智能电视显示技术的哪点事：细数HDR的前世今生

jhddxb · 发表于 2016-5-6 08:53

相信每个人都用手机拍过HDR的照片，只需手拿稳了咔擦一下，得出的样张第一观感是要比普通模式下明亮，仔细一看拍摄对象暗部的细节更清晰了，亮部也不会显得过曝。那HDR到底个什么东西呢？这个技术叫做亮度的高动态范围，如果把普通模式下一张画面的亮度层次定为10的话，那HDR模式下这个亮度层次可能就是12或者14，多出来的几个亮度层次，可以容纳更多的颜色和细节。记住，画面中的亮度和颜色、细节都是相辅相成的，这一点后面我们会介绍到。
　　

今天要说的电视HDR技术跟手机、相机上的HDR技术类似。只不过后者是一种数字成像技术，而前者被定义为了全新的数字影像标准。早在2014年的CES展会上电视HDR技术就初露头角，到了今年则开始大放异彩，所有厂商几乎不约而同的展示出了各家的HDR电视。为什么电视HDR技术会出现在这个时间点？电视HDR真的是革命性的显示技术么？目前国内外又有哪些电视厂商正在行业前沿布局电视HDR技术呢？且听小编一一道来。

为什么会出现HDR技术？

解答这个问题，首先需要简单的回顾一下视频格式的发展历史，因为从它身上可以看到人们从显示设备上追寻真实世界的足迹。视频的发展终极目的其实是为了让我们的眼睛在显示终端上能看到更接近真实世界的一个画面，显示设备上的画面都是通过数字化信息的处理重现在我们面前的，而这种数字化信息也，就是人们常说的影响显示设备画质的因素，可以概括为五个方面。
　　

第一，空间分辨率，也就是我们常说的Full HD、4K以及8K等等；第二，灰度分辨率，这是一个影像色彩深度的概念，厂商宣传的XX色液晶面板就是这个东西，单位为bit；第三，时间分辨率，可以理解为画面的流畅度，动态响应和刷新率等等；第四，色域，这个大家应该都懂，常见的有NTSC和sRGB标准，意在表示屏幕能显示的颜色的总和；而最后一点就是我们今天要讲到的HDR，亮度的高动态范围。
　　

这五个因素加在一起构成了一个完成的色彩空间，这个空间的大小会影响整个视频最终还原出来在我们眼睛里的效果。而五个因素的前4个都已经发展到了一个较高的水平。8K、10K的屏幕早就有所闻，12、14bit面板也已经屡见不鲜，动态响应时间普遍都在8ms到2ms之间，NTSC色域范围早就超过了100%。唯独亮度高动态范围还停留在SDR这样一个标准，一个相对滞后的水平。
　　

这就好似木桶原理，其他都是争先拔高的木片，唯独亮度的高动态范围缺了一个口子，再怎么灌水也装不满，色彩空间一直都无法更大范围扩张。所以这个时候HDR技术应运而生。需要这么一个全新的标准来弥补这个维度上的不足，让让显示画质突破瓶颈抵达新的高度。

电视的HDR技术能带来什么？
提升这个亮度的动态范围之后，色彩空间也提升了，那出现在我们眼前的图像会发生什么变化呢？

更多的亮度信息
　　

HDR充分展示不同亮度画面的细节

在我们的现实世界亮度动态范围是非常广泛的，即便在一些比较暗的环境下也是有亮度，这个亮度有个单位名称叫做坎德拉平方，俗称尼特。拍摄设备拍出的片源在显示设备上播放，一般来说是很难再现真实世界的那个亮度范围的。有之前我们说的视频格式的原因，也还有压缩、传输、显示设备等等的原因。
　　

亮度等级示意图

而人眼对于亮度范围的感知有一个区间范围，有一些高端的拍摄设备，能够基本满足人眼系统的需求，而传输技术和显示技术还有明显的短板。这时候的HDR电视，便是突破这一瓶颈的最好选择。真正的电视的HDR技术带来的感官享受，是你无法抗拒的。

更多的色彩和细节

亮度信息的提升，也意味着在某些原本无法还原的亮度层级上的色彩和细节也得到的了再现。

举个例子，录制的烟花视频，在普通的显示设备上市无法看清楚烟花绽放最亮部分的颜色的，而如果视频中有水，却能在水的倒影中清晰的看清楚烟花的颜色。这种现象要怎么解释呢？其实很简单，因为普通的视频和播放设备，还无法解析更高亮度的色彩和细节，之所以能看到水中倒影里的烟花，实质上是那个位置的亮度已经降低了好几个层次。而如果是配备具有HDR功能的电视和HDR的片源，那无论是空中的烟花还是倒影中的烟花，都能再现如亲眼所见般的色彩和细节。
　　

有人会说，超广色域的电视不是一样能看到更多的色彩么？这个问题就是典型的忽略了亮度这个因素在画面中的作用。色彩会受到亮度的影响，因为在不同的亮度情况下，色彩会有不同的变化。回归到理论上，我们所定制的颜色编码方法，无论是BT.709也好，还是SDR标准也好，色域空间还要乘以亮度范围才能变成一个立体的概念，也就是之前所说的色彩空间概念。更高亮度宽容度的HDR电视，就能把更极端亮度下的颜色和细节展现清晰。

国内外电视HDR技术的应用

有了这么一个革命性的技术标准，于是就有了CES2016上各电视厂商争先恐后亮相HDR电视的局面。其实消费者最关心的还是我们现在买到了这些HDR电视，到底能不能享受到它应该有的效果。

我们就先来看看国内厂商布局HDR技术的现状。说一点题外话，虽然国产厂商不是技术标准的制定者，最高端的技术也不在他们手上。但是国产电视厂商这些年的进步还是有目共睹的。大家看到的夸张的宣传手法也好，还是引人入胜的公关文案也罢，在激烈的竞争环境中，这是他们开辟市场的一种方式。

国内厂商包括TCL、海信、创维、康佳等都有涉足到电视的HDR技术，也都在大力布局相关的基础设施建设。据悉目前TCL在这方面的布局比较迅速，已经有了比较成熟的全生态HDR技术和产品线。通过前文的分析我们也了解到，要想达到真正的HDR显示效果，必须从前端的拍摄、内容的编码传输、后端硬件的支持，还有软件的优化等各个环节都遵循HDR标准，工程量还是很大的。
　　

内容方面国内的流媒体内容供应商对HDR视频的支持还非常有限，目前基本同国外流媒体网站合作，打造线上HDR视频资源平台，如TCL就和好莱坞深度合作。但是随着HDR视频技术的发展，国内的全球播、腾讯视频、荔枝TV视频等也将会在第二季度逐步上线HDR片源，届时合作的电视厂商就能及时的获得片源补充。
　　

当然，如果家里没有联网，而是用机顶盒看视频，或者想看的视频都没有HDR格式，那HDR电视还能有什么效果吗？这个问题很实在，就像当年4K电视出来的时候，能点播的4K视频基本都是一些演示片，于是当时就出来了一个画质补偿技术，俗称2K转4K，虽然效果没有原生4k视频那么好，但是至少对源视频进行了优化，在电视上效果会好很多。而HDR电视再一次用上了类似的功技术，国内TCL等厂商，利用HDR技术，把普通内容转换成HDR内容标准，不同于以往将普通SDR信号拉伸的方式，而是通过调节饱和度，保证色调不产生偏差。同时动态提升技术还会将原始的SDR信号通过亮度补偿，使信源亮度细节更加接近于HDR标准的显示亮度。
　　

国外厂商当然就以索尼为首了。本身在前端拍摄设备几乎就是垄断地位，索尼拥有能够记录HDR高动态范围的4K、8K摄像机F65、F55等，去年很火的芈月传就是用F55拍摄。在专业影像领域里的索尼的确是独当一面，在HDR电视上也采取了比较成熟的解决方案。由于得天独厚的摄影产品和内容数据，在画质驱动芯片方面就更有拿捏，在背光技术和图像处理引擎方面能给HDR更多的空间。当然老牌电视厂商松下、LG、三星也都有了比较完整的HDR电视解决方案。

无论是国内的TCL等还是国际大厂索尼等，都在HDR电视的道路上立志做先锋者和开路者，电视HDR技术的应用前景还是非常明朗的。

总结：HDR技术有点像当年的4K技术，都是为了更真实的还原现实世界，让人眼观看到的电视内容离现实世界越来越近。说了那么多，我觉得有一句话是对HDR电视最好的诠释。它可以比普通电视呈现的画面亮度动态范围更高、色域更宽、画面细节更清晰，让你看到在电视上从未看到过的细节。显示技术的发展是永不止息的，人们永远也不会满足，就像再快的处理器都不嫌快，再高的分辨率都不嫌高一样，HDR亮度动态范围虽然提升了整体的色彩空间，但是接下来一定还会有更高的色彩空间标准出现。接下来就要看国内外电视厂商要给我们带来哪些惊喜了。

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注：本帖仅作转载！

人见百态 · 发表于 2016-5-6 09:20

这个不错哦内容很精彩，感谢楼主的分享！

shenrujie123 · 发表于 2016-5-11 20:20

感谢分享，ZNDS有你更精彩:)

shenrujie123 · 发表于 2016-5-11 20:20

谢谢楼主分享，楼主辛苦了。

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