是噱头还是未来？HDR技术、HDR视频的发展现状浅析_ZNDS资讯
是噱头还是未来？HDR技术、HDR视频的发展现状浅析
　　导读：从2015年底开始，HDR技术这个词就不断的出现在人们的视野中，那么HDR是什么呢？为什么收到这么多的追捧？下面就来聊聊HDR的现状。
　　720P、1080P已不能满足人们的视觉体验，于是4K和8K来了；当2D画面无法给观众带来震撼时，3D视频就应运而生。不过目前3D和4K在视频源严重匮乏的泥淖中举步维艰，成了厂商用以忽悠的噱头。今年CES上HDR热潮又起被厂商反复提及，大有全民皆HDR之势。什么是HDR技术？拥抱它需要什么条件？最终它是否会和3D、4K一样成为鸡肋，今天我们就来看一看。
　　什么是HDR
　　HDR全称为High-DynamicRange，意即&高动态范围&，是电脑图形学中的渲染方法之一（图1）。HDR技术很早就已应用于相机和手机拍照中（图2），其特点是可让立体场景更加逼真，大幅增加三维虚拟的真实感，同时可以大幅度拓展显示的亮度范围，展现更多的亮部和暗部细节，为画面带来更丰富的色彩和更生动自然的细节表现，使得画面更接近人眼所见。
　　不过与拍照不同，这里我们所说的HDR，实际上是HDR视频的输出，它与拍照和录制是两个相反的过程。如果说拍照和形成内容的话，那么HDR视频输出则是要将图像和视频中的内容显示出来。
　　HDR视频带来了什么
　　和1080P、4K及8K等主要以提高像素数量来提升画质不同，HDR主要是通过改善画面的亮度范围来提升人的视觉感受（图3），因此它的提升是基于像素质量层面的。4K视频需要显示设备满足一定尺寸，欣赏时需要与显示设备保持一定的距离才能感受到画质其画质的提升。HDR视频不受显示设备大小及观景距离远近的限制，无论显示器的尺寸多小无论距离多近，都能明显感受到画面画质的提高（图4）。
　　那么HDR是通过何种途径来达到提高像素质量目的的？原理很简单。以显示器为例，目前消费级液晶显示器的亮度一般在300nit～400nit（尼特）左右，对比度为2000∶1（图5）；人眼所能感受到的亮度范围约为10的-3次方到10的6次方nit，能感受到的对比度为10000∶1，对比显示器非常强大（图6）。显然相对于人眼来说，当前主流显示器在亮度范围和对比度方面还有很大的提升空间。HDR就是靠提高视频的亮度范围和对比度来达到提升画质要目的的，当然要最终完美诠释出这种提升需要相应的解码播放设备和支持高亮度、高对比度的显示设备帮忙，如电视面板和显示器等。
　　HDR支持LCD和OLED面板，根据相关规定如果LCD面板支持HDR的话，屏幕亮度必须超过0.05nit~1000nit才行；而如果是OLED面板其亮度至少要达到0.0005nit~540nit，对比度分别可达到200000：1。对比度越大意味着显示器能够呈现出来的图像画面色彩更生动，红色更红，黑色更深邃，同时高光处也不会因为过于明亮而导致一片惨白，图像更加清晰，层次感更强（图7）。
　　播放设备如何解码HDR视频
　　现在HDR视频通常是采用10bit HEVC编码，因此要想享受HDR播放设备必须能解码10bit HEVC才行（图8）。比如4K蓝光播放机，目前价格一般在千元到数千元之间（图9）。有了播放机后，我们只需购买几盘拥有HDR特效的4K蓝光电影光盘即可。目前国内用户可入手带有HDR效果的4K蓝光电影光盘的渠道主要是亚马逊，价格为每盘几十美元。不过购买时需注意，只有包装盒上带有HDR标志的才是具有HDR效果的4K蓝光电影，而非所有的4K蓝光电影都支持HDR（图10）。
　　此外2014年及其以后出品的采用H.265新一代视频编码标的4K智能电视机，和2016年出品的机顶盒，通常也都支持10bit HEVC解码，如采用晨星方案的小米主机、采用ARM Cortex-A72核芯的小米盒子3增强版，以及采用最新海思方案的各款盒子等，播放HDR视频都毫无压力（图11）。只需在网络上下载具有HDR效果的视频后，将其保存进U盘或SD卡中再接入相应设备播放即可。
　　HDR视频所需面板
　　尽管HDR视频对播放设备的要求并不高，但实际上受显示面板和视频源所困，普通用户亲近它尚需时日。支持HDR效果的电视，基本上今年才开始批量上市。如索尼的X9300D和X8500D（图12）、创维的55S9-I（图13），其他电视厂商像Vizio、三星、松下、LG、TCL、海信也都有相继推出了相应的产品，但都价格不菲维持在7000元~17000元之间，显然这一价位对于收入并不是太高的普通民众来说暂时还难以接受。
　　此外，通过固件刷新索尼及国内的一些电视品牌，可以让2015年的部分高端产品支持HDR，不过和硬件支持相比，靠算法支撑的软件支持存在明显缺点。主要表现在亮度方面，真正硬件支持的HDR电视，亮度可达到540nit甚至更高，而通过软件支持的无论在色彩和亮度上都要比原生HDR面板差很多，其真实效果只能比现有的SDR电视略强而已。
　　类似的情况也出现在电脑显示器和显卡领域，相比于电视厂商来说电脑厂商在这方面的反应更迟缓。目前除了索尼在NAB 2016大会上推出了一款名为PVM-X550的显示器，AMD计划在明年推出支持HDR 2.0的显卡外，其他大多数厂商仍然抱着不妨观望的心态，没有在相应产品上表现出太大热情。而就价格来说，索尼虽然没有公布PVM-X550的售价，但根据其采用了OLED材质4K分辨率和55英寸尺寸，目前同尺寸显示器价格约在8000元以上来看，其售价绝不会低于万元，因此只适合少数图像、视频专业编辑人员及土豪使用，离普通用户的距离尚远（图14）。
　　影响普通用户对HDR视频产生热情的另一个的原因是片源的严重匮乏。实际上这一问题曾在4K和3D时代出现过，并最终成了制约4K和3D电视发展最主要杀手。以网络下载为例，目前网络上除了有限的几个带有HDR的试片片段可供用户下载外，完整的视频还难以见到踪影。对于有4K蓝光机并且肯从亚马逊海淘光盘的朋友说，是否意味着可以畅享HDR了呢？实则不然，和普通蓝光光盘相比支持HDR效果的4K蓝光片源同样少得可怜，难以满足用户的欣赏需求。此外从亚马逊海淘此类片源原生语言是个问题（图15），除非你外语能力足够高外语对你来说不是障碍。
　　目前来看，HDR视频如果想要飞入&寻常百姓家&，除了要在硬件上发力，做到价格亲民外，丰富片源显然是其必须要解决的首要问题。
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包围曝光和HDR到底有什么区别？怎么用？
摄影早自习第310期日包围曝光是为了保险起见，明的暗的都来一张，总有一张差不离的曝光；HDR是将包围曝光的几张照片取长补短，合成成一张“完美”曝光的照片。问赖红泽提问：请教老师：在反差大的环境拍照时，有人建议用照相机的HDR功能，也有人建议用包围曝光，它们之间有什么区别吗？应该如何掌握？谢谢！包围曝光过程（叶梓摄影）HDR合成的“完美曝光”（叶梓摄影）HDR合成＋后期处理（叶梓摄影）答叶梓老师回答：（请倾听语音）
&　　有的时候我们拍摄的场景亮的地方实在是太亮了，暗的地方又实在是太暗了。如果把这些东西都拍到一起的话就难免有一个局部会要曝光过度，或者有一个局部会曝光不足，不管你是加曝光补偿还是减曝光补偿都没有办法做到两全其美。当我们加曝光补偿的时候，整个画面的所有亮度都变亮了。虽然暗部的细节已经表现出来了，暗部没有曝光不足，但同时亮部就更严重的有了曝光过度；如果你减了曝光补偿，那么亮部的细节会被保住，不会有曝光过度，但是暗部的细节就更严重的曝光不足了。我再次强调这种现象是因为我们拍摄的对象自身的亮度反差太大导致的。　　这个时候有人建议说用包围曝光。那么他们是什么意思呢？他们的意思其实是说：“唉呀！有可能你不知道到底应该用加几档或者减几档的曝光补偿来拍才能拍到最完美的曝光，那么干脆我们就撞大运吧，我们就包围曝光一下”。所谓的包围曝光就是+3、+2、+1、0，唉，不做曝光补偿，然后-1、-2、-3曝光补偿。这样的话，我们就会得到一大串的不同亮度的、不同曝光补偿值的照片。他们的意思是总有一张能撞上好运，总有一张能基本上达到一个完美曝光的结果，对吧？ 这种包围曝光功能实际上在以前是非常有用的。因为我们以前用胶片相机拍照的时候，我好不容易来一趟黄山的顶端，要拍一张日出的照片，我不知道应该加几档曝光补偿，我又看不到那个胶片拍出来的效果，直到我回到家里面去把它冲洗出来才看到。所以为了保险起见，我们就有可能会在现场拍多张不同曝光补偿值的照片，这样就不会留什么遗憾了。但是我们现在使用数码相机的时候，我们拍完以后，立马就能在屏幕里面看到曝光结果。如果你想看到最精确的曝光结果，你甚至可以打开直方图来观看曝光数据，有的是机会去纠正你当时的曝光的错误。你觉得暗了就加一点，你觉得亮了就减一点，所以我们在使用数码相机时已经很少会去单独使用包围曝光这种功能了。 　　话说回来，包围曝光实际上对于反差太大的环境是无能为力的。 这个我在语音的一开头就跟大家说过了，我们加曝光的时候就会有更多的曝光过度，我们减曝光的时候就会有更多的曝光不足。你总是没有办法两全其美的。所以面对反差大的环境时使用包围曝光不是一个解决办法，这个时候我们就要请出HDR的功能了。　　什么叫HDR呢？它就是在包围曝光的基础上把这几张照片合成在一起，互相之间取长补短。以上面这张照片为例，我做了一个示意图。在第一张图片里面你能看到包围曝光的一个结果，最左边-3代表减3档曝光补偿时拍出来的这个场景的亮度，这个画面几乎是完全曝光不足的，但是它的彩玻璃部分描述的是非常清楚的，彩玻璃没有曝光过度。接下来是-2的一张、-1的一张、0的一张，一直到加+1，+2，+3。在加三挡这边，右下角的门框里边本来是非常黑暗的，但是现在它也被拍的很亮堂了，里边的细节记录的很清楚。但与此同时呢，天拱那块玻璃附近都已经被完全的曝光过度了。这就是包围曝光的一个结果，也再次证实了我们之前的说法，你没有办法同时保全两端的曝光。但是我们有了这7张包围曝光的照片以后，可以在PS中对他们进行HDR的合成。合成的时候，我们的电脑会主动的把那张最暗的照片所记录下的最亮部的细节也就是-3档曝光补偿里面的那个窗户的细节与+3档里面的那个右下角最黑暗的门框的细节等等这样的一些这个各自的长处进行互相的弥补，最后得出来的照片是完美曝光的。　　现在请大家看到第二张照片，你会发现这张照片里面最暗部曝光也是足够亮的，最亮部的曝光也没有曝光过度。它里面没有真正的黑与白，没有真正的曝光过度或不足。看上去这已经是个非常完美的结果了，但是别忘了HDR合成的照片因为没有黑与白，所以它对比度不够强，看上去会有点灰扑扑的。这并不像是我们肉眼看到的画面，我们肉眼看到画面也会有黑的和白色的物体，所以我们在HDR合成的所谓完美曝光的基础上还需要再进行进一步的后期处理。　　在第三张照片中，我对这张照片加强了对比度，让亮的地方更亮，暗的地方更暗。但是请注意我并没有让它出现大面积的曝光过度或不足，控制曝光过度在2%的范围内，控制曝光不足在5%的范围内。 这样一来，整个画面中既有了白与黑，有了强烈的对比度，有了明快的色彩同时还没有出现大面积的曝光不足或过度。即使是那些彩玻璃的窗户，即使是房子最顶端的那些玻璃，你依然可以隐约地分辨出其中的细节。　　今天给大家讲的就是包围曝光和HDR的区别。总的来讲，包围曝光就是撞大运，指望能有一张照片的曝光是正确的，但是面对反差太大的环境时它也无能为力。但你可以运用它拍出来这几张由暗到明的照片进行叠加合成来得到一个完全曝光正确的完美曝光的照片。最后我们对这张HDR合成的照片进行后期处理，加大它的反差，让它回到一个比较明快的黑白分明的画面效果中去。免费订阅《摄影早自习》公众微信请用微信扫码或搜索公众号：摄影早自习每天早上6:30，不见不散！&天极传媒：天极网全国分站
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HDR是什么鬼?教你认清Dolby Vision和HDR10
yesky数字家庭频道
作者：陈文斌
责编：陈文斌
　　【天极网家电频道】在文章开篇，我们先来看看两组从屏摄出来的画面，进行“盲测”， 以下两幅图中哪副更能取悦你的双眼呢？
点击可看大图
　　画质是摆在那的东西，用肉眼就能够直接感受到，上边的图片色彩饱和度更加高，颜色更加鲜艳，夕阳照射下湖面及船只的层次感更加丰富，细节刻画更出众，这就是本文将要提到的HDR显示技术。
　　什么是HDR?
　　国内厂商一直以来都赶在世界潮流前线，随着超高清标准的流行，国内电视品牌、投影厂商、/播放器厂商都开始布局HDR市场，从硬件解码到软件优化，带来更加细腻的画质呈现，从片源、解码到屏幕全生态的HDR显示技术确实比下边非HDR画面更加逼真和自然。所谓HDR正如大家理解那样，在HDR的影片及显示设备的搭配下，电视所呈现的色彩更加生动，最亮和最暗画面的对比度更加分明，画面中的物体也更加真实，画面的色域也因此扩大，带给用户视觉上的冲击。
　　简而言之，HDR技术能够让你体验到两大方面的优势：其一，让你通过电视感受到更“亮”，HDR电视面板的背光面板一般会有比较大的流明参数，因为面板电视可以做的比OLED更亮，OLED面板没有背光系统，因此二者在HDR标准下拥有不同的标准――LCD的亮度动态范围为亮度1000nits以上/黑位低于0.05nits，OLED的亮度动态范围为亮度540nits以上/黑位低于0.0005nits。通过对亮度的提升，能够极大的提高对比度，场景中的明暗之间的对比变得更加明显，有效提升画质效果;其二，让你通过电视感受到更广阔的色彩，HDR电视及HDR视频内容是基于10位或者12位 BT.2020色彩空间建立标准，是传统BT.色彩空间的60倍，色彩达到10亿种以上，这一提升对于整个影像在色彩层次与过渡方面的增强起到了关键的作用，例如可显示高密度橘色、深绿色等，如下图色域图所示。
BT.2020色域覆盖范围
　　HDR的两种标准：Dolby Vision和HDR10
　　那么问题来了，目前市场上主推的Dolby Vision和HDR10两种技术是同一个东西还是两个不同的技术呢？
　　Dolby Vision是整套的专利解决方案，内容、播放源、显示设备都必须是兼容Dolby Vision标准的才可以，并且每个Dolby Vision显示设备都带有一块专用芯片来检测确认此设备的输出能力(亮度、色彩空间等)，播放时将这些数据传输给Dolby Vision的播放信号源，信号源将依据这些显示设备数据来逐帧优化输出，既兼顾到显示设备能力，又保持了原始信号的表达意图。
Dolby Vision采用的硬件解决方案较先进
　　而HDR10则是、、等家电大厂希望有一个比Dolby提供的更开放的平台,节约支付给Dolby专利费，又无需增加一个提交认证的流程来削弱对于自身产品的控制权，因此他们开始开发自己的对于HDR视频的方案，最终进化成一个标准――HDR10。HDR10是建立在与Dolby Vision相同的核心技术功能上的，在亮度、颜色等参数上与Dolby标准类似，但是HDR10只支持10bit色深，Dolby是最高12-bit。
　　因此，Dolby Vision和HDR10各有优劣势，Dolby Vision采用硬件解决方案，通过逐帧渲染的方式获得了更好的还原精确度，但是HDR10可选择的内容载体更加广，可以使用UHD 4K蓝光，也能享受在线流媒体欣赏，而Dolby Vision目前还只能通过Netflix，VUDU和在线流媒体欣赏，也就意味着HDR10兼容性更好“大而全”，Dolby Vision“小而精”，至于如何选择则就仁者见仁智者见智了。
　　行情：全民HDR潮流
　　在当今的显示领域里，4K HDR无疑是一大趋势，2016年是4K HDR元年，2017年则是爆发年，Vizio、、、、LG、、、纷纷推出支持HDR功能的电视，、、天猫魔盒等盒子厂商也推出了支持HDR解码的播放器/4K智能机顶盒，而在内容方面，国内前段时间热播的《芈月传》拍摄时候就是采用HDR技术进行摄制的，一些国外著名网络视频服务商Netflix、Amazon已经开始在国外提供HDR片源播放，据悉，国内的也宣布将引入使用杜比视界Dolby Vision技术制作的好莱坞影片，届时，包括《蝙蝠侠大战：正义黎明》、《乐高大电影》(The Lego Movie)、《明日边缘》、《木星上行》、《了不起的盖茨比》、《末日崩塌》、《超人：钢铁之躯》、《环太平洋》以及《暗夜逐仇》等影片我们将可以在家中的电视光看，让4K HDR电视发挥它真正的作用!
（作者：陈文斌责任编辑：陈文斌）
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游戏里的 HDR
　　就理论上来说，游戏里的 HDR 和电视的 HDR 是一样的，核心理念都是要给人更好的对比度，更宽的色彩和亮度范围，这样就能让图像显得更加真实，更加具有沉浸感。　　然而实际上，游戏里的 HDR 比起电视的又稍微麻烦一些，因为前者你一次需要考虑的因素会比后者要更多。我们今天就是要讲清楚，游戏的 HDR 在眼下是个怎么样的现状。　　首先，你需要的是一台支持 HDR 的游戏主机。第一部支持 HDR 的主机是 Xbox One S，接着是 PS4 Pro。这是目前两款支持 HDR 的主力游戏机。后来，索尼通过固件更新为原版 PS4 和 PS4 Slim 都加入了 HDR 的支持。这件事说明 HDR 支持是可以通过软件层面解决的，不过 Xbox One 原版没有得到相同的待遇。　　也就是说，目前支持 HDR 的游戏主机有 Xbox One S、PS4 Pro、PS4 Slim 和 PS4。任天堂 Switch 不支持 HDR，从任天堂的作风来看，未来添加支持的可能性也较小。　　那么 PC 呢？理论上 Nvidia 的 Maxwell 和 Pascal 系列显卡都支持 HDR，而 AMD 的北极星和 R9 300 系列也同样能做到这点。然而理论上如此，实际上我们目前在 PC 上能看到的只有模拟 HDR，并不是真 HDR，只是模仿 HDR 效果进行亮度和色彩的调节而已。　　至于显示设备，游戏主机这边 HDR 电视当然是需要的了。今年各大厂商的电视阵容里，中端以上的 4K 电视基本都有 HDR 功能。显示器这边在 HDR 的普及上脚步异常缓慢，所以说实话，作为 PC 玩家我们就只能继续等，暂时别太期待 HDR 游戏了。
那些支持 HDR 的作品
　　我们要明白一点：尽管某些电视型号可以通过开启特效的方式将普通的游戏画面给转换成 HDR 的视觉效果，但真正的 HDR 体验必须要求游戏主动支持它。所以，并不是所有游戏都能带来真正的 HDR 效果的。　　Xbox One S 这边，目前支持 HDR 的独占游戏《极限竞速：地平线 3》和《战争机器 4》。PS4 Pro 和 PS4 平台上的 HDR 独占游戏有《地平线：零之曙光》、《神秘海域 4》、《美国末日：重制版》和即将到来的《GT 赛车 Sport》。　　另外这些第三方的跨平台作品也支持 HDR：《杀手 6》、《NBA 2K17》、《最终幻想 15》、《杀出重围：人类分裂》和《坦克世界》。可惜的是，《战争机器 4》和《杀出重围：人类分裂》这两款在主机上支持 HDR 的作品，在 PC 上却并不支持。或许只有等到 HDR 显示器更加普及之后，厂商们才会显得比现在积极吧。　　说完了游戏名称，接下来的问题就是它们玩起来究竟怎么样了。我们就来说说 Xbox One S 上的《极限竞速：地平线 3》吧。总的来说它打开 HDR 之后的效果非常棒。打开和关闭，我们可以注意到两点显著的不同。　　首先是色彩表现，这是 HDR 有无最明显的区别。这一点你可以很轻易地从爱车更加饱满的配色和远景上看出来。值得一提的是天空，那种更加明亮而且鲜艳的感觉可以说是 HDR 的精髓所在。　　接着当然是对比度了。比起标准版的画面，HDR 画面的对比度要明显更好。无论是高光处还是阴影处，你都能够看到清晰的细节和轮廓。这两个变化加起来，整个画面给人的感觉就完全不一样了。　　不过值得一提的是，要展现出这种让人惊艳的效果，也并不是所有支持 HDR 的电视都能够做到的。如果电视亮度峰值不足，色彩表现也不够理想，那么 HDR 虽说确实能带来不错的提升，但始终离最完美的表现还差一截。
一些小问题……
　　尽管一部分玩家并不太注意，但用电视来玩主机游戏的时候，我们是得关注一个问题，那就是电视的输入延迟。说得简单一些，就是玩家按下手柄输入指令后，直到电视中的画面有了响应，中间的间隔时间。电脑显示器因为天生响应率高，PC 玩家不需要担心这个问题。如果是主机玩家，而且还需要玩快节奏的动作游戏、格斗游戏、射击游戏，那么输入延迟这就是个大问题了。　　很多时候主机玩家在玩游戏时，都需要关闭绝大部分效果或处理，就是为了尽可能减少延迟时间。问题就在于，不少电视型号并不允许你在保留 HDR 效果的同时，切换到游戏模式，或关闭影响延迟时间的效果。这个时候，你感受到的输入延迟可能就是正常情况下的两倍之多。　　好在，一部分电视制造商已经意识到了这个问题。如果你运气不好，那就只能等待厂商“开窍”，推出新的固件来解决这些问题了。　　另外值得一说的是 HDR 在 PC 游戏上的表现。尽管像《质量效应：仙女座》这样的最新大作已经加入了对 HDR 的支持，而且画面表现也确实不错。但即使是你有 GTX 1080 Ti 这样强大的显卡，开启 4K 和 HDR 时都只能做到稳定 30 帧而已。　　然而虽然有这样那样的不足，但 HDR 能够带给人的确实是一种赏心悦目的，和过去完全不一样的感受。它不是简单的色彩效果增强，而是一种更加真实生动的体验。如果你在 HDR 环境下玩了那些大作，可能就再也回不去以前的那种效果了。　　不过即便是在主机上，支持 HDR 的游戏还是很少很少。除非其中有你非常喜欢的作品，那么为了这个体验要不要专门换设备（尤其是电视）还真是值得商榷，答案因人而异。
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& 说出来你可能不信：假HDR电视能把你坑死
说出来你可能不信：假HDR电视能把你坑死
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