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超高清視頻契機(jī)

隨著5G時(shí)代來臨，超高清視頻產(chǎn)業(yè)迎來了快速發(fā)展，衡量視頻畫質(zhì)，有五個(gè)非常重要的維度：分辨率、色深、色域、對(duì)比度以及幀率。相較于對(duì)比度，其他四個(gè)維度的技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得足夠成熟，而SDR（Standard Dynamic Range）標(biāo)準(zhǔn)50年來都沒有迎來革新（目前大多數(shù)電視產(chǎn)品依然停留在SDR標(biāo)準(zhǔn)），直至HDR的出現(xiàn)才迎來了轉(zhuǎn)機(jī)。

圖1 超高清藍(lán)光標(biāo)準(zhǔn)

HDR對(duì)高清顯示的重要性

嚴(yán)格意義上說，HDR是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，而不能單純的理解為一種技術(shù)手段。HDR技術(shù)帶來最直接的效果就是黑色表現(xiàn)更加深邃并且呈現(xiàn)出更多細(xì)節(jié)，而在亮度方面能夠提升至更加真實(shí)的亮度表現(xiàn)。

從色彩空間來說，HDR讓顯示色彩空間更廣，以BT.2020色彩空間作為超高清藍(lán)光的標(biāo)準(zhǔn)之一，它覆蓋了CIE 1931色彩空間的75.8%，而普通藍(lán)光標(biāo)準(zhǔn)使用的是BT.709色彩空間，它僅覆蓋了CIE 1931色彩空間的35.6%，即BT.2020色彩空間為BT.709的212.9%，可以為用戶帶來更具層次感的畫面以及更多平時(shí)看不到的細(xì)節(jié)。

圖2 BT.2020與BT.709的色彩空間范圍對(duì)比

從技術(shù)角度來說，人眼所能感受的亮度范圍大概為(10-3～106)nit，能感受的瞬時(shí)對(duì)比度范圍可達(dá)10000：1，而目前消費(fèi)級(jí)液晶顯示器的亮度一般≤400nit，對(duì)比度一般不超過2000:1。因此，人眼的亮度分辨能力遠(yuǎn)高于當(dāng)前主流的顯示設(shè)備。傳統(tǒng)顯示器由于存在亮度瓶頸，對(duì)比度范圍非常有限，也就是只能停留在SDR水平，畫質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求，視覺體驗(yàn)較差，HDR應(yīng)用在顯示器上可完美解決這個(gè)問題。有了HDR，顯示器能夠顯示更多的顏色信息，更多的圖像細(xì)節(jié)，畫面的明暗對(duì)比度得到全方位的提升。

圖3 SDR與HDR畫質(zhì)對(duì)比

然而，并不是所有顯示器都能匹配HDR，實(shí)現(xiàn)HDR對(duì)顯示器有嚴(yán)格的要求。首先是亮度要求，顯示器的峰值亮度≥1,000nit，最低亮度≤0.05nit，相應(yīng)的對(duì)比度≥20,000:1。高亮度帶來更豐富的色彩，極低的亮度則呈現(xiàn)更深邃的黑色。

其次是色域空間要求，對(duì)于顯示器來說，覆蓋的色域空間越大，顯示器能夠顯示的色彩范圍就越廣，HDR技術(shù)表現(xiàn)出來的色彩層次就越豐富。比如說在同一幅畫面中，最暗的像素亮度為2nit，最亮的像素亮度為9,890nit，在HDR顯示器上我們就能看到非常清晰的暗部細(xì)節(jié)與高光細(xì)節(jié)，但對(duì)于SDR顯示器來說，它的最低亮度達(dá)不到2nit，*高亮度也達(dá)不到9,890nit，那么我們只能看到一團(tuán)黑或是一團(tuán)亮，許多細(xì)節(jié)都無法表現(xiàn)出來。

HDR標(biāo)準(zhǔn)有哪些

目前市面上的HDR標(biāo)準(zhǔn)比較多。

◎ 1.在電視領(lǐng)域，HDR有HDR10和Dolby Vision（杜比視界）兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。HDR10是目前最常見的，同時(shí)也是一個(gè)開放的HDR標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)CEA（消費(fèi)電子協(xié)會(huì)），HDR10必須符合一定的標(biāo)準(zhǔn)，包括10bit色深和BT.2020色彩空間，這是HDR的一般規(guī)則，也是最基礎(chǔ)的HDR標(biāo)準(zhǔn)。

Dolby Vision是由美國(guó)杜比實(shí)驗(yàn)室推出的一項(xiàng)影像畫質(zhì)技術(shù)，通過提升亮度、擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍來提升影像效果，Dolby Vision可以提升視頻信號(hào)保真度，使圖像在亮度、色彩以及對(duì)比度上都表現(xiàn)得非常逼真。

◎ 2.在顯示器領(lǐng)域，視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（VESA）推出了首個(gè)HDR標(biāo)準(zhǔn)——Display HDR 1.0標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)亮度、色域、色深和上升時(shí)間等特性的不同，Display HDR 1.0標(biāo)準(zhǔn)定義了3種級(jí)別：Display HDR 400、Display HDR 600、Display HDR 1,000。表1為Display HDR 1.0的標(biāo)準(zhǔn)摘要。

Display HDR 1.0標(biāo)準(zhǔn)摘要

Display HDR 400是最低端的，要求支持8-bit影像處理、全局調(diào)光，峰值亮度≥400nit，覆蓋95%的BT.709色域，VESA稱只有15%的顯示器能夠勝任。

Display HDR 600針對(duì)高端顯示器和筆記本，要求屏幕具備10-bit處理能力、局部調(diào)光，峰值亮度≥600nit，黑白亮度響應(yīng)時(shí)間≤8幀，此外需要覆蓋99%的BT.709及90%的DCI-P3色域，為達(dá)到高對(duì)比度，VESA還規(guī)定極端暗角亮度≤0.1nit。

Display HDR 1000要求峰值亮度≥1,000nit，極端暗角亮度≤0.05nit，目前只有專業(yè)顯示器才能勝任。

另外，VESA 在2019年9月已更新到Display HDR 1.1版本，增加了Display HDR 1400標(biāo)準(zhǔn)，Display HDR 1400相比DisplayHDR1000在暗態(tài)標(biāo)準(zhǔn)上提高了2.5倍，同時(shí)提高了350%的對(duì)比度，要求顯示面板具備1400nit*高亮度,至少覆蓋95% DCI-P3廣色域、通過30分鐘的900nit全屏亮度測(cè)試等。

國(guó)星Mini LED背光助力高階LCD顯示器

通過VESA HDR標(biāo)準(zhǔn)

LCD是非自發(fā)光顯示技術(shù)，需要背光提供光源，傳統(tǒng)的LED背光一般為全局調(diào)光，存在較為明顯的漏光現(xiàn)象，即在顯示黑畫面時(shí)無法呈現(xiàn)深邃的黑。而Mini LED背光作為*新的LCD背光技術(shù)，其利用數(shù)量較多的Mini LED芯片，將直下式背光源劃分為成千上萬個(gè)獨(dú)立控制的光源，極大提升亮場(chǎng)和暗場(chǎng)效果。而對(duì)于發(fā)揮HDR的優(yōu)越性，Mini LED背光具體表現(xiàn)在以下兩方面：

◎1. Mini LED背光通過高分區(qū)動(dòng)態(tài)調(diào)光技術(shù)（Local Dimming），可實(shí)現(xiàn)LCD的區(qū)域亮度峰值達(dá)到4,000nit，最低亮度在0.05nit以下，相應(yīng)的對(duì)比度超過80,000:1，呈現(xiàn)高對(duì)比度效果，帶來更佳的視覺體驗(yàn)。

◎2. Mini LED背光結(jié)合量子點(diǎn)技術(shù)，通過藍(lán)光激發(fā)量子點(diǎn)，可得到色純度更高的紅光和綠光，使顯示器能夠呈現(xiàn)更廣的色域，覆蓋BT.2020，畫質(zhì)媲美OLED。

此外， RGB超級(jí)事業(yè)部的Mini LED-V2.0背光采用薄型化大尺寸COB集成封裝方案，在極大提升散熱性能和組裝效率的同時(shí)可實(shí)現(xiàn)低曲率半徑，搭配曲面LCD，滿足不同的場(chǎng)景應(yīng)用，并將在高端顯示器領(lǐng)域率先發(fā)力。2020年ISE荷蘭展，RGB超級(jí)事業(yè)部搭載Mini LED背光的32吋電競(jìng)顯示器全球首發(fā)，屆時(shí)大家可現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)HDR技術(shù)帶來猶如身臨其境的視覺逼真感。

圖4 滿足VESA HDR 1400認(rèn)證的27/32吋Mini LED背光電競(jìng)顯示器

HDR技術(shù)為我們帶來了更加絢麗多彩的畫面，無論是行業(yè)內(nèi)還是消費(fèi)者都對(duì) HDR 充滿興趣，目前已廣泛應(yīng)用于電影電視、顯示器等領(lǐng)域。但揠苗助長(zhǎng)式的 HDR 普及并不可取，專注于產(chǎn)品才會(huì)有更好的結(jié)果。RGB超級(jí)事業(yè)部始終堅(jiān)持產(chǎn)品技術(shù)的不斷創(chuàng)新，Mini LED背光產(chǎn)品展現(xiàn)的諸多新穎亮點(diǎn)，將帶來新的技術(shù)應(yīng)用熱潮，為產(chǎn)業(yè)鏈的良性發(fā)展提供更多源頭活水。