什么是HDR(高动态范围)?

移动超过 4K。HDR 是另一个重要的电视功能,可以极大地改善您观看的内容。以下是您需要了解的有关 HDR、HDR10、杜比视界和 HLG 的信息。

高动态范围 (HDR) 视频是最大的 4K 电视 功能要点之一。它可以推动视频内容超越广播和其他媒体标准几十年来一直坚持的(现在不存在的)限制。在可以处理它的电视上看到它令人印象深刻,但它也是一个相当令人困惑的技术功能,其中有几个变体,差异不是很明确。这就是为什么我们在这里向您解释它们。
什么是HDR(高动态范围)?-多听号

电视上的动态范围

电视对比度是它可以得到的黑暗和明亮之间的差异。动态范围描述了这种差异的极端情况,以及在这两者之间可以显示多少细节。本质上,动态范围是显示对比度,而 HDR 代表扩大了对比度。然而,仅仅扩大明暗之间的范围并不足以改善照片的细节。面板是否可以达到 200 cd/m^2(相对较暗)或 2,000 cd/m^2(难以置信的明亮),以及它的黑电平是 0.1cd/m^2(褪色,接近灰色)还是 0.005cd /m^2(非常暗),它最终只能根据接收到的信号显示这么多信息。

许多流行的视频格式,包括广播电视和蓝光光盘,都受到围绕旧技术提出的物理边界建立的标准的限制。黑色设置为只有这么黑,因为正如克里斯托弗·盖斯特雄辩地写道,“它再也不会变黑了。” 同样,白色也只能在显示技术的限制下变得如此明亮。现在,随着新型 LCD 面板上的有机 LED (OLED) 和局部调光 LED 背光系统,该范围正在扩大。它们可以达到更远的极端,但视频格式无法利用它。信号中只提供了这么多信息,而能够超出这些限制的电视仍然需要扩展和处理存在的信息。

什么是 HDR?

这就是 HDR 视频的用武之地。它消除了旧视频信号所带来的限制,并在更广泛的范围内提供有关亮度和颜色的信息。支持 HDR 的显示器可以读取该信息并显示由更广色域和亮度构建的图像。除了更广泛的范围之外,HDR 视频仅包含更多数据来描述极端之间的更多步骤。这意味着如果显示器支持,同一屏幕上的非常亮的对象和非常暗的对象可以显示为非常亮和非常暗,其中所有必要的步骤都在信号中描述,而不是由图像处理器合成。

更简单地说,与 HDR 兼容的电视上的 HDR 内容会变得更亮、更暗,并在两者之间显示更多的灰色阴影(假设电视的面板可以变得足够亮和暗以保证信号公正;一些廉价电视接受HDR 信号,但不会比非 HDR 信号有太大改进)。同样,它们可以产生更深、更鲜艳的红色、绿色和蓝色,并在它们之间显示更多的阴影。深阴影不仅仅是黑色的空隙;在黑暗中可以看到更多细节,而图片仍然很暗。明亮的照片不仅仅是阳光明媚、生动的照片;最亮表面的精细细节仍然清晰。生动的物体不仅仅是饱和的;可以看到更多的颜色深浅。

这需要更多的数据,并且像超高清视频一样,蓝光无法处理。幸运的是,我们现在拥有 Ultra HD Blu-ray,这是一种可以容纳更多数据的光盘类型(与 Blu-ray 不同,尽管名称不同),并且可以包含 4K 视频、HDR 视频,甚至是基于对象的环绕声,例如杜比全景声。请注意,您无法在普通蓝光播放器上播放它们;您需要专用的超高清蓝光播放器或相对较新的游戏机来播放它们。

在线流媒体还提供 HDR 内容,但您需要可靠的快速连接才能获得它。幸运的是,如果你的带宽足够高,可以得到 4K 视频,它可以得到 HDR;Amazon Video 和 Netflix 推荐的 4K 内容连接速度分别为 15Mbps 和 25Mbps,无论该内容是否为 HDR。

什么是色域?

这是HDR变得更加混乱的地方。宽色域是高端电视的另一个功能,它的定义甚至不如 HDR。它也连接到 HDR,但不是直接连接。HDR 处理电视被告知要熄灭多少光或亮度。与光分开定义的颜色范围和值称为色度。它们是两个独立的值,它们以多种方式相互作用,但仍然不同。

从技术上讲,HDR 仅专门解决亮度问题,因为这就是动态范围:屏幕上明暗之间的差异。无论视频格式如何,颜色都是基于绝对红色、绿色和蓝色级别的完全独立的值。然而,它们通过我们对光的感知方式联系在一起,更大范围的光意味着我们将感知更大范围的颜色。因此,支持 HDR 的电视通常可以显示所谓的“广色域”或广播电视中使用的标准色值(称为 Rec.709)之外的颜色范围。
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这并不意味着 HDR 可以保证更广泛的颜色,或者它们会保持一致。这就是我们测试每台电视的对比度和色彩的原因。今天的大多数电视都可以达到 Rec.709 值,但这会留下很多眼睛可以看到但那些电视无法显示的颜色。DCI-P3 是数字电影的标准色彩空间,而且范围更广。Rec.2020 是 4K 电视的理想色彩空间,而且范围更广(我们还没有看到任何可以达到这些水平的消费级电视)。关键在于:Rec.2020 同时适用于 SDR 和 HDR,因为 HDR 不直接解决颜色级别问题。

上图显示了人眼可以检测到的颜色范围为拱形,以及我们提到的三个颜色空间为三角形。正如你所看到的,每一个都比前一个显着扩展。

所有这些可能看起来令人困惑,但归结为:HDR 并不能保证您会获得更多颜色。许多 HDR 电视具有广色域,但并非全部。我们的电视评论会告诉您电视是否支持 HDR 以及它的全系列色彩是什么样的。

HDR的类型:HDR 并不是很普遍,目前分为两种主要格式,还有一些其他格式正在获得动力。

杜比视界

杜比视界是杜比自己的 HDR 格式。虽然杜比需要对媒体和屏幕进行认证才能表明它们与杜比视界兼容,但它并不像 HDR10 那样具体和绝对。杜比视界内容使用动态元数据。静态元数据可在您观看的任何内容中保持特定级别的亮度。动态元数据根据每个场景甚至每个帧调整这些级别,在非常明亮或非常黑暗的场景之间保留更多细节。通过调整电视被告知在运行时发出的最大和最小光水平,可以在更具体的、更具体的、目标跨度。

杜比视界还使用针对特定显示器的功能进行调整的元数据,而不是根据视频的制作方式处理绝对值。这意味着杜比视界视频将根据电视制造商和杜比之间设置的值告诉您的电视使用什么亮度和颜色级别,并牢记您的特定电视的功能。它可以让电视显示比 HDR10 更多的细节,但这最终取决于内容的掌握方式以及电视在光线和色彩方面的处理能力。母带制作方面很重要,因为杜比视界是一种许可标准,而不是像 HDR10 这样的开放标准。如果最终视频中提供了杜比视界,那可能意味着自始至终都使用了杜比工作流程。

HDR10

HDR10 是 UHD 联盟推动的标准。它是一个技术标准,具有特定的、定义的范围和规格,内容和显示必须满足这些标准才能使用它。HDR10 使用在所有显示器上一致的静态元数据。这意味着 HDR10 视频以绝对值设置亮度和颜色级别,无论它显示在哪个屏幕上。它是一个开放标准,因此任何内容制作者或发行者都可以自由使用它。

HDR10

HDR10 是三星开发的标准。它通过添加动态元数据(如杜比视界)以 HDR10 为基础。它不会为每个屏幕使用个性化的元数据,但它仍然会调整它告诉电视为每个场景或帧显示的光线范围。它可能会在 HDR10 显示的内容上为您的图片添加更多细节,并且与 HDR10 一样,它是一个开放标准,不需要通过非常特定的制作工作流程获得许可。

混合对数伽玛 (HLG)

混合对数伽马 (HLG) 不像 HDR10 或杜比视界那么普遍,而且在一些 BBC 和 DirecTV 广播之外,它的内容还很少,但它可以使 HDR 更广泛地可用。这是因为它是由 BBC 和日本 NHK 开发的,旨在提供广播公司可以用来发送 HDR(和 SDR;HLG 向后兼容)的视频格式。它在技术上更加通用,因为它根本不使用元数据;相反,它使用电视用来计算 SDR 内容亮度的伽玛曲线和对数曲线的组合来计算支持 HDR 的电视可以产生的更高水平的亮度(因此得名 Hybrid Log-Gamma)。

HLG 可以与 SDR 和 HDR 电视一起使用,因为它根本不使用元数据,同时仍然拥有更广泛的光照数据。唯一的问题是采用。它是为广播公司开发的,我们仍然看不到很多广播公司通过电波、有线或卫星服务播放 4K 视频。HLG在内容方面还有很长的路要走。

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