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发表于 2018-8-6 16:56:00
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近年来，HDR技术在很多产品上兴起。彩电、投影机、照相机、手机、PC和笔记本电脑……几乎主要数码消费电子“大件”都搭上了HDR的快车。这一趋势下，选购具有HDR功能的产品亦成为流行风尚。但是，在HDR标准自身尚不清晰的背景下，一些“低质伪劣”HDR产品也横空出世，成为消费者选择的“一大烦恼”。 m1 P. I0 }7 G' C& S
什么是HDR,它有什么好处?' ?) ]& H: n! i& k% r
HDR，高动态范围图像(High-Dynamic Range，简称HDR)。对标于我们传统的“参数表”，其实这是一个“单幅画面实际对比度和灰阶梯度”的概念。
" h) h( B3 N5 A0 ] J9 R 在对比度的历史中，已经有静态对比度和动态对比度两个参数。静态对比度是一个设备固定的理想显示状态下的画面，单一最亮和单一最暗之间存在的差距;动态对比度则是一台设备，在任意状态下可能显示的最亮与最暗之间的差距。——显然，后者的数值会远高于前者，甚至有千倍的差异。
* U" [& A2 ^& J" W 但是，这些对比度的定义都忽视了一个最大的问题：人眼拾取的画面细节，来自于同一幅画面，而不是不同的显示画面。也就是说，对比度虽然一定意义上与现实设备的细节展示能力有关系，但却不是必然的相关性——因为对比度总是考虑显示设备在时间维度上，过程化的能力差异;人眼则更多看到空间维度上;结构化的细节分布。
. d1 `3 Y% w2 h7 n HDR概念的意义就在于，首次明确了一种提升“单一画面、不同部位，特别是明暗亮度相差较大的部位的细节展示能力”。简单说，HDR更类似于单幅画面内的对比度和灰度梯度概念。通过提升单幅画面中尽可能多的可通过视觉分辨的灰度梯度，HDR可以满足更多的细节画质展示能力。
) X* T* T# S, V1 z5 H( I 当然，HDR技术的定义不仅仅局限于“细节展示”这个单一的内涵，他还有其他重要的“延伸定义”。其中，最关键的延伸是，HDR倾向于用更大的“色欲覆盖”标准。大多数HDR标准的定义采用的是 Rec. 2020 影像标准所定义的色彩空间。Rec.2020 色彩空间覆盖了大约 75% 的 CIE 1931 色彩空间和大约 57% 的人眼可见光。但是，非常可惜的是记录和显示Rec.2020 色彩空间是一个非常困难的事情，满足这一标准的显示设备、彩电产品几乎可以忽略。! |3 s0 b* }8 o! \
同时，HDR还定义了色彩位深的概念升级——10bit起步，12和14BIT时代已经开启;HDR也定义了显示设备所需的“亮度能力”——至少要有1000nit的峰值能力，才能真正显示HDR的内容细节。/ M x! q% l0 ]' B/ p) A% V9 i
HDR标准尚未统一
/ I0 Q3 C) w, N: o3 N# C5 N 当很多消费者提到HDR的时候，认为这是一种技术;但是其实HDR是一种理念——作为技术化的产物，HDR标准不仅没有统一，而且还在不断发展之中。
/ j3 H& W/ a1 j 一方面，目前的HDR标准有HDR10、Dolby Vision(杜比视界)、HLG，及HDR10+等四个已经出现在市场上的标准。对于彩电和投影等显示设备，HDR10是最长见的技术标准。; U. k+ t) T' Z- p) @. x
对于HDR标准的问题，比较大的乱象除了“标准自身多样，且还在发展”外，也包括其支持者和关键产业链的态度：一方面，如三星这样的巨头，几乎推出了各种HDR标准的彩电产品;索尼也采用“脚踩三条船”的策略;但是另一些彩电品牌，则倾向于在HDR10或者杜比视界二选一。: I0 F4 M( I. G* \) z
另一方面，内容提供商的选择也是多样的。不仅是内容制作机构，例如电影制片厂、也包括内容发行媒介，例如蓝光碟机和机顶盒等设备的标准选择，都非常重要。尤其是各国广电部门似乎还没有向HDR标准过渡的路线图：这使得今天消费者购买的HDR标准的电视机，未必兼容未来本国的广播电视信号的实际标准。
& A6 C. ]$ q5 g7 l 甚至，在机顶盒、BD碟机、蓝光影碟、网络视频内容、电视机、投影机、手机等设备之间，不同HDR标准的兼容问题还大量存在——即，HDR不是一台彩电的内部技术，而是一个产业体系的线索和脉络技术。HDR这种“产业基础性技术”的本质，加重了标准混乱的“产业伤害”。6 H$ }. B- J1 o: x" t
号称HDR的那些彩电、投影等设备，真实差距有多大
7 `) D) [6 R( B6 z4 e: A) O 现在国内彩电和投影市场能够购买到很多号称支持HDR技术的产品：比如，有些说自己是HDR电视，有些更为明确的说自己是HDR10或者杜比视界标准的产品。后两者自然是真的HDR电视了，至于前者有可能只是支持HDR技术的信号输入，或者简单支持HDR标准的某一部分而已(比如高动态范围——对应于液晶电视就是分区背光源)。
; j, Z/ p( Q0 S( {( d7 U 从HDR的定义内涵看，10bit、那至于12bit的色彩位深不是困难的事情(10年前的技术就可实现这两个标准——包括存储、信号处理和显示面板的10bit化);峰值1000nit的亮度则大多数显示产品比较费力气、难以达到(液晶、OLED和投影机都有困难);至于Rec. 2020色彩空间的全覆盖，那更是困难极高、现实产品基本未能实现的技术标准。9 B/ r/ x' @' {2 ?1 X3 V
对于投影机这类显示设备而言，亮度是真正实现很好的HDR技术的基础瓶颈。亮度本就不足的画面，很难再细节对比和可视性上有显著的突破。所以，好的HDR机型必须与高亮度相对应;同时，HDR的核心含义在于细节展示能力，这也要求投影设备在原生对比度上有很好的表现，尤其是至暗画面的漏光控制上拥有极高的水平。事实上，作为“光源-光阀-镜头放大-反射”式的成像体系，投影机显示HDR效果的实现技术瓶颈要比液晶彩电产品更多。这也是HDR在投影圈不如彩电圈火的原因所在。+ ]1 w: R, j/ |+ Y+ ]4 M6 V% d
所以，HDR现在不仅仅是标准不统一的问题，而且还有同一标准不同设备实现水平的巨大差异：液晶彩电的背光分区技术、手机摄像头的多重曝光叠加技术都被描述成HDR，但是本质上这些技术只是实现HDR的一个小步骤，拥有这些技术并不意味着就是符合HDR标准的产品。——这种复杂性使得消费者选购一台好的HDR产品是件非常不容易的事情。, t# i6 r# P. F3 e
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