显示设备上的HDR指的是什么呢?作为观众、消费者又或者是专业视频的调色师来说意味着什么?这篇文章会简单阐述一下视频的HDR标准。
1、照片HDR(色调映射)
首先要从一个叫做照片HDR的词语讲起。这个词大家并不陌生,在手机、数码相机上都有拍摄HDR照片的设置。在大光比的拍摄环境下可以兼顾高光和暗部的细节。由于照片 HDR 合成只涉及到算法的合成,并未涉及光电转换,所以合成出来的照片还是处于 SDR的标准。
2、SDR与HDR
所谓的 SDR就是被目前主流电视、显示器所接受的Rec.709标准,SDR 的主要参数如下:
EOTF(Electro-Optical Transfer Function,电光转换函数)
峰值亮度:ST-2080-1,100 nits
色彩空间:Rec.709,sRGB
分辨率:SD、HD、UHD
SDR 的亮度范围在 0.117nits - 100nits 之间,色彩空间也仅支持到 sRGB。
这些标准其实都是来自 CRT时代的遗产。而现代的显示设备已经可以提供更高的亮度以及更丰富的色彩空间了,只是为了兼容 CRT 才一直使用SDR的标准。
HDR 的主要参数如下:
EOTF或OETF:ST.2084(PQ)或Hybrid Log-Gamma
峰值亮度:可变,500nits - 10000nits
色彩空间:P3 或 Rec.2020
分辨率:SD、HD、UHD
可见HDR显示具有更高的亮度和更广的色彩范围以及更高的色深,由于 OETF 的不同,HDR与SDR不能互相兼容。
3、HDR主要分为三类:
杜比开发: Dolby Vision;HDR 10;Hybrid Log-Gamma,三种标准各有特点,下面一一说明。
(1)Dolby Vision(杜比视界)
HDR的标准是由杜比主导的,包括OETF曲线也是由杜比和SMPTE主导开发,杜比系的OETF曲线称为PQ,同时也属于SMTPE ST.2084标准。PQ规定峰值亮度为10000nits,PQ会将光信号量化成一个值对应到电信号中,当显示器亮度不够时,会切去高光信号来适配。Dolby Vision色域为 Rec.2020,最高支持 12bit的色深。
(2)HDR 10
Ultra HD Premium为了有一个更开放的平台,并且不受Dolby制约而制作的HDR标准。
HDR 10是基于Dolby Vision而开发的,EOTF曲线依旧为PQ,色域为Rec.2020;不过HDR 10的峰值亮度为1000nits,而色深也只支持 10bit。
HDR 10标准亦没有 Dolby Vision 的双层视频流,这意味着不兼容 SDR 的视频内容。当显示器的亮度不够时,由于 PQ 算法的特性,高光部分也会被切去。
(3)Hybrid Log-Gamma(HLG,混合编码)
HLG的编码方式准确来说属于OETF(光电转换函数),这种转换在拍摄过程中就已经在进行了,可以在拍摄过程中将高光信息保留。是有 1200% 的亮度范围。同时,HLG 也拥有良好的兼容性,可以兼容HDR和SDR的播放标准。
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