我們在說的,到底是哪個 HDR?

自從 iPhone 12 支持「杜比視界」格式的 HDR 視頻拍攝,Bilibili 支持「杜比視界」播放之後,「HDR」這個詞也在我們的生活中出現得越來越頻繁。那麼到底什麼是 HDR,它和我們之前在拍攝靜態照片的時候,所使用的 HDRi 技術有沒有關系呢?

我們在說的,到底是哪個 HDR?

什麼是 HDR?

HDR,全稱 High Dynamic Range,高動態范圍范圍。與之相對的就是 SDR,標准動態范圍。

我們在說的,到底是哪個 HDR?

早期 CRT 顯示器只有 100nit

為了適應早期設備,SDR 視頻只能記錄和呈現 100nit 的亮度信息,放在目前手機動輒上千 nit 的螢幕面前,有點不夠看。

而 HDR 視頻則可以記錄 1000nit 甚至更高的亮度信息,只要顯示設備支持,相比同一個視頻的 SDR 版本,就可以還原出更大的動態范圍,更高的峰值亮度。

我們在說的,到底是哪個 HDR?

HDR 效果模擬

目前的 HDR 視頻在拍攝端和編碼端都已經得到了支持,近年來的相機傳感器基本都支持拍攝 HDR 視頻,而後期軟體也早早引入了對 HDR 的支持。

主要的瓶頸出現在顯示設備上。HDR 10 和「杜比視界」1000 nit 起步的亮度要求,對民用設備的考驗實在太大,所以之後 VESA 組織主導的閹割版 HDR400 和 HDR600 才會那麼大受歡迎。

我們在說的,到底是哪個 HDR?

其次是 HDR 不光對螢幕的峰值亮度有要求,還對螢幕的對比度有要求。高對比度才能呈現 HDR 視頻的高動態。

在一個對比度只有 1000:1 的普通 LCD 螢幕上,如果同時顯示 1000nit 的高光和 0.1nit 的暗部,面對這種高動態場景,由於對比度只有 1000:1,它要麼只能把高光從 1000nit 壓到 100nit,要麼只能把暗部從 0.1nit 提亮到 1nit。無論怎樣,都無法還原 HDR 的創作意,還會丟失高光或者暗部的細節。

我們在說的,到底是哪個 HDR?

LCD 面板模組

所以只有幾千比一對比度的普通 LCD 螢幕,並不適合 HDR 顯示。mini LED 背光的 LCD,以及目前手機上普及的 OLED,才是目前比較理想的 HDR 顯示載體。OLED 可以實現 100000:1 的對比度,而 mini LED 背光 LCD 則可以在民用級產品實現 3000 nit 以上的高亮度。

我們在說的,到底是哪個 HDR?

搭載 mini LED 背光 LCD 的 iPad Pro 12.9 可以實現極佳的 HDR 顯示效果

如果你的手機是 XR 和 11 這種使用 LCD 的機型,觀看杜比視界內容的效果就不會特別好。如果是 11 Pro、12、12 Pro、13、13 Pro 等採用 OLED 的機型,在 B 站開啟「杜比視界」以後,觀看體驗就會有質的飛躍。

什麼是杜比視界?

我們在說的,到底是哪個 HDR?

「杜比視界」是目前的一種主流的 HDR 格式,其他常見的格式還有 HDR 10、HDR 10+、HDR Vivid、HLG。

我們在說的,到底是哪個 HDR?

B 站和 iPhone 都採用的是杜比視界 8.4 的版本,比起其他的 HDR 格式,這種格式不光可以記錄更多的動態范圍,還可以實現對低亮度顯示器的兼容。

我們在說的,到底是哪個 HDR?

常規的 HDR 視頻一般,採用的是 PQ 轉換曲線,而杜比視界 8.4 則整合了 HLG 曲線。比起 PQ 曲線記錄畫面每個點的亮度值,HLG 曲線記錄的則是畫面每處亮度的比例。

我們在說的,到底是哪個 HDR?

HLG 和 PQ SDR 的曲線對比

通俗來說,當一塊 SDR 螢幕,在播放 PQ HDR 的視頻時,遇到大於螢幕峰值亮度的畫面內容,就只能統統按照最高亮度來顯示,高亮畫面就會是一片死白。

如果播放的是 HLG 內容,畫面亮度都是按照百分比來記錄的。比如,視頻會告訴螢幕,這里應該顯示 60% 的亮度,而不是像 PQ 那樣「這里應該是 600nit」,這樣無論什麼級別的螢幕,都可以顯示 60% 的亮度。

通過這種方法,杜比視界 8.4 可以實現對舊設備的最佳兼容性。

杜比視界獨有的單張分析動態范圍,這里就不再贅述,有興趣的朋友可以上網檢索查看。

HDR 視頻和我們拍照時用的 HDR 是一回事嗎?

我們在說的,到底是哪個 HDR?

拍照的時候,無論是相機還是手機,都會有 HDR 的開關選項,那麼這里的 HDR 和前面說的 HDR 是一回事嗎?

其實不是一回事,拍照的 HDR 開關,說的是 HDRi 技術,指的是「高動態范圍成像」,是一類把現實世界超高的動態范圍,壓縮到 SDR 這個有限動態范圍內的技術手段。

我們在說的,到底是哪個 HDR?

一個典型的 HDRi 照片的處理過程

而 HDRi 類似的技術,在拍照和視頻的時候都有用到。

這是因為現實世界的亮度和動態范圍實在太高,我們的顯示設備無法顯示,所以需要想辦法提亮暗部細節降低對比度,壓暗並且重新映射高光區域來降低亮度。在這個過程中,可以使用多幀合成、AI 分析等技術手段。

總結

總之辨別要辨別一段視頻或者照片,是否是 HDR 內容的方法很簡單,就是看這段視頻,或者照片,在你的 OLED iPhone 上觀看時,是否能呈現超乎尋常的亮度,是否能在一個畫面內呈現1000 nit 的太陽和 0.3nit 陰影的細節。

來源:cnBeta