什麼是HDR？它竟能讓人們重新愛上電視！
本文章最後由 精研編輯部 於 2016-3-10 16:23 編輯HDR技術源自攝影界，意為高動態範圍。其實就是指在拍攝畫面的時候，呈現更多的細節，要達到這樣的效果就是讓更多的更多的部位有明暗對比，如果同一黑調或者同一亮度我們看到的就是沒有細節的暗處和白光。這樣的技術自然能提供更完善的畫面呈現，因此廣泛運用於目前的電視行業內。接下來請看HDR技術是什麼，HDR是如何改變我們的電視，目前HDR電視的行業現狀。
不知道你有沒有用手機拍過HDR的照片，手拿穩了咔擦一下，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更清晰了，亮部也不會顯得過曝。那HDR到底個什麼東西呢？這個技術叫做亮度的高動態範圍，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。記住，畫面中的亮度和顏色、細節都是相輔相成的，這一點後面我們會介紹到。
http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/w7DibHYQs2uaIM7tfKSq62ruH71PbLWRAJInu8Q8J6b52vJfP4SvanVKEVTia2RmD8mAogKriadzpel2OhCy7pJfg/640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1
要說的電視HDR技術跟手機、相機上的HDR技術類似。只不過後者是一種數字成像技術，而前者被定義為了全新的數字影像標準。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。為什麼電視HDR技術會出現在這個時間點？電視HDR真的是革命性的顯示技術麼？目前中國外又有哪些電視廠商正在行業前沿佈局電視HDR技術呢？
一、為什麼會出現HDR技術？
解答這個問題，首先需要簡單的回顧一下影像格式的發展歷史，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。影像的發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字化信息的處理重現在我們面前的，而這種數字化信息也，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。
影像格式的發展
http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/w7DibHYQs2uaIM7tfKSq62ruH71PbLWRAyp8Ct5TqZVZf8f7NrjgAGool20GFdAibkiaO1icyKOw5WTEOMDz3AJMtg/640?wx_fmt=jpeg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1
第一，空間解析度，也就是我們常說的Full HD、4K以及8K等等；第二，灰度解析度，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，時間解析度，可以理解為畫面的流暢度，動態響應和刷新率等等；第四，色域，這個大家應該都懂，常見的有NTSC和sRGB標準，意在表示螢幕能顯示的顏色的總和；而最後一點就是我們今天要講到的HDR，亮度的高動態範圍。
普通（左）與HDR（右）效果對比
http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/w7DibHYQs2uaIM7tfKSq62ruH71PbLWRAmTicJIBvz9E4lzbuibZmTianmpnYheH4icutypvYzWDmBNoiaJbHZm6Bgnw/640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1
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影像最終還原出來在我們眼睛裡的效果。而五個因素的前4個都已經發展到了一個較高的水平。8K、10K的螢幕早就有所聞，12、14bit面板也已經屢見不鮮，動態響應時間普遍都在8ms到2ms之間，NTSC色域範圍早就超過了100%。唯獨亮度高動態範圍還停留在SDR這樣一個標準，一個相對滯後的水平。
http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/w7DibHYQs2uaIM7tfKSq62ruH71PbLWRA2adAfcMiardNyXPUSaLKQ5RDyE9RNbyz63sqTmZ59Dkbj3unlsMKLzQ/640?wx_fmt=jpeg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1
這就好似木桶原理，其他都是爭先拔高的木片，唯獨亮度的高動態範圍缺了一個口子，再怎麼灌水也裝不滿，色彩空間一直都無法更大範圍擴張。所以這個時候HDR技術應運而生。需要這麼一個全新的標準來彌補這個維度上的不足，讓顯示畫質突破瓶頸抵達新的高度。
二、電視的HDR技術能帶來什麼？
提升這個亮度的動態範圍之後，色彩空間也提升了，那出現在我們眼前的圖像會發生什麼變化呢？
分展示不同亮度畫面的細節http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/w7DibHYQs2uaIM7tfKSq62ruH71PbLWRAMBp1slEC0SYHqGicSt0Fba9tIdDWLBQxyELuuzMcE0UBnfbodVGeLicQ/640?wx_fmt=jpeg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1
在我們的現實世界亮度動態範圍是非常廣泛的，即便在一些比較暗的環境下也是有亮度，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真實世界的那個亮度範圍的。有之前我們說的影像格式的原因，也還有壓縮、傳輸、顯示設備等等的原因。
亮度等級示意圖http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/w7DibHYQs2uaIM7tfKSq62ruH71PbLWRAWRTReACMnNTYbAINSSZquXKZ38ZBxKvdAIpx90Vq9yuzuWHZpibx4iaQ/640?wx_fmt=jpeg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1
而人眼對於亮度範圍的感知有一個區間範圍，有一些高端的拍攝設備，能夠基本滿足人眼系統的需求，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
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也得到的了再現。
舉個例子，錄製的煙火影像，在普通的顯示設備上市無法看清楚煙火綻放最亮部分的顏色的，而如果影像中有水，卻能在水的倒影中清晰的看清楚煙花的顏色。這種現像要怎麼解釋呢？其實很簡單，因為普通的影像和播放設備，還無法解析更高亮度的色彩和細節，之所以能看到水中倒影裡的煙花，實質上是那個位置的亮度已經降低了好幾個層次。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，都能再現如親眼所見般的色彩和細節。
SDR無法展現煙花中心的細節
http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/w7DibHYQs2uaIM7tfKSq62ruH71PbLWRAbqzqtcImcZbejtNj2KajDib2qkuH2jo4C1LUlSL1ELOicpJgQd0HQonA/640?wx_fmt=jpeg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1
有人會說，超廣色域的電視不是一樣能看到更多的色彩嗎？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。回歸到理論上，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範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展現清晰。
三、國內外電視HDR技術的應用有了這麼一個革命性的技術標準，於是就有了CES2016上各電視廠商爭先恐後亮相HDR電視的局面。其實消費者最關心的還是我們現在買到了這些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廠商佈局HDR技術的現狀。說一點題外話，雖然國產廠商不是技術標準的製定者，最高端的技術也不在他們手上。但是國產電視廠商這些年的進步還是有目共睹的。大家看到的誇張的宣傳手法也好，還是引人入勝的公關文案也罷，在激烈的競爭環境中，這是他們開闢市場的一種方式。
HDR多重標準 http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/w7DibHYQs2uaIM7tfKSq62ruH71PbLWRABNdmYVgMOCXkyxic0wVyY4ju6Hob4BvhdAPAibG80HDcBs5WuWNTPqsw/640?wx_fmt=jpeg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1
中國廠商包括TCL、海信、創維、康佳等都有涉足到電視的HDR技術，也都在大力佈局相關的基礎設施建設。據悉目前TCL在這方面的佈局比較迅速，已經有了比較成熟的全生態HDR技術和產品線。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、內容的編碼傳輸、後端硬件的支持，還有軟件的優化等各個環節都遵循HDR標準，工程量還是很大的。
TCL與好萊塢深度合作 http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/w7DibHYQs2uaIM7tfKSq62ruH71PbLWRAzmm9kpcx2EJ0s3iae4xqOv9DhcMcBaGMsl6mzAKE3e98yt5I9scg4FQ/640?wx_fmt=jpeg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1
內容方面中國的流媒體內容供應商對HDR影像的支持還非常有限，目前基本同國外流媒體網站合作，打造線上HDR影像資源平台，如TCL就和好萊塢深度合作。但是隨著HDR視頻技術的發展，中國的全球播、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。
全生態HDRhttp://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/w7DibHYQs2uaIM7tfKSq62ruH71PbLWRATic6TSibUG6MCAZ1yxS8z54ReicbkacNfMC8912MxLOYR8vbAv2W2wERQ/640?wx_fmt=jpeg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1
當然，如果家裡沒有聯網，而是用機頂盒看影像，或者想看的影像都沒有HDR格式，那HDR電視還能有什麼效果嗎？這個問題很實在，就像當年4K電視出來的時候，能點播的4K影像基本都是一些演示片，於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影像那麼好，但是至少對源影像進行了優化，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TCL等廠商，利用HDR技術，把普通內容轉換成HDR內容標準，不同於以往將普通SDR信號拉伸的方式，而是通過調節飽和度，保證色調不產生偏差。同時動態提陞技術還會將原始的SDR信號通過亮度補償，使信源亮度細節更加接近於HDR標準的顯示亮度。
HDR電視 http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/w7DibHYQs2uaIM7tfKSq62ruH71PbLWRAw3WffaRUqZuGpfM0jS1RiaXOtEiaPXiceGTaia4ss1KCBS06hJBydP39eA/640?wx_fmt=jpeg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1
國外廠商當然就以Sony為首了。本身在前端拍攝設備幾乎就是壟斷地位，Sony擁有能夠記錄HDR高動態範圍的4K、8K攝像機F65、F55等，去年很火的《羋月傳》就是用F55拍攝。在專業影像領域裡的索尼的確是獨當一面，在HDR電視上也採取了比較成熟的解決方案。由於得天獨厚的攝影產品和內容數據，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。
無論是中國的TCL等還是國際大廠Sony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技術是顯示技術的一大革新，與4K技術相同的是他們都為還原真實世界貢獻力量，讓人眼觀看到的電視內容離現實世界更近。正如宣傳所說，HDR電視確實比普通電視呈現畫面亮度動態範圍更高，色域更廣，畫面細節更清晰，讓你看到電視上從未看到的細節。在現有技術的支持下，HDR也會越來越成熟，相應的硬件支持也會越來越發達，只有時間能證明一切，讓我們享受越來越豐富的電視世界吧。
資料來源
頁:
[1]