你家電視、顯示器真的支援HDR嗎?
2019年08月14日09:47

  經過幾年不懈宣傳,HDR獲得了不少消費者認可,甚至將HDR與高畫質劃等號。為了吸引消費者選購,不少售價只要一兩千元的液晶電視、顯示器標稱支援HDR,然而它們支援的是真HDR麼?

  HDR是High Dynamic Range Imaging的簡寫,對應中文是高動態範圍成像,翻譯成人話意思是讓亮度的圖像更亮,讓暗的圖像更暗。實現HDR並不簡單,必須從內容源、軟件處理、顯示硬件三方面著手才能顯示出真正HDR圖像。為了讓消費者清新瞭解到電視、顯示器是否支援HDR顯示,業界製定了多個HDR標準,有HDR10、HDR10+、Dolby Vision、HLG、Advanced HDR、HDR 400、HDR 600、HDR 1000、Ultra HD Premium。如此多標準實在讓人傻傻分不清,尤其是HDR10、HDR 400、HDR 600、HDR 1000,是數字越大越厲害麼?

  HDR標準可以分為兩類,一是DisplayHDR、Ultra HD Premium,前者包含HDR 400、HDR 600和HDR 1000三項,是一個規範硬件的標準,另一個是視頻編碼標準,包含HDR10、HDR10+、Dolby Vision、HLG、Advanced HD,我們使用的顯示器、電視無不基於兩種標準做文章。

  首個硬件標準Ultra HD Premium

  Ultra HD Premium是第一個消費類設備HDR顯示標準,它由UHD聯盟製定於2016年初,主要規範了液晶、OLED電視HDR顯示效果,具體規範如下:

  解像度達到3820×2160

  色深達到10bit

  支援BT.2020色域信號輸入

  顯示覆蓋90%以上DCI-P3色域空間

  HDR:符合SMPTE ST2084 EOTF (高動態範圍影像電光轉換)標準

  峰值亮度與黑位達到其中一項 ,LCD:亮度1000尼特以上/黑位低於0.05尼特,OLED:亮度540尼特以上/黑位低於0.0005尼特

  不得不說Ultra HD Premium是一個相當“人性化”的標準,充分照顧了液晶對比度不高、OLED亮度上不去的缺點,對色域要求相當寬鬆,只要求90%+ DCI-P3色域,用WLED光源+量子點技術即可達成,沒有定義色準、背光均勻度等等,最難實現一點是液晶電視必須使用動態分區技術才能高亮高於1000尼特、黑位低於0.05尼特。Ultra HD Premium是目前定義電視畫質的最高標準,但寬鬆的指標決定了符合Ultra HD Premium標準的電視畫質千差萬別,符合Ultra HD Premium標準不一定好電視,好電視一定符合Ultra HD Premium標準。

  尷尬的DispalyHDR

  如果說Ultra HD Premium是一個人性化標準,那VESA定製的DisplayHDR簡直是一個不要臉的標準。DisplayHDR是一個針對電腦用顯示器(包括筆記本電腦屏幕)製定的HDR標準,它不但規範了色域、亮度、色深,還要規定持續亮度、響應速度,把色深分為處理精度以及面板色彩精度兩項,比Ultra HD Premium更為完善。

要求最高的HDR 1000對面板色彩精度要求不過8bit+2bit
要求最高的HDR 1000對面板色彩精度要求不過8bit+2bit

  然而DisplayHDR敗筆在於劃分為HDR 400、HDR 600、HDR 1000三個檔次,最低的HDR 400峰值亮度為400cd/m²,持續亮度為320cd/m²,Corner Box、Tunnel黑位分別是0.4 cd/m²、0.1 cd/m²,色域大於90%的BT.709,面板色彩精度為8bit,換言而之HDR 400標準顯示器不過一個優質版的SDR顯示器,完全體現不出高動態範圍效果。

  要高品質展示HDR遊戲、視頻內容,至少要一個符合HDR 600標準的顯示器,最好符合HDR 1000標準,它相當於電腦版本的Ultra HD Premium標準。實現HDR 600不簡單,它要求峰值亮度達到400cd/m²,Corner Box、Tunnel黑位同為0.1cd/m²,必須使用動態分區技術才能實現,色域要求達到了DCI-P3的90%+,要求遠遠高於HDR 400,別說一兩千元的顯示器,即使兩三千元示器也無法實現這些指標。

  在近兩年市場出現了一批疊屏液晶監視器,Mini LED背光源液晶顯示器,以及OLED屏幕,它們性能遠遠超出HDR 1000。DisplayHDR從此變得非常尷尬,HDR 400標準太低,無法展示出HDR效果,HDR 1000已經過時,無法展示出新一代顯示器性能差異。

  坑爹的電視解碼

  有了支援HDR的顯示器、電視只是第一步,還得支援解碼HDR視頻。與SDR視頻不同,HDR視頻是一個半成品,它就像相機/攝像機拍攝的Log風格視頻一樣,有了初步調色,但畫面飽和度、對比度很低,有一種發灰的感覺,需要電視、電腦按照電視屏幕、顯示器明亮特性進行色調映射,把它轉換為一個高飽和度、高對比的視頻。

畫面左側為Rec 709,右側為Log C,HDR視頻未經處理前就像右側畫面
畫面左側為Rec 709,右側為Log C,HDR視頻未經處理前就像右側畫面

  飛利浦與Technicolor曾推出一個名為Technicolor Advanced HDR的SDR轉HDR標準,但缺乏支援者,已經作古,目前HDR視頻標準主要有HDR10/10+、Dolby Vision、HLG四個。

  HDR10、Dolby Vision都是基於Perceptual Quantizer絕對值顯示(SMPTE ST2084 EOTF標準),PQ輸出帶有元數據,編碼值是絕對亮度值,輸出版本分為500nit、1000nit、2000nit多個亮度等級,假若顯示器、電視沒有達到亮度要求,會砍掉超出亮度的畫面。二者差別在於HDR10規格較低,只支援10bit色深,亮度範圍是1000至4000 cd/m²,勝在免費;Dolby Vision支援12bit色深,最高亮度可達10000 cd/m²,PQ可超出電視動態範圍,缺點是收費。為了提升HDR10競爭力,Samsung、亞馬遜提出了改進版HDR10+,能根據每一個場景甚至每一幀優化畫面,改善畫質。HLG是BBC與NHK製定的廣播用HDR標準,輸出時不帶有元數據,編碼值是相對值,在播放時會按百分比進行放大,對不同設備適應性非常好,成本最低。簡單來說,Dolby Vision > HDR10+ > HDR10 > HLG。

  得益於電腦靈活的結構,只要CPU速度夠快即可解碼任何格式HDR視頻,HDR顯示器不會成為軟件瓶頸,電視反而麻煩很多。現在電視正在從廣播時代慢慢過渡到流媒體時代中,HDR視頻在流媒體上傳播速度遠遠快於廣播,使用格式HDR10、Dolby Vision、HLG兼有,一台電視必須通吃四個HDR格式才能好好觀看HDR視頻。

  需要特別注意的是,能解碼HDR視頻不等於能顯示HDR視頻。市面上廉價HDR電視質只敢標稱自己是HDR解碼,表示電視解碼HDR視頻時將HDR轉換為SDR,然後傳輸到SDR的液晶屏幕里,顯示的仍是SDR視頻,更有甚者解碼出錯,無法顯示出正常SDR效果。

失敗的HDR電視屏攝,畫面高光細節通通爆掉,或是花屏
失敗的HDR電視屏攝,畫面高光細節通通爆掉,或是花屏

HDR解碼電視屏攝,完全沒有HDR效果
HDR解碼電視屏攝,完全沒有HDR效果

  如何判斷真偽HDR

  我們學習那麼多知識目的是判斷一台電視、顯示器是否HDR,那有什麼簡單高效的方法呢?第一,看錢,不要指望兩三千元的電視、顯示器能支援HDR。第二,看認證,帶有DispalyHDR、Ultra HD Premium認證肯定是HDR設備,但不見得效果好,通吃所有格式。第三,實測,在網上尋找相關測試或是自己動手測試——顯示器可以從Windows的Windows HD Color菜單中查看顯示器是否支援HDR;電視要準備一個儲存不同格式HDR視頻的U盤到賣場實測。

  本文來自愛活網

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