當(dāng)代生活，我們都渴望更加清晰的顯示效果。因此在代表高清晰度的4K/8K、代表高流暢度的高刷新率之后，更加「好看」的HDR視頻正在悄然出現(xiàn)在我們的生活中。

HDR 究竟代表著什么？HDR能給畫(huà)面帶來(lái)多大的提升？市面上又有哪些關(guān)于HDR的標(biāo)準(zhǔn)呢？

這篇文章花費(fèi)了非常多的精力，我盡可能保證每一個(gè)專(zhuān)業(yè)名詞都有通俗的解釋?zhuān)绻胁粚?duì)的地方也歡迎指出來(lái)，我們共同進(jìn)步，謝謝大家。

HDR 是什么？

事實(shí)上目前絕大多數(shù)手機(jī)用戶接觸到 HDR 應(yīng)該都來(lái)自于今年年初發(fā)布的三星S10+ 手機(jī)，這是第*款通過(guò)了HDR10+認(rèn)證的手機(jī)。

HDR High Dynamic Range高動(dòng)態(tài)范圍圖像，是相較于SDR Standard Dynamic Range標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍而言的另一種顯示效果。

我們都知道顯示器很難還原出我們眼睛真實(shí)看到的事物，這主要是因?yàn)槿说难劬Φ摹竻?shù)」實(shí)在是太過(guò)恐怖了。

根據(jù)維基百科的數(shù)據(jù)顯示：同樣的一件物體，無(wú)論是把它放在明亮的日光下，還是把它放在昏暗無(wú)月的星空下，人眼都能正常觀測(cè)到它。而無(wú)月的星空之下物體的反射光強(qiáng)度只有烈日下的1/1,000,000,000，這意味人眼的動(dòng)態(tài)范圍相當(dāng)于90dB。如果換算成檔，則相當(dāng)于整整30檔。而現(xiàn)在比較主流的IPS顯示設(shè)備的對(duì)比度只有1000:1，這就導(dǎo)致顯示設(shè)備在日常顯示的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的壓縮失真。

HDR要解決的就是這種失真，擁有更高硬件要求的HDR可以提供更好的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)和畫(huà)面細(xì)節(jié)，尤其是亮部和暗部的細(xì)節(jié)對(duì)比提升，能夠讓整個(gè)畫(huà)面的表現(xiàn)。

簡(jiǎn)單說(shuō)就是「亮處不過(guò)曝，暗部有細(xì)節(jié)」。

HDR 要什么？

高亮度

作為 HDR 最重要的參數(shù)之一，亮度直接決定著HDR的亮度動(dòng)態(tài)范圍。亮度越高，顯示設(shè)備亮度范圍越大，HDR效果也才可能越好。

目前市面上主流的HDR標(biāo)準(zhǔn)都把顯示設(shè)備的*高亮度限制在了1000nit，最低亮度通常都低于1nit。雖然和人眼還有非常大的差距，但是也遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于目前主流顯示設(shè)備的亮度。

另外要注意的是，HDR并非是簡(jiǎn)單的「亮度高」，而是因?yàn)榱炼饶軌蛏咭虼四軌驗(yàn)楫?huà)面提供額外的亮度細(xì)節(jié)，例如太陽(yáng)、金屬反射、爆炸等等畫(huà)面，HDR設(shè)備宣傳的*高亮度通常也是指畫(huà)面中一小部分短時(shí)間能夠達(dá)到的*高亮度，而并非是整塊屏幕的持續(xù)*高亮度。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是「需要亮的時(shí)候才亮」。

高色域

所謂色域就是顯示設(shè)備能夠正確顯示顏色的范圍，色域越廣，顯示的顏色就越多。

目前的主流電視設(shè)備支持的色域通常是BT.709色域，而HDR的顏色標(biāo)準(zhǔn)通常是P3，甚至是BT.2020，從下圖就可以看到這三個(gè)色域之間的差距。

高色深

除了色域，色深也是HDR提升的重點(diǎn)。

通常來(lái)說(shuō)色準(zhǔn)相同的前提下，色域相同的顯示器就能夠顯示相同的顏色，但事實(shí)上影響顏色顯示的還有色深，事實(shí)上色域的概念就是在「同一色深」的前提下提出的。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)色身就是指同一種顏色能夠擁有多少種灰階，類(lèi)似于「一種顏色的不同亮度」。

色深的單位是 bit，也就是大家選購(gòu)顯示設(shè)備時(shí)常見(jiàn)的6bit、8bit和10bit，色深越多，能夠顯示的顏色就越多，而且相同顏色之間的過(guò)渡也就越自然。

目前市面上比較主流的產(chǎn)品都是8bit色深，R\G\B三色單個(gè)擁有256 位色彩（2 的 8 次方），組成的像素就有16777216種顏色（256的3次方），也就是常聽(tīng)到的1670萬(wàn)色；而 10bit色深的單個(gè)像素?fù)碛?024位色彩（2的10次方），組成的像素就有1073741824種顏色（1024的4次方），也就是常聽(tīng)到的10.7億色，是8bit面板的64倍。

另外面板還可以通過(guò)FRC像素抖動(dòng)技術(shù)來(lái)提升色階，也就是傳說(shuō)中的「6抖8」、「8抖10」的技術(shù)，這種技術(shù)可以模擬高色深面板，在日常生活中很難感受到和原生面板的差別，并且價(jià)格比較低；但是和原生面板直接對(duì)比還是能感受到二者的區(qū)別的。

不過(guò)要注意的是，和Hi-res小金標(biāo)一樣，想要欣賞HDR視頻，需要內(nèi)容（片源）、解碼芯片和播放設(shè)備三者全部符合HDR標(biāo)準(zhǔn)才行。目前市面上絕大多數(shù)宣傳支持HDR的電視基本上都是只支持HDR解碼，面板上還是無(wú)法支持這么高的硬件要求，大家選購(gòu)的時(shí)候還是不要迷信 HDR。

常見(jiàn)的 HDR 標(biāo)準(zhǔn)有哪些？

HDR10

美國(guó)消費(fèi)者技術(shù)協(xié)會(huì)（CAT）在2015年推出的HDR10標(biāo)準(zhǔn)是目前行業(yè)內(nèi)最受歡迎的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然肯定不是因?yàn)镠DR10免費(fèi)，而是它確定了HDR行業(yè)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)和未來(lái)前進(jìn)的方向。

HDR10的標(biāo)準(zhǔn)包括：17.6檔動(dòng)態(tài)范圍調(diào)節(jié)、10bit/12bit 色深、BT.2020色域等，這些都成為了未來(lái)HDR發(fā)展的基礎(chǔ)要求。

而最重要的是HDR10帶來(lái)了PQ感知量化，這也是目前行業(yè)內(nèi)最強(qiáng)的HDR標(biāo)準(zhǔn)Dolby Vision 杜比視界和HDR10+使用的技術(shù)。

這個(gè)技術(shù)非常復(fù)雜，我盡量用通俗的語(yǔ)言和大家探討一下，如果我說(shuō)的不對(duì)也歡迎在評(píng)論區(qū)告訴我，我會(huì)虛心學(xué)習(xí)。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，PQ量化感知能夠?qū)⒁曨l內(nèi)的亮度信息通過(guò)絕對(duì)數(shù)值來(lái)進(jìn)行量化，峰值為 10000cd/m2，任何視頻內(nèi)的任何亮度信息都在0-10000的數(shù)值區(qū)間內(nèi)。這就保證了即使是在不同的視頻播放設(shè)備上，還原的亮度都是盡可能一致的，這就能保證HDR最重要的亮度還原的準(zhǔn)確性。

但是由于是絕對(duì)數(shù)值，PQ受到硬件的影響非常大：由于封頂亮度高達(dá)10000nit，如果你的設(shè)備最大亮度只有 1000nit，那原視頻中1000—10000nit的部分也不會(huì)顯示出來(lái)，無(wú)論怎么調(diào)對(duì)比度也不會(huì)顯示。

這項(xiàng)技術(shù)的轉(zhuǎn)換方式為SMTPEST2084，簡(jiǎn)稱ST2084，根據(jù)函數(shù)曲線，1000nit亮度的屏幕可以顯示75%的信息，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)夠用了。PQ技術(shù)和我下面會(huì)提到的HLG混合對(duì)數(shù)伽馬成為了目前HDR技術(shù)的兩大流派。

HDR10目前應(yīng)用范圍很廣，并且認(rèn)證不收費(fèi)，常見(jiàn)的設(shè)備包括經(jīng)過(guò)認(rèn)證的中高端電視、Xbox one、PS4、Apple TV等。

值得注意的是，HDR10對(duì)亮度并沒(méi)有明確要求，300—1000nit都可以支持HDR10。

Dolby Vision 杜比視界

作為老牌視聽(tīng)公司杜比推出的HDR標(biāo)準(zhǔn)，Dolby Vision推出時(shí)間是早于HDR10的，但是由于要求過(guò)高，而且要收費(fèi)，導(dǎo)致目前支持的設(shè)備并不多。

Dolby Vision要求設(shè)備支持10000nit的峰值亮度（目前限制在4000nit，ST2084標(biāo)準(zhǔn)下可以顯示90%信息）、最低0.007nit的黑場(chǎng)亮度、BT.2020 色域、12bit 色深，目前市面上基本沒(méi)有設(shè)備可以達(dá)到這個(gè)要求。

和HDR10相比，Dolby Vision除了硬件上的要求，更重要的是支持了「逐幀動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)」，HDR10上使用的是靜態(tài)元數(shù)據(jù)，播放時(shí)設(shè)備會(huì)根據(jù)整個(gè)影片的最亮和最暗來(lái)調(diào)節(jié)影片的顯示效果；而Dolby Vision 的動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)則可以根據(jù)某一個(gè)場(chǎng)景，甚至逐幀調(diào)節(jié)信號(hào)，讓每一幀都能以最合適的亮度進(jìn)行播放。

另外在專(zhuān)有芯片的支持下，Dolby Vision 可以實(shí)現(xiàn) HDR 和 SDR 的雙兼容。

因此 Dolby Vision 更像是 HDR10 的高階版本，同時(shí)杜比作為 HDR10 的定制者之一，Dolby Vision 也可以向下兼容 HDR10。

目前支持 Dolby Vision 的設(shè)備也不少，從 iPhone X 開(kāi)始的 OLED 屏幕的 iPhone 都支持 Dolby Vision，索尼、LG 的高端電視也都有這項(xiàng)功能，內(nèi)容上還有Netflix、迪士尼、華納等制片廠進(jìn)行支持。

HDR10+

和HDR10不同，HDR10+是三星搞出來(lái)的，不過(guò)也是免費(fèi)的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)。

HDR10+最大的提升也是支持了動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)，除此之外也支持*高4000nit的亮度和10bit 面板色深。

目前支持HDR10+最積極的還是三星本星，除此之外松下也有部分電視支持HDR10+，國(guó)內(nèi)即將發(fā)售的一加7T也支持；軟件方面比較慘淡，只有亞馬遜Prime Video和20世紀(jì)福克斯等少量?jī)?nèi)容提供方支持。

HLG混合對(duì)數(shù)伽馬

上面三種 HDR 標(biāo)準(zhǔn)使用的都是PQ技術(shù)，接下來(lái)要介紹的是主要面向廣播電視使用的 HLG。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)由英國(guó)BBC和日本NHK 聯(lián)合開(kāi)發(fā)，為的就是簡(jiǎn)化HDR技術(shù)，使其適應(yīng)性更強(qiáng)，更加便于推廣。

和PQ使用的ST2084曲線不同，HLG使用的是OETF曲線，這種曲線并不會(huì)將亮度絕對(duì)化，而是處理為相對(duì)值，最大亮度并不定死在10000nit，而是根據(jù)設(shè)備的不同而進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

這就使得HLG標(biāo)準(zhǔn)的HDR視頻即使在不支持HDR視頻播放的設(shè)備上，也可以通過(guò)SDR的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行播放，并且畫(huà)質(zhì)損失比較小，這大大提升了兼容性。

另外由于HLG使用的電視行業(yè)使用的YUV編碼（Y-亮度信號(hào)、UV-色差信號(hào)），HLG甚至可以兼容CRT黑白電視，適合用戶群體龐大的電視臺(tái)。

另外HLG也是免費(fèi)的。

Display HDR

這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)面對(duì)的是顯示器，有 VESA 在 2017 年推出，分別有 HDR400、600、1000 三個(gè)檔。

由于篇幅的關(guān)系就不展開(kāi)講了，大家可以看下面的參數(shù)。

值得注意的有兩點(diǎn)：

1-顯示器由于有刷新率和響應(yīng)時(shí)間的顯示，因此盡管通常尺寸比較小，但是想要達(dá)到和電視相同的HDR效果往往是更難的。

2-顯示器HDR不是平均亮度越亮越好，因?yàn)轱@示器的使用距離相對(duì)于電視來(lái)說(shuō)和人更近，因此太亮對(duì)眼睛不好。

總結(jié)

這里我們引用公眾號(hào)「極客灣」老張老師文章中的表格給大家展示一下目前主流的HDR標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比。

可以說(shuō)，HDR顯示是顯示領(lǐng)域下一個(gè)發(fā)展重點(diǎn)，目前來(lái)看無(wú)論是行業(yè)內(nèi)還是消費(fèi)者都對(duì) HDR充滿了興趣，但是揠苗助長(zhǎng)式的HDR普及要不得，希望廠商們不要光顧著刷假認(rèn)證，專(zhuān)心于產(chǎn)品才會(huì)有更好的結(jié)果。

再次重申一次：想要欣賞HDR視頻，需要內(nèi)容（片源）、解碼芯片和播放設(shè)備三者全部符合 HDR 標(biāo)準(zhǔn)才行。

相信我，真正的HDR效果不會(huì)讓你失望的。不信？去索尼店里試一下就知道了。