HDR是什么

簡而言之，HDR代表高動態范圍（High Dynamic Range），它是一個技術術語，它描述了一種與這種類型的屏幕相關的新型電視屏幕和技術標準，它首先出現在靜態攝影的曝光方法中。

HDR簡史

HDR首先作為靜止攝影技術而聞名于世。在靜態攝影中，我們會一次捕捉多次曝光，然后將它們壓縮成一個單獨的圖像，而不是顯示高光和陰影色調的所有細節。

HDR曝光過程

事實上，法國攝影師古斯塔夫·勒·格雷（Gustave Le Gray）在1850年代首次使用了它。他了解膠片底片的動態范圍限制，并使用兩個單獨的曝光來創建克服這些限制的圖像。

上述照片是從1855年開始的照相感光乳劑（感光乳劑在金屬板上）。所用的膠片的曝光范圍約為3 f / stop。一檔是下一檔的兩倍明亮或暗淡。在這種情況下，海洋和天空的細節將不可能同時保留。天空的亮度顯然遠高于水面的亮度。正常的曝光將要么洗出天空，讓船只可見; 保留云的細節，海洋就會太黑，船就會丟失細節。勒格雷簡單地結合了兩次曝光，以及在印刷過程中一些創造性的減淡和加深（dodging and burning），創造了HDR最早的例子之一。

其他像安塞爾·亞當斯（Ansel Adams）這樣的攝影師，專門用來減淡和加深（dodging and burning），以延長他們的圖像的色調范圍（tonal range）。通過選擇性地欠曝（dodging）或過曝（burning）圖像的不同部分，他可以讓原本在正常印刷品中看不到的細節顯現。這種技術最終被定義為區域系統（Zone System）。

為了捕捉上面所示的色調范圍，使用單張膠片進行曝光和打印是不可能的。只有仔細操縱各種暗區和亮區才能產生這種動態范圍。亞當斯使用了一種近百年的老技術，并將其提升為藝術形式。

所有這一切的目標是，而且是創造出更貼近人眼所見的圖像。利用視網膜中的視桿和視錐細胞，加上我們大腦的視覺皮層能夠分別處理圖像的黑暗和明亮區域，使我們可以看到完整的亮度等級范圍。相機無論是拍攝靜止圖像還是運動圖像，都無法做到這一點。

隨著數碼攝影的出現，將這些暗房技術添加到控制相機成像傳感器的軟件成為可能。這些傳感器受到類似的膠片的限制，其動態范圍有限。但是，由于只需要設置數碼相機進行多次曝光并將它們組合成HDR圖像，現在我們在智能手機上就可以完成以往在暗房中需要幾小時的時間才能做到的效果。

以下是將四個單獨曝光合并為單個色調映射（tone mapping）圖像的示例。

隨后的每一次曝光都增加了大廈的細節。當你看到第四張時，你可以看到天空中的云彩，但建筑物則完全被沖刷掉。現在看看結合的結果如何顯示。這被稱為“色調映射”。

你可以看到圖像中最暗和最亮部分的每個細節，就像你的眼睛通過適應極端光線和黑暗的層次來看待它一樣。最后的照片只有每個曝光的*好的元素，同時扔掉部分沒有用的細節。

2010年Soviet Montage用分束鏡將畫面一分為二，用兩部佳能5D Mark II拍攝。其中一部調到+2 EV，另一部調到-2 EV，拍出來的影片再用某些方法（Soviet Montage并未說明是什么方法）合成為HDR的影片，成為第*部“HDR”視頻：↓↓↓

顯而易見，以動態圖像的形式進行這項工作的能力具有深遠的意義。對比度和動態范圍是決定圖像質量的最重要指標。*好的顯示器可以同時渲染深黑色和亮白色，以展現每一個細節，并提供深度感。HDR在影像顯示上將帶來了更大的對比度、更寬的亮度范圍、更廣的色域，使得影像更加真實和鮮活。

開發HDR電視屏幕的想法出現在5年前，因為屏幕制造商能夠開發具有更好的顏色和亮度響應的發光二極管。對此有兩種方法，一種是使用響應更好的磷酸材料，另一種是使用也稱為OLED的有機半導體。

采用這種新技術后，制造商能夠在保持較低的陰影水平的同時創建更高亮度的屏幕，從而有效地創造出更大對比度的屏幕。大多數HDR屏幕能夠達到1000尼特的最大亮度，但未來的標準允許亮度高達10000尼特。相比之下，普通HDTV能夠顯示的最大亮度僅為100尼特（尼特是可見光強度的測量單位）。

新的HDR屏幕也能夠顯示比當前HDTV屏幕所能夠顯示的更大的色域。今天，我們正在研究1990年推出的REC709標準，并且已經受到CRT屏幕理論最大色彩值的限制。

然而，要注意的重點是，HDR的目的不是創造更明亮，更豐富多彩的圖像，而是顯示那些通常會丟失或剪裁的高光細節，使顏色看起來更加真實。