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依然圍繞著被不少人譽為“地表最強黑科技電視”的Z9D，但通過和小倉敏之先生的進一步交流后，很多關(guān)于Z9D的研發(fā)背景，以及更多國內(nèi)消費者前所未聞的技術(shù)細節(jié)逐步浮出水面......而正是這些細節(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，負責TV圖像技術(shù)研發(fā)；1997年底前往索尼美國，負責電視機整機的研發(fā)；2004年返回日本繼續(xù)從事電視機整機研發(fā)。2007年調(diào)入Digital Imaging事業(yè)本部，負責相機和camcorder技術(shù)戰(zhàn)略，并擔任Hardware community負責人。2012年至今進入改組后的HE&S事業(yè)部，負責索尼的電視技術(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的研發(fā)工作。

　　我們的交流首先要從HDR說起。因為HDR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到多少多少nit尼特亮度就是好的HDR電視的層面，事實究竟是怎樣呢？

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）主導的ST2084，即Perceptual Quantizer技術(shù)；另一種則是ITU（國際電信聯(lián)盟）主導的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，它的特點是，定義的最大亮度基本超過了當今電視面板所能達到的極限。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、紀錄片的應用。

　　而HLG則被BBC/NHK這兩個電視行業(yè)的大咖所推崇，因為它基于OETF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，可以達到1200%的亮度動態(tài)范圍。因此HLG可以讓設備呈現(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，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)重傳輸標準，也可以暫時忽略，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，因為它采用了display mapping方式映射），畫面的細節(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，因此在用攝像機拍攝的OETF部分就能實現(xiàn)準確的亮度對比關(guān)系。而基于HLG的電視機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，準確的反映出各個部分亮度的變化、對比。

　　除此之外，HLG還可以實現(xiàn)對標準SDR電視（也就是目前市面上大量的非HDR電視）的支持，本身也屬于免費技術(shù)標準。相比之下HDR10雖然也是免費，但卻不能對SDR電視實現(xiàn)兼容，更別提需要額外編碼解碼器，以及授權(quán)費的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Dolby Vision與HDR10的優(yōu)勢，他依然非?？捎^的評價了這幾種技術(shù)流的優(yōu)缺點，他表示選擇何種技術(shù)是廠商根據(jù)自己的產(chǎn)品特點，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，而是更符合電視機的成像原理，也更善于再現(xiàn)畫面細節(jié)以及對比，這就夠了。

“準確”是索尼畫質(zhì)的精髓

　　其實索尼每次推出電視機新品的時候，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?shù)碾娨暀C進行畫質(zhì)實際對比。和之前在國內(nèi)的時候相比，這次設在總部的“小黑屋”體驗環(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)里一共設置了6臺電視機，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HDR電視。此外還有一臺價值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確度，尤其是在顯示較暗的畫面時，色彩偏移問題會更加嚴重（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，但還無法實現(xiàn)精準的Gradation（漸變），這就導致在電視機在顯示一些比較暗的場景時，無法做到精準的黑度漸變。

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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，圖像中能看到的細節(jié)和信息量更大，而左側(cè)的圖像層次和細節(jié)相對就少了不少。

　　索尼工程師設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膩無痕，Z9D的表現(xiàn)確實不如X300那么細膩，但讓人驚訝的是也絕對看不到任何色階的存在，只是擴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實現(xiàn)獨立控制，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？其實在Z9D的發(fā)布會上小倉敏之曾有過一個短暫的展示，當時一臺Z9D工程機去除了液晶面板層，觀眾僅觀看背光，就能看出一個有著清晰輪廓和細節(jié)的黑白影像！

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　　所以Z9D一是可以利用強大的背光系統(tǒng)實現(xiàn)精準的背光亮度控制，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，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際價值？實際上這是一個誤區(qū)：因為灰度漸變性能是液晶電視機圖像的基本性能之一，如果電視機不能再現(xiàn)準確的灰階，那么影響的將是所有顏色表現(xiàn)。

　　小倉敏之表示，索尼設計出具有高度接近專業(yè)監(jiān)視器的電視機，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）。索尼一直都認為好的畫質(zhì)，一定是可以準確再現(xiàn)視頻信號本身的狀態(tài)（也可以理解為準確還原視頻創(chuàng)作者所刻畫的鏡頭語言），而不是一味強調(diào)色彩多么華麗，對比多么強烈。

　　在實際視頻片段的畫質(zhì)比對測試中，他的觀點也不斷得到驗證：不管是CG的卡通片，還是經(jīng)4K高清電影攝像機拍攝的影片，Z9D的色彩風格、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格和監(jiān)視器里導演試圖表現(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，早已相當成熟。一般的企業(yè)研發(fā)一款新品，最短只要個把月時間。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?shù)穆L。

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　　客觀的說，索尼電視在CRT時代遠比現(xiàn)在日子好過得多。在2004年，平板電視即將迎來普及的時間節(jié)點，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機皇“HR36”。在被問及Z9D是否和當年的HR36有著相似的地位時，這位老索尼人的答復卻讓人有些意外：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。

　　因為HR36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，可能只是因為是最后一款CRT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！

　　其實就在最近2~3年時間，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...”一類的標簽，似乎一夜之間就成了消費者的敵人。

但以內(nèi)容為賣點的互聯(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貝市場 www.dangbei.com獲得海量免費電視資源，內(nèi)容方面索尼電視并不缺乏。

　　通過這次交流，索尼這個被認為是傳統(tǒng)彩電企業(yè)代表的品牌，所展現(xiàn)的技術(shù)實力和產(chǎn)品研發(fā)態(tài)度卻不得不讓我們尊敬。畢竟現(xiàn)在還愿意踏踏實實花3年時間開發(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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