west 發表於 2016-1-18 20:22:31

sony 索尼 HDR 製作技術概述

影視製作發展的歷史就是不斷地追求更高的圖像質量。與圖像質量有關的因素是分辨率、色域、量化精度、幀率和動態範圍,與標清相比高清電視通過提高分辨率提升了圖像質量,4K超高清電視不但在分辨率方面超越了高清,還擴展了色域、提高了量化精度和幀率,加上最新的高動態範圍(HDR)技術,4K超高清電視能夠呈現出比高清更驚豔的視覺效果。




HDR技術簡介受拍攝、製作和顯示技術的影響,影視製作不可能也沒必要完全再現實際景物的動態範圍,但與人眼的視覺特性相比,目前電視系統的動態範圍還是太小了。現有電視動態範圍的標準是根據顯像管性能製定的,而目前顯像管已經被淘汰,拍攝、製作和顯示技術都比顯像管時代有了長足的發展。因此,影視行業需要製定新的技術標準提升系統的動態範圍。
標清時代早期電視攝像機的動態範圍只有150%,之後提高到了300%、600%,能夠再現的光比約為1,000:1,相當於10檔光圈寬容度,高清時代亦然。標清和高清顯像管監視器的標準亮度為100尼特(cd/m2),對比度大於1,000:1,顯像管伽瑪(EOTF,電光轉換特性)2.4(ITU-R BT.1886),與顯像管伽瑪相對應的電視伽瑪(OETF,光電轉換特性)配合攝像機拐點/斜率支持的寬容度傳輸能力1,000:1。在現有的電視系統中,拍攝、製作、傳輸和顯示的寬容度均為1,000:1,10檔光圈。
根據ITU(國際電聯)、EBU(歐廣聯)、SMPTE(美國電影電視工程師協會)和ARIB(日本電波產業會)等國際、地區和國家的標準化組織研究建議,HDR的目標是把電視系統的寬容度從1,000:1提高兩個數量級達到100,000:1,相當於從10檔光圈提高到16.7檔,達到與人眼瞳孔無調節時相當的程度。http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/CicWkVTAib0PgeWKLOI03ggRlyribNBoLibIYgxgg4OQMouKoYzTibhibCASRZfDiarQQugRSzvs4C2yUJV74EyOPb9IA/0?wx_fmt=jpeg
近年來數字攝影機大量應用於電影拍攝,為了實現與彩色負片相同的寬容度性能,35mm全畫幅成像器件的寬容度已經超過了14檔光圈。最新的OLED顯示屏亮度達到了1,000尼特,對比度超過1,000,000:1(20檔光圈),配置了動態背光技術的液晶顯示屏亮度達到了4,000尼特,對比度超過10,000:1。目前,在拍攝和顯示技術方面已經達到或接近了HDR的要求,但現有的顯像管伽瑪(EOTF)和電視伽瑪(OETF)配合攝像機拐點/斜率支持的寬容度傳輸能力只有1,000:1,成了實現HDR的瓶頸。http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/CicWkVTAib0PgeWKLOI03ggRlyribNBoLibIlZ4CjtBCP0mFlepXfWdasouuBiba5bibYCPiaqgUKymratuxwxyWUTIWA/0?wx_fmt=jpeg

HDR就是在提高了拍攝和顯示動態範圍的基礎上採用新的OETF和EOTF,用更高的量化精度把電視系統表達寬容度的能力提升到100,000:1,並兼容現有的SDR(標準動態範圍)收看設備。http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/CicWkVTAib0PgeWKLOI03ggRlyribNBoLibIVYChAOBVtzgwKjL45NVBQBapGiciaqHg2dblyHtR0wQDpPoBKWrPM3lA/0?wx_fmt=jpeg

簡單來說,HDR就是建立了一個比SDR更大的坐標系,以再現更大的色域和更高的亮度動態範圍。http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/CicWkVTAib0PgeWKLOI03ggRlyribNBoLibIuDYFTzgFkpDNJIEapm8h4DYPqXCvQZnquSD4p6IibwOPHKfibiaVxViaxQ/0?wx_fmt=jpeg

顯示設備的EOTF是指數特性,製作系統的OETF是對數特性,OETF利用人眼的非線性對數特性對動態範圍進行壓縮以節省傳輸資源,EOTF對被OETF壓縮了動態範圍進行擴展,兩種曲線的方向相反,必須成對配合使用,才能再現正確的灰度和彩色。目前,很多廠家、研究和廣播機構提出了多種用於HDR播出、發行的EOTF,其中兩種被市場廣泛接受,一種是杜比公司建議的PQ,已經成為SMPTE ST2084標準,另一種是NHK與BBC建議的HLG(Hybrid Log-Gamma),正在申請成為ITU-R標準。在美國,OTT和演播室表演類節目(電影和連續劇)引領了HDR發展,根據CEA(Consumer Electronics Association,美國消費電子產品協會)發布的規範,其播出格式為HDR10,即10比特量化、4 :2:0取樣、R.2020色域,EOTF採用PQ(SMPTE ST 2084),SDR兼容方案為Dolby Vision;歐洲推動HDR發展的主要是衛星和實況直播體育節目,SDR向下兼容性受到高度重視,因此EOTF優先考慮採用兼容性好的HLG(Hybrid Log Gamma);日本的狀況與歐洲類似。
索尼HDR製作由於播出、發行的EOTF至少有兩種選擇,因此製作HDR電視節目時無論選擇哪種做母版都有風險,有必要引入與EOTF/OETF無關的中間母版(Mezzanine Master)製作格式。基於影視製作的豐富經驗,索尼建議採用S-Log3作為HDR的製作母版。S-Log3預留了4,000%的動態範圍,與Cineon對數伽瑪幾乎完全相同,便於調色,非常適合10比特HDR電視母版製作和HDR直播。
http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/CicWkVTAib0PgeWKLOI03ggRlyribNBoLibIwJPnooMrSLiaMsT2ec458gicXFNUTcIhqCm0Hs14fwRplSibNR7EUCjoQ/0?wx_fmt=jpeghttp://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/CicWkVTAib0PgeWKLOI03ggRlyribNBoLibIsNE4hCThjTyI6v6D3YDwiaEdjmOYS44OdOKWHJkhQQavgkyM6K1C2cg/0?wx_fmt=jpeg
索尼所有專業4K攝像機/攝影機都支持HDR拍攝,採用4​​K OLED顯示屏的BVM-X300監視器支持大部分主流HDR的EOTF和R.2020超高清色域,HDR模式時最高亮度1,000尼特,對比度大於1,000,000:1,能夠滿足各種4K HDR節目的製作需求。
參考資料 : 中國 索尼影視專業製作樂園

len1978 發表於 2016-5-13 13:43:14

感謝分享。這篇文章對於新加入的HDR技術解釋的較易理解與明白。

zzxh2009 發表於 2016-6-11 10:18:14

感謝分享

absolute 發表於 2017-11-7 17:03:16

不好意思!請教一下:市售4K藍光片、remux檔、串流媒體是否有分別發行HDR & SDR的版本?
還是說都是單一版本,HDR只是個『屬性』,看得懂的播放器就輸出HDR,無法識別的就維持SDR?

pp300 發表於 2017-11-7 19:45:34

absolute 發表於 2017-11-7 17:03 static/image/common/back.gif
不好意思!請教一下:市售4K藍光片、remux檔、串流媒體是否有分別發行HDR & SDR的版本?
還是說都是單一版 ...

技術上可行,但是目前都還是 4K UBD 是 HDR、1080P BD 就是 SDR 來達成最佳影片畫質
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