原來我們對(duì)HDR有誤解，不信你看

    HDR技術(shù)顯然已經(jīng)是2016年最受關(guān)注畫質(zhì)技術(shù)，不過對(duì)于HDR格式和標(biāo)準(zhǔn)有爭(zhēng)議，前面也給大家講過不少，今天再來仔細(xì)一說。如果先前有什么不完善的地方，相信看完這一篇解說，會(huì)有透徹的理解。

    目前HDR共有四種標(biāo)準(zhǔn)，Dolby Vision、HDR10、HLG和SL-HDR1，其中前三個(gè)討論最為激烈。電影和流媒體運(yùn)營商大多支持Dolby Vision與HDR10，而以BBC、NHK為代表的電視臺(tái)則選擇站在HLG這邊。有趣的是，同屬一個(gè)技術(shù)原理的Dolby Vision與HDR10也開始出現(xiàn)嫌隙，電視廠商的站隊(duì)更是亂作一團(tuán)。有Dolby Vision、HDR10全支持的，也有僅支持HDR10而明確表示不支持Dolby Vision的，一場(chǎng)好戲正在上演。但這回我們消費(fèi)者完全可以作壁上觀，不站任何的隊(duì)，所謂的格式戰(zhàn)根本不存在。我們唯一想要弄清的是究竟為何會(huì)有如此多的HDR標(biāo)準(zhǔn)，這些HDR標(biāo)準(zhǔn)各自又有什么特點(diǎn)？

    首先，你真的明白什么是HDR嗎？

    HDR這個(gè)詞逐漸有濫用的趨勢(shì)。拍照有HDR，攝影也有HDR，視頻也有HDR，顯示也有HDR，那這些HDR都是指同一種技術(shù)嗎？還真不是。

    手機(jī)上所配備的HDR其實(shí)是一種多幀合成技術(shù)，無論是拍照片也好、錄制視頻也好，手機(jī)在一幀內(nèi)同時(shí)拍攝多張畫面，然后利用算法處理將不同畫面的明暗部分合成在一起，以達(dá)到同時(shí)保留高光細(xì)節(jié)與暗部細(xì)節(jié)的目的。這確實(shí)符合HDR高動(dòng)態(tài)范圍的宗旨，但由于是人工參與，不同手機(jī)間的效果層次不齊。而且有時(shí)存在矯正過度，對(duì)比度不自然的問題。因此嚴(yán)格來說，這種經(jīng)過HDR處理的照片或視頻依然屬于SDR的范疇。

    那么真正的HDR究竟是什么呢？以技術(shù)定義而言，HDR遵循自己獨(dú)有的一套光電轉(zhuǎn)換機(jī)制，即光信號(hào)與電信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。我們拍照時(shí)，將真實(shí)的場(chǎng)景以數(shù)字信號(hào)保存為照片，這就是光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的一個(gè)過程。顯然，手機(jī)拍照的所謂HDR只是一種軟件處理，不涉及光電的轉(zhuǎn)換，因此它們并不能算是真正的HDR，技術(shù)上這叫“色調(diào)映射”。

    那么HDR與SDR的不同之處在哪里？首先還是技術(shù)方面，兩者的伽馬曲線不同。伽馬曲線定義了影像系統(tǒng)中光線輝度的一種非線性變化。SDR與HDR使用了不同的伽瑪曲線，這決定了我們?cè)诳碒DR片源，能夠看到更多的亮度信息。那么最終表現(xiàn)在實(shí)際效果上時(shí)，HDR就擁有更高的色深、更廣的動(dòng)態(tài)范圍和更強(qiáng)的色彩表現(xiàn)力。但因?yàn)镠DR與SDR兩個(gè)不同的伽瑪曲線，所以也造成了兩者在相互兼容性上的問題存在。

    對(duì)CRT時(shí)代的徹底告別

    你或許會(huì)感到驚訝，我們現(xiàn)在所沿用的很多標(biāo)準(zhǔn)依然是CRT時(shí)代制定下來的。比如BT.709、sRGB色域、100nits最高亮度等，包括SDR也是。基于CRT的一些特性，當(dāng)時(shí)的人們?yōu)槠淞可矶ㄖ屏艘惶讟?biāo)準(zhǔn)，隨后內(nèi)容制作者們均按照這一標(biāo)準(zhǔn)來制作內(nèi)容。這一套標(biāo)準(zhǔn)被沿用至今，比如藍(lán)光所采用的色域依然是BT.709，最高亮度100nits，8bit的色深，而SDR則提供6檔的動(dòng)態(tài)范圍。但液晶電視的能力早已超過了這一水平，業(yè)界迫切需要訂立一套符合現(xiàn)代的新標(biāo)準(zhǔn)。

    在這一段等待期內(nèi)，由于新標(biāo)準(zhǔn)尚未確立，內(nèi)容依然還是以舊標(biāo)準(zhǔn)制作。于是電視廠商為了彌補(bǔ)畫面表現(xiàn)上的不足，開發(fā)了各種畫質(zhì)增強(qiáng)技術(shù)，比如廣色域顯示技術(shù)、新廣色域標(biāo)準(zhǔn)（例如x.v.Color）以及動(dòng)態(tài)背光調(diào)節(jié)。其中值得一說的是動(dòng)態(tài)背光調(diào)節(jié)，廠商做出了“遇到黑色就關(guān)閉背光燈，遇到高光就加強(qiáng)背光燈”這一取巧的方式來提升畫面的動(dòng)態(tài)范圍，這可以被稱為是“模擬HDR”，比如索尼的精銳光控技術(shù)和夏普的煌彩技術(shù)，都是這一原理。

    真正的HDR要等到2015年8月27日才算誕生，那一天美國消費(fèi)者技術(shù)協(xié)會(huì)（Consumer Technology Association）公布了HDR10標(biāo)準(zhǔn)，提供17.6檔的動(dòng)態(tài)范圍。今天，所有的HDR電視均支持這一標(biāo)準(zhǔn)。長久以來，電視技術(shù)大幅超前于內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)的怪象終于得以改善，也意味著對(duì)CRT時(shí)代的徹底告別。

    PQ陣營的“分裂”

    雖然HDR10是第一個(gè)達(dá)到普世目的的HDR標(biāo)準(zhǔn)，但它卻不是第一個(gè)HDR標(biāo)準(zhǔn)，Dolby Vision才是。有趣的是，Dolby Vision與HDR10基于同一套HDR機(jī)制，結(jié)果卻“分揚(yáng)鑣”走了完全不同的兩條路。

    Perceptual Quantizer感知量化，是由杜比設(shè)立的HDR轉(zhuǎn)換方式。其本質(zhì)是將亮度等級(jí)以絕對(duì)的數(shù)值進(jìn)行記錄，用杜比實(shí)驗(yàn)室多屏視頻副總裁Roland Vlaicu的話來說“這能體現(xiàn)內(nèi)容創(chuàng)作者的創(chuàng)作意圖”。與Perceptual Quantizer相對(duì)應(yīng)的是HLG，我待會(huì)會(huì)說。

    我們都知道HDR10相當(dāng)于Dolby Vision的低配版，但很多人并不知道為什么會(huì)存在高配版與低配版這樣的“分裂”。Roland Vlaicu表示，Perceptual Quantizer（也叫SMTPE ST2084）是由杜比開發(fā)的，包括隨后的HDR標(biāo)準(zhǔn)也由杜比參與制定。但最后我們看到的HDR10標(biāo)準(zhǔn)在規(guī)格上低于Dolby Vision，這有兩點(diǎn)好處：

    1、更高規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)意味著消費(fèi)者可以體驗(yàn)到更高的品質(zhì)；

    2、若有需要，Dolby Vision所提供的調(diào)色母版可以很輕易地生成包括HDR10在內(nèi)的其他格式。

    言下之意，Dolby Vision與HDR10之間更像是標(biāo)準(zhǔn)版與低配版的關(guān)系。從HDR10版本中無法生成Dolby Vision版本，反過來卻可以。HDR10顯然是標(biāo)準(zhǔn)制定者們?yōu)榱藵M足大部分設(shè)備的平均性能而做出的妥協(xié)產(chǎn)物，它是免費(fèi)的，但卻是最低限度的免費(fèi)。而代價(jià)是HDR10不兼容SDR，色深僅有10bit；使用靜態(tài)元數(shù)據(jù)，對(duì)不同設(shè)備性能間的映射能力不足。在舍棄了這些后，HDR10于是便成為免費(fèi)授權(quán)的通用HDR標(biāo)準(zhǔn)。

    但這個(gè)通用HDR標(biāo)準(zhǔn)是存在明顯短板的，無法兼容SDR使得HDR10內(nèi)容無法在非HDR電視上播放。雖然4K藍(lán)光播放機(jī)會(huì)提供HDR轉(zhuǎn)SDR的功能，但這顯然有損于畫質(zhì)，且最終效果視廠商的調(diào)教能力而有所不同。原因很簡(jiǎn)單，PQ屬于“絕對(duì)”的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，它的每一份信息都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的、絕對(duì)的值，因此會(huì)產(chǎn)生與SDR電視在信號(hào)匹配上的問題。Dolby Vision為了解決這一問題，因此采用了雙層編碼技術(shù)，即我不需要各自準(zhǔn)備一份HDR內(nèi)容和一份SDR內(nèi)容，而是在SDR內(nèi)容的基本層上再增加支持HDR的增強(qiáng)層，從而達(dá)到兼容SDR的目的。

    同時(shí)為了確保HDR內(nèi)容能夠在不同的顯示設(shè)備上都有著一致的畫面精度，Dolby Vision使用動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)來描述所有的場(chǎng)景。一方面，這確保Dolby Vision內(nèi)容回放在任何支持Dolby Vision的設(shè)備上都能有著最佳的畫面準(zhǔn)確度，而不會(huì)因?yàn)閺S商的不同調(diào)教出現(xiàn)巨大的畫面差異。另一方面，正如上面所說的，Dolby Vision可以很輕易地輸出其他標(biāo)準(zhǔn)的畫面，比如HDR10、SDR或是Rec.709色域的內(nèi)容，簡(jiǎn)化對(duì)多格式內(nèi)容制作的流程。

    我們可以這樣認(rèn)為，HDR10是Dolby Vision的一個(gè)子集，后者在前者的基礎(chǔ)上提供了更多的功能，因此Dolby Vision是付費(fèi)授權(quán)的。目前已經(jīng)有包括Vizio、LG、TCL、創(chuàng)維等在內(nèi)的一些電視廠商表示支持Dolby Vision，而像三星、索尼這樣的大廠則依然堅(jiān)持HDR10。盡管很多媒體都添油加醋，稱這是一場(chǎng)HDR的格式大戰(zhàn)，但我認(rèn)為這純粹是聽風(fēng)就是雨。杜比已明確表示，所有支持Dolby Vision的設(shè)備均同時(shí)支持HDR10，不存在多HDR格式之間的兼容性問題，格式戰(zhàn)的言論可以休矣。

    對(duì)于我們消費(fèi)者來說，需要考慮的就只有“你是否愿意為HDR買單”這一個(gè)問題而已。無論Dolby Vision，還是HDR10，都是時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物，它們均肩負(fù)起了未來HDR內(nèi)容的推廣責(zé)任。目前Dolby Vision的內(nèi)容主要流通于電影和流媒體領(lǐng)域，杜比聲稱搭載Dolby Vision內(nèi)容的4K藍(lán)光盤有望在2017年上市。因此目前去主觀評(píng)價(jià)Dolby Vision與HDR10的優(yōu)劣，不具備太大的意義。