工匠精神！SONY索尼電視畫質(zhì)黑科技背后故事

frozenwind717 · 發(fā)表于 2016-10-7 11:11

在2016年8月10日的Z9D首發(fā)現(xiàn)場，來自索尼公司的資深電視研發(fā)工程師小倉敏之在介紹完Z9D所采用的各種技術(shù)后漫不經(jīng)心的說了一句話卻讓在場所有人都難以忘懷：“We know everything about TV！”

工匠精神！SONY索尼電視畫質(zhì)黑科技背后故事

　　短短1個月時(shí)間之后，我們在日本東京索尼BRAVIA總部再次見到了這位曾經(jīng)放出“狠話”的技術(shù)大拿。雖然這次交流的重點(diǎn)依然圍繞著被不少人譽(yù)為“地表最強(qiáng)黑科技電視”的Z9D，但通過和小倉敏之先生的進(jìn)一步交流后，很多關(guān)于Z9D的研發(fā)背景，以及更多國內(nèi)消費(fèi)者前所未聞的技術(shù)細(xì)節(jié)逐步浮出水面......而正是這些細(xì)節(jié)，讓人對“We know everything about TV！”這句話也有了全新的體會。

小倉敏之（Toshiyuki (Toshi) Ogura）個人簡歷：

　　1983年加入索尼電視事業(yè)部，負(fù)責(zé)TV圖像技術(shù)研發(fā)；1997年底前往索尼美國，負(fù)責(zé)電視機(jī)整機(jī)的研發(fā)；2004年返回日本繼續(xù)從事電視機(jī)整機(jī)研發(fā)。2007年調(diào)入Digital Imaging事業(yè)本部，負(fù)責(zé)相機(jī)和camcorder技術(shù)戰(zhàn)略，并擔(dān)任Hardware community負(fù)責(zé)人。2012年至今進(jìn)入改組后的HE&S事業(yè)部，負(fù)責(zé)索尼的電視技術(shù)戰(zhàn)略。他幾乎參與了自80年代之后，幾乎所有索尼主要電視機(jī)的研發(fā)工作。

　　我們的交流首先要從HDR說起。因?yàn)镠DR已經(jīng)成2016年彩電行業(yè)最熱門的技術(shù),但國內(nèi)絕大多數(shù)專業(yè)媒體對HDR的理解還停留在某款電視能達(dá)到多少多少nit尼特亮度就是好的HDR電視的層面，事實(shí)究竟是怎樣呢？

關(guān)于HDR技術(shù)

　　提到HDR，就不得不提到“transfer function（傳遞函數(shù)）”這個概念。

　　不管是攝像、拍照還是顯示都會用到“transfer function（傳遞函數(shù)）”。它可以分為EOTF電轉(zhuǎn)光（Electro-Optical Transfer Function）和OETF光轉(zhuǎn)電（Optical-Electro Transfer Function）兩種。電視機(jī)成像就是典型的EOTF，既將電信號轉(zhuǎn)換為光信號。而拍視頻則是OETF光轉(zhuǎn)換為電的過程。

　　而行業(yè)里目前常見的HDR轉(zhuǎn)換函數(shù)有兩種，一是SMPTE（電影電視工程師協(xié)會）主導(dǎo)的ST2084，即Perceptual Quantizer技術(shù)；另一種則是ITU（國際電信聯(lián)盟）主導(dǎo)的Hybrid Log-Gamma（簡稱HLG）技術(shù)。這兩種技術(shù)的主要區(qū)別如下：

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　　ST2084/P.Q 目前為電影行業(yè)里大名鼎鼎的杜比公司所采用。這種技術(shù)基于EOTF傳遞函數(shù)（側(cè)重拍攝端），定義了最大亮度為10000cd/m2，它的特點(diǎn)是，定義的最大亮度基本超過了當(dāng)今電視面板所能達(dá)到的極限。電視畫面的亮度在面板的最大亮度之下，而對于超過面板最大亮度的部分，畫面的信息就會出現(xiàn)丟失。因此它相對更適合電影、紀(jì)錄片的應(yīng)用。

　　而HLG則被BBC/NHK這兩個電視行業(yè)的大咖所推崇，因?yàn)樗贠ETF傳遞函數(shù)（側(cè)重顯像端），并沒有定義最高亮度數(shù)值，但由于基于elative（相對）的關(guān)系，可以達(dá)到1200%的亮度動態(tài)范圍。因此HLG可以讓設(shè)備呈現(xiàn)更寬廣的對比度，信號中出現(xiàn)了高于面板最高亮度的信號時(shí)，信息也不會丟失。更適合用在現(xiàn)場視頻直播等大部分場合。

　　說完HDR的傳遞函數(shù)，再看當(dāng)今行業(yè)里的幾個主流HDR技術(shù)。分別是杜比公司的Dolby Vision，HDR10、HLG和Prime/SL-HDR1。

　　Dolby Vision與HDR10均遵循ST2084/P.Q，因此兩者大致規(guī)范基本相同。而Prime/SL-HDR1更側(cè)重傳輸標(biāo)準(zhǔn)，也可以暫時(shí)忽略，主要的對比還是要看HLG。

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　　小倉敏之表示，HLG和Dolby Vision與HDR10相比，最大區(qū)別就是HLG是relative（相對）的系統(tǒng)，而Dolby Vision與HDR10是一個absolute（絕對）系統(tǒng)。前者用相對值表示亮度變化，而后者用絕對數(shù)值標(biāo)注亮度。

　　舉個栗子，如果一臺電視最大亮度低于ST2084的上限，那么HDR內(nèi)容中的這部分亮度信號就無法完全重現(xiàn)（但并不會完全丟失，因?yàn)樗捎昧薲isplay mapping方式映射），畫面的細(xì)節(jié)、對比度都會受到損失。而在HLG相對系統(tǒng)中，由于亮度變化都是相對值，因此在用攝像機(jī)拍攝的OETF部分就能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的亮度對比關(guān)系。而基于HLG的電視機(jī)即便擁有不同的最大亮度顯示能力，也都能根據(jù)相對值自適應(yīng)，準(zhǔn)確的反映出各個部分亮度的變化、對比。

　　除此之外，HLG還可以實(shí)現(xiàn)對標(biāo)準(zhǔn)SDR電視（也就是目前市面上大量的非HDR電視）的支持，本身也屬于免費(fèi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。相比之下HDR10雖然也是免費(fèi)，但卻不能對SDR電視實(shí)現(xiàn)兼容，更別提需要額外編碼解碼器，以及授權(quán)費(fèi)的Dolby Vision規(guī)范了。

　　索尼目前的做法是支持HLG（即BRAIVA上的4K HDR）。但是作為一個理性而客觀的工程師，小倉敏之并沒有完全否認(rèn)Dolby Vision與HDR10的優(yōu)勢，他依然非常可觀的評價(jià)了這幾種技術(shù)流的優(yōu)缺點(diǎn)，他表示選擇何種技術(shù)是廠商根據(jù)自己的產(chǎn)品特點(diǎn)，以及希望帶給用戶的畫質(zhì)決定的。

　　盡管我們已經(jīng)用了盡可能通俗的文字，但這部分的知識還是非常專業(yè)。普通用戶只要知道，索尼使用的HDR技術(shù)并不過分追求某一個數(shù)據(jù)的絕對值大小，而是更符合電視機(jī)的成像原理，也更善于再現(xiàn)畫面細(xì)節(jié)以及對比，這就夠了。

“準(zhǔn)確”是索尼畫質(zhì)的精髓

　　其實(shí)索尼每次推出電視機(jī)新品的時(shí)候，都會組織一個非常特別的“小黑屋”環(huán)節(jié)。里面通常會放置幾臺不同品牌，檔次相當(dāng)?shù)碾娨暀C(jī)進(jìn)行畫質(zhì)實(shí)際對比。和之前在國內(nèi)的時(shí)候相比，這次設(shè)在總部的“小黑屋”體驗(yàn)環(huán)節(jié)由于具備更好的軟硬件環(huán)境，給我們的的收獲也更多（依然無法拍照）。

　　這次的小黑屋環(huán)節(jié)里一共設(shè)置了6臺電視機(jī)，其中2臺索尼自己的Z9D，1臺今年的次旗艦X9300D，1臺競爭社的OLED電視，以及1臺競爭社的旗艦量子點(diǎn)HDR電視。此外還有一臺價(jià)值30余萬元人民幣的廣電專業(yè)級R/G/B OLED監(jiān)視器BVM-X300用于這些民用級電視畫質(zhì)表現(xiàn)的參照物。

首先說說黑位表現(xiàn)。

　　一般認(rèn)為OLED電視由于基于自發(fā)光原理，其黑位表現(xiàn)可以用完美來形容。

　　但小倉敏之表示，目前市面上的OLED電視和這次用作參照物的RGB OLED監(jiān)視器相比，顯示方式上還有這很大的區(qū)別。目前民用級的OLED電視只是采用白光OLED作為發(fā)光源，其依然需要彩色濾光片；為了彌補(bǔ)亮度不足的問題而加入了白色子像素后，又讓白平衡的調(diào)校難上加難。所以目前市面上的OLED電視很難做到很好的色彩還原準(zhǔn)確度，尤其是在顯示較暗的畫面時(shí)，色彩偏移問題會更加嚴(yán)重（相反專業(yè)級的RGB OLED監(jiān)視器是RGB三原色的每一個子像素都獨(dú)立發(fā)光，不需要彩色濾光片，因此白平衡很好控制）。

　　另一個問題就是涉及到“Gradation（漸變）”，現(xiàn)在的OLED技術(shù)雖然可以做到很深邃的黑色，但還無法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的Gradation（漸變），這就導(dǎo)致在電視機(jī)在顯示一些比較暗的場景時(shí)，無法做到精準(zhǔn)的黑度漸變。

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　　以上圖為例，同樣是黑白照片，右側(cè)由于擁有更好的（漸變）能力，灰階更豐富，圖像中能看到的細(xì)節(jié)和信息量更大，而左側(cè)的圖像層次和細(xì)節(jié)相對就少了不少。

　　索尼工程師設(shè)置了一個擁有極豐富和輕微變化的灰階圖像信號在這幾臺設(shè)備上分別重現(xiàn)。那臺專業(yè)的X300 OLED監(jiān)視器無疑有著最完美的表現(xiàn)，畫面中央的純黑到邊緣的灰白過渡，有如奶油在口腔中逐漸化散開來那邊細(xì)膩無痕，Z9D的表現(xiàn)確實(shí)不如X300那么細(xì)膩，但讓人驚訝的是也絕對看不到任何色階的存在，只是擴(kuò)散的柔和度有所差異；另一競爭社的旗艦液晶整體畫面發(fā)灰發(fā)白不說，色階也極為粗獷（每一個色階之間約有1-2指的寬度），而OLED的表現(xiàn)最讓人大跌眼鏡：占據(jù)屏幕中央30%左右寬度的部分完全一片死黑，沒有任何過渡和層次，邊緣灰白的部分則出現(xiàn)明顯的偏色，更別提兩者之間一樣粗獷的色階效果了。

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　　這是民用級OLED的Gradation表現(xiàn)，有些慘不忍睹。但Z9D的顯示效果普通相機(jī)無法拍攝，所以沒有照片展示

　　讓Z9D擁有高度接近專業(yè)級監(jiān)視器灰階顯示能力的，除了來自X1 Extreme引擎中新的14bit平滑漸變功能，其實(shí)和背光系統(tǒng)也有著極大的關(guān)系。

　　Z9D在硬件上和普通電視相比，最大的特點(diǎn)就是采用了名為“BacklightMaster Drive（動態(tài)背光系統(tǒng)-大師版）”的背光系統(tǒng)。和傳統(tǒng)直下式LED背光技術(shù)相比，這個系統(tǒng)一是采用了高密度的矩陣式背光，二是可以對每一個LED實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制，三是通過特殊的結(jié)構(gòu)可以防止各個LED顆粒間出現(xiàn)光的干擾。

　　這套背光系統(tǒng)到底有多厲害？其實(shí)在Z9D的發(fā)布會上小倉敏之曾有過一個短暫的展示，當(dāng)時(shí)一臺Z9D工程機(jī)去除了液晶面板層，觀眾僅觀看背光，就能看出一個有著清晰輪廓和細(xì)節(jié)的黑白影像！

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　　所以Z9D一是可以利用強(qiáng)大的背光系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的背光亮度控制，再結(jié)合液晶層通過液晶分子偏轉(zhuǎn)對光線的控制，最終實(shí)現(xiàn)了非常接近專業(yè)級RGB OLED監(jiān)視器的“Gradation（漸變）”性能；而民用級的OLED只能通過面板底層的白光OLED調(diào)節(jié)最終畫面的亮度，無論精度還是亮度等級都相距甚遠(yuǎn)，最終表現(xiàn)出來糟糕的灰階性能也就不難理解了。

　　可能會有人質(zhì)疑，電視機(jī)需要顯示豐富的畫面色彩，僅用黑白做“Gradation（漸變）”效果對比是不是沒有什么實(shí)際價(jià)值？實(shí)際上這是一個誤區(qū)：因?yàn)榛叶葷u變性能是液晶電視機(jī)圖像的基本性能之一，如果電視機(jī)不能再現(xiàn)準(zhǔn)確的灰階，那么影響的將是所有顏色表現(xiàn)。

　　小倉敏之表示，索尼設(shè)計(jì)出具有高度接近專業(yè)監(jiān)視器的電視機(jī)，并不是為了炫耀，因此他們不會對外界公布Z9D采用了多少LED顆粒，以及能夠達(dá)到多少的峰值亮度（這些都是其他彩電廠商慣用的懸窗手段）。索尼一直都認(rèn)為好的畫質(zhì)，一定是可以準(zhǔn)確再現(xiàn)視頻信號本身的狀態(tài)（也可以理解為準(zhǔn)確還原視頻創(chuàng)作者所刻畫的鏡頭語言），而不是一味強(qiáng)調(diào)色彩多么華麗，對比多么強(qiáng)烈。

　　在實(shí)際視頻片段的畫質(zhì)比對測試中，他的觀點(diǎn)也不斷得到驗(yàn)證：不管是CG的卡通片，還是經(jīng)4K高清電影攝像機(jī)拍攝的影片，Z9D的色彩風(fēng)格、明暗對比都和X300這臺30多萬元的專業(yè)監(jiān)視器高度接近，民用級OLED電視雖然看起來色彩的飽和度高，更艷麗，但是一種典型的偏夸張的風(fēng)格和監(jiān)視器里導(dǎo)演試圖表現(xiàn)的畫面有著很大的不同（如果不是X300這臺專業(yè)監(jiān)視器的對比，我們或許很難理解準(zhǔn)確的色彩、明暗還原到底是什么概念）。

Z9D將成為液晶電視史上劃時(shí)代地位的產(chǎn)品

　　液晶電視經(jīng)過十余年的發(fā)展，無論是技術(shù)還是產(chǎn)業(yè)鏈，早已相當(dāng)成熟。一般的企業(yè)研發(fā)一款新品，最短只要個把月時(shí)間。但小倉敏之表示Z9D的研發(fā)卻早在3年前就已經(jīng)開始了，對于一臺液晶電視而言，這個研發(fā)周期可謂相當(dāng)?shù)穆L。

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　　客觀的說，索尼電視在CRT時(shí)代遠(yuǎn)比現(xiàn)在日子好過得多。在2004年，平板電視即將迎來普及的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，索尼曾推出了一款至今都讓不少視聽發(fā)燒友念念不忘的CRT機(jī)皇“HR36”。在被問及Z9D是否和當(dāng)年的HR36有著相似的地位時(shí)，這位老索尼人的答復(fù)卻讓人有些意外：他并沒有覺得HR36有多么傳奇，相反Z9D則是一款在液晶電視史上有著更重要地位的產(chǎn)品。

　　因?yàn)镠R36雖然是索尼最后一款旗艦級CRT電視，但其本身并沒有采用太多創(chuàng)新，各種技術(shù)都是高度成熟的，可能只是因?yàn)槭亲詈笠豢頒RT的緣故才會讓人念念不忘。從工程師角度看，缺乏技術(shù)創(chuàng)新是最大問題。而Z9D雖然也誕生在液晶技術(shù)高度成熟、完善的時(shí)間段，但無論是背光系統(tǒng)、畫質(zhì)引擎系統(tǒng)，都采用了大量創(chuàng)新的技術(shù)，不僅畫質(zhì)達(dá)到了液晶技術(shù)的最高值，甚至和專業(yè)級RGB OLED監(jiān)視器之間的距離也觸手可及。

　　這就是他敢說“We know everything about TV！”的底氣所在吧！

　　其實(shí)就在最近2~3年時(shí)間，隨著國內(nèi)彩電行業(yè)一大堆各色互聯(lián)網(wǎng)品牌的殺入，我們的耳邊一點(diǎn)也不缺乏類似“革命、顛覆”一類的豪言壯語。而傳統(tǒng)彩電企業(yè)也往往會被貼上“保守、暴利...”一類的標(biāo)簽，似乎一夜之間就成了消費(fèi)者的敵人。

但以內(nèi)容為賣點(diǎn)的互聯(lián)網(wǎng)電視真的靠譜嗎，內(nèi)容真的有那么值錢嗎，現(xiàn)在索尼電視可以通過安裝當(dāng)貝市場 www.dangbei.com獲得海量免費(fèi)電視資源，內(nèi)容方面索尼電視并不缺乏。

　　通過這次交流，索尼這個被認(rèn)為是傳統(tǒng)彩電企業(yè)代表的品牌，所展現(xiàn)的技術(shù)實(shí)力和產(chǎn)品研發(fā)態(tài)度卻不得不讓我們尊敬。畢竟現(xiàn)在還愿意踏踏實(shí)實(shí)花3年時(shí)間開發(fā)一款電視的能有幾個？而集體陷入浮躁中的中國互聯(lián)網(wǎng)電視企業(yè)們，最缺的不就是這份工匠精神嗎？

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