了全新的數(shù)字影像標準。早在2014年的CES展會上電視HDR技術就初露頭角，到了今年則開始大放異彩，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技術會出現(xiàn)在這個時間點？電視HDR真的是革命性的顯示技術么？目前國內(nèi)外又有哪些電視廠商正在行業(yè)前沿布局電視HDR技術呢？且聽小編一一道來。

為什么會出現(xiàn)HDR技術？

解答這個問題，首先需要簡單的回顧一下視頻格式的發(fā)展歷史，因為從它身上可以看到人們從顯示設備上追尋真實世界的足跡。視頻的發(fā)展終極目的其實是為了讓我們的眼睛在顯示終端上能看到更接近真實世界的一個畫面，顯示設備上的畫面都是通過數(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，就是人們常說的影響顯示設備畫質的因素，可以概括為五個方面。
　　

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

這五個因素加在一起構成了一個完成的色彩空間，這個空間的大小會影響整個視頻最終還原出來在我們眼睛里的效果。而五個因素的前4個都已經(jīng)發(fā)展到了一個較高的水平。8K、10K的屏幕早就有所聞，12、14bit面板也已經(jīng)屢見不鮮，動態(tài)響應時間普遍都在8ms到2ms之間，NTSC色域范圍早就超過了100%。唯獨亮度高動態(tài)范圍還停留在SDR這樣一個標準，一個相對滯后的水平。
　　

這就好似木桶原理，其他都是爭先拔高的木片，唯獨亮度的高動態(tài)范圍缺了一個口子，再怎么灌水也裝不滿，色彩空間一直都無法更大范圍擴張。所以這個時候HDR技術應運而生。需要這么一個全新的標準來彌補這個維度上的不足，讓讓顯示畫質突破瓶頸抵達新的高度。

電視的HDR技術能帶來什么？
提升這個亮度的動態(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節(jié)

在我們的現(xiàn)實世界亮度動態(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，這個亮度有個單位名稱叫做坎德拉平方，俗稱尼特。拍攝設備拍出的片源在顯示設備上播放，一般來說是很難再現(xiàn)真實世界的那個亮度范圍的。有之前我們說的視頻格式的原因，也還有壓縮、傳輸、顯示設備等等的原因。
　　

亮度等級示意圖

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

更多的色彩和細節(jié)

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

舉個例子，錄制的煙花視頻，在普通的顯示設備上市無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？其實很簡單，因為普通的視頻和播放設備，還無法解析更高亮度的色彩和細節(jié)，之所以能看到水中倒影里的煙花，實質上是那個位置的亮度已經(jīng)降低了好幾個層次。而如果是配備具有HDR功能的電視和HDR的片源，那無論是空中的煙花還是倒影中的煙花，都能再現(xiàn)如親眼所見般的色彩和細節(jié)。
　　

有人會說，超廣色域的電視不是一樣能看到更多的色彩么？這個問題就是典型的忽略了亮度這個因素在畫面中的作用。色彩會受到亮度的影響，因為在不同的亮度情況下，色彩會有不同的變化?；貧w到理論上，我們所定制的顏色編碼方法，無論是BT.709也好，還是SDR標準也好，色域空間還要乘以亮度范圍才能變成一個立體的概念，也就是之前所說的色彩空間概念。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節(jié)展現(xiàn)清晰。

國內(nèi)外電視HDR技術的應用

有了這么一個革命性的技術標準，于是就有了CES2016上各電視廠商爭先恐后亮相HDR電視的局面。其實消費者最關心的還是我們現(xiàn)在買到了這些HDR電視，到底能不能享受到它應該有的效果。

我們就先來看看國內(nèi)廠商布局HDR技術的現(xiàn)狀。說一點題外話，雖然國產(chǎn)廠商不是技術標準的制定者，最高端的技術也不在他們手上。但是國產(chǎn)電視廠商這些年的進步還是有目共睹的。大家看到的夸張的宣傳手法也好，還是引人入勝的公關文案也罷，在激烈的競爭環(huán)境中，這是他們開辟市場的一種方式。

國內(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，也都在大力布局相關的基礎設施建設。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技術和產(chǎn)品線。通過前文的分析我們也了解到，要想達到真正的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)化等各個環(huán)節(jié)都遵循HDR標準，工程量還是很大的。
　　

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

當然，如果家里沒有聯(lián)網(wǎng)，而是用機頂盒看視頻，或者想看的視頻都沒有HDR格式，那HDR電視還能有什么效果嗎？這個問題很實在，就像當年4K電視出來的時候，能點播的4K視頻基本都是一些演示片，于是當時就出來了一個畫質補償技術，俗稱2K轉4K，雖然效果沒有原生4k視頻那么好，但是至少對源視頻進行了優(yōu)化，在電視上效果會好很多。而HDR電視再一次用上了類似的功技術，國內(nèi)TCL等廠商，利用HDR技術，把普通內(nèi)容轉換成HDR內(nèi)容標準，不同于以往將普通SDR信號拉伸的方式，而是通過調節(jié)飽和度，保證色調不產(chǎn)生偏差。同時動態(tài)提升技術還會將原始的SDR信號通過亮度補償，使信源亮度細節(jié)更加接近于HDR標準的顯示亮度。
　　

國外廠商當然就以索尼為首了。本身在前端拍攝設備幾乎就是壟斷地位，索尼擁有能夠記錄HDR高動態(tài)范圍的4K、8K攝像機F65、F55等，去年很火的羋月傳就是用F55拍攝。在專業(yè)影像領域里的索尼的確是獨當一面，在HDR電視上也采取了比較成熟的解決方案。由于得天獨厚的攝影產(chǎn)品和內(nèi)容數(shù)據(jù)，在畫質驅動芯片方面就更有拿捏，在背光技術和圖像處理引擎方面能給HDR更多的空間。當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。

無論是國內(nèi)的TCL等還是國際大廠索尼等，都在HDR電視的道路上立志做先鋒者和開路者，電視HDR技術的應用前景還是非常明朗的。

總結：HDR技術有點像當年的4K技術，都是為了更真實的還原現(xiàn)實世界，讓人眼觀看到的電視內(nèi)容離現(xiàn)實世界越來越近。說了那么多，我覺得有一句話是對HDR電視最好的詮釋。它可以比普通電視呈現(xiàn)的畫面亮度動態(tài)范圍更高、色域更寬、畫面細節(jié)更清晰，讓你看到在電視上從未看到過的細節(jié)。顯示技術的發(fā)展是永不止息的，人們永遠也不會滿足，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亮度動態(tài)范圍雖然提升了整體的色彩空間，但是接下來一定還會有更高的色彩空間標準出現(xiàn)。接下來就要看國內(nèi)外電視廠商要給我們帶來哪些驚喜了。

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注：本帖僅作轉載！

人見百態(tài) · 發(fā)表于 2016-5-6 09:20

這個不錯哦內(nèi)容很精彩，感謝樓主的分享！

shenrujie123 · 發(fā)表于 2016-5-11 20:20

感謝分享，ZNDS有你更精彩:)

shenrujie123 · 發(fā)表于 2016-5-11 20:20

謝謝樓主分享，樓主辛苦了。

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