什么是 HDR,它怎样改进电视和显示器?

多年来,电视和视频显示器不断发展,为我们带来了前所未有的新体验。 新标准使视频比以往任何时候都更加逼真,而 HDR 就是此类标准之一。

如果您想详细了解 HDR 是什么以及它怎样改进视频技术,这篇文章适合您。

HDR 是什么意思?

HDR,即高动态范围,是一种电视和视频显示功能。 支持 HDR 的设备通常提供更亮的高光和更广泛的色彩细节。 这使得电视或显示设备上的图像更加生动逼真。

HDR 有什么作用?

HDR 视频技术为电视和视频显示的新时代提供了标准。 该技术以彩色再现我们眼睛所见,使视频看起来尽可能逼真。 这是通过不同的因素实现的,包括:

  • 峰值亮度。

  • 黑色层次。

  • 调色板。

  • 传递函数。

  • 位深度。

  • 元数据。

HDR 视频使从摄像机到后期制作再到分发和显示的过程中再现逼真的图像成为可能。 信息在后期制作中用于对内容进行分级并获得尽可能宽的对比度范围。

在对图像进行分级时,可以将具有更平滑阴影的更深、更饱和的颜色应用于视频。

该技术使用以下操作来提供视频的视觉体验:

  • 创建更明确的对比度和更丰富的颜色。

  • 增加动态范围(峰值亮度和黑电平)。

  • 扩展色彩空间(宽色域)。

  • 提高图像保真度(10 位色深和 1024 色深)。

  • 光电传递函数的更新。

  • 提供静态和动态元数据。

对比度和颜色

对比度处理明暗和颜色之间的关系。 对比度与 HDR 的使用有助于定义视频中场景的外观。 日落是一个 example. 在这样的场景中,HDR 以 SDR(标准动态范围)无法做到的方式保留了从暗到亮的渐变。

类似于高分辨率音乐怎样将艺术家带到您的耳朵中,HDR 不仅仅是提供逼真的视觉效果,而是实际设计它们的样式。

如果要在具有更好对比度和更准确色彩的电视或仅具有更高分辨率的电视之间进行选择,大多数人会选择对比度更高的设备。 这是因为视觉效果更自然,比分辨率更高的电视看起来更真实。

HDR 产生更深、更生动的红色、绿色和蓝色,同时还为视频显示更多的色调。 这意味着视频中的深阴影不仅仅是黑色空隙。 相反,即使视频很暗,用户也能在黑暗中看到细节。 光线中物体的不同阴影也更加清晰,物体的饱和度水平降低。

光与亮度

光线在 HDR 怎样提高电视视频质量方面发挥着关键作用。 HDR 控制视频发出的光量。 屏幕上发出的光量会影响动态范围,即屏幕上的明暗差异。

我们对光的感知会影响我们感知的颜色范围。 光的范围越大,我们感知的颜色种类就越多。 人眼可识别颜色范围内的颜色范围称为色域。 HDR 使用称为 Rec.2020 的色域。 该色域显示的色彩是标准显示分辨率的 100 多倍。

如果没有 HDR,显示亮度通常以峰值亮度的“尼特”表示。 这随着 HDR 的变化而改变,HDR 设计为高达 10,000 尼特。 这是非 HDR 显示器实现的 30 到 40 倍。

元数据

HDR 元数据包含用于调整显示设备的颜色和亮度的内容和属性。

色调映射在元数据怎样与 HDR 一起使用方面起着至关重要的作用。 色调映射过程确保内容的色彩量可以根据显示器的能力进行调整。

然而,与此同时,图像保留了原始创作者展示内容的意图。 动态元数据和静态元数据与 HDR 一起使用来实现这一点。

动态元数据提供有关视频特定部分的信息,而静态元数据提供有关整个视频的信息。 它在每个场景的基础上执行色调映射,从而在功能较弱的 HDR 显示设备上显示视频时获得更好的体验。

将静态元数据与 HDR 一起使用可能会导致动态范围和色域的压缩比所需的更大。 这是因为如果基于静态元数据执行色调映射,它将基于整个视频中最亮的帧。

HDR 与非 HDR 的区别

将 HDR 功能与预先存在的电视屏幕或显示技术(如 4K 电视)进行比较,有助于更好地了解 HDR 可以在多大程度上改进视频技术。

4K 电视显示器深受喜爱,因为它们的像素数量是市场上任何高清电视的四倍。 然而,与 HDR 电视的质量相比,许多人发现他们无法看到 HDR 电视可能具有的色彩类型和动态画面。

4K 定义像素数,而 HDR 定义所见质量。 没有 HDR 的 4K 看起来不太好。 具有讽刺意味的是,许多人甚至看不到 4K 在视频中提供的额外分辨率。

虽然某些色调(例如非常饱和的颜色)在 HDR 显示器上可见,但您在普通电视、投影仪或计算机上看不到它们。

HDR 的局限性

并非所有 HDR 技术都是平等的。 更便宜的 LCD HDR 屏幕并不总能满足在更暗的背景下显示明亮物体的期望。 这会导致在明亮的物体周围产生光晕,或者使光线从屏幕上流下。

制作 HDR 可能非常具有挑战性。 该过程可能需要新设备和时间来了解不同的 HDR 标准、色彩空间概念等。

因此,相对较少的人向计算机设备用户提供 HDR 视频。 这使得许多电脑拥有者的 HDR 体验低于 HDR 电视拥有者的体验。

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