再次优化视觉体验,HDR10+标准

相信最两年来关注过显示器的人都突然被突然出现的“HDR10”所吸引,如今又推出了新的HDR10+标准,到底我们在购买电视中常见的HDR10和HDR10+是一项怎样的标准呢?

 

HDR的普及

 

在17年12月,美国流媒体巨头、世界最大的收费视频网站网飞(Netflix),宣布提供PC端HDR支持。其后,一些游戏大作也相继支持HDR。从此,“HDR”一词进入了我们的生活。

在介绍HDR10+前,笔者首先为各位介绍何为“HDR”。

对HDR(High-Dynamic Range-高动态范围)最直白的解释是,它可以使黑色更加深邃且不丢失暗部细节,在亮度方面能够提升至更加真实的亮度表现,进一步增强画面对比度,色域也随之扩大,给用户带来震撼的视觉冲击。

简而言之,HDR技术的本质是两大特性,即更亮更高和更广的色彩显示范围,高亮度可以带来更好的对比度和色域值,更高的色域又同时带来更宽广色的显色范围。特别是与4K技术一同使用时,能全面提升画质。

目前HDR有两个主流标准,HDR10和杜比视界(Dolby Vision)。杜比视界是由杜比公司开发出来的标准,杜比视界不开源,采用该标准也需要授权费。而较为小众的标准则有HLG和Advanced HDR。

 

想要实现HDR的功能目前主要通过三个技术实现。一是电视软件支持HDR功能,也可以理解为支持HDR解码,二是细致的分区控光,就是把整个电视平均分为若干区域,实现不同区域不同亮度的功能,三是足够高的峰值亮度,市售非HDR的普通液晶电视亮度基本不会超过150尼特,但为了实现光照的临场感与震撼感,峰值亮度最少需要翻倍才能提供足够的效果。

 

 

HDR10

HDR10则是Samsung、SONY、LG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最高是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Amazon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。

 

Dolby Vision

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

正如我们过去曾经说过的那样,HDR10是目前最广泛被使用的HDR标准,因为它是开源的。无论是从可定制的自由,还是不需要支付授权费这点,它对厂商来说都很有吸引力,如索尼、三星这些就对HDR10特别情有独钟。

杜比视界则是由杜比公司开发出来的标准,它要比HDR10更“年轻”一些,也相对小众一些。杜比视界不开源,采用该标准也需要授权费,所以它相对没那么受青睐。无可否认的是,杜比视界的优势在技术比HDR10更先进,也能够允许实现更好的效果。

HDR10+出现的意义

 

而本文主角:HDR10+则相对前者又有所不同。那么这个新冒出来的标准又是什么东西呢?为了更好地适应市场需求,三星和亚马逊联合推出了基于HDR10改良的HDR10+标准。从最浅显的方式解读HDR10+,它比HDR10多出的一个“+”,可不是表现看起来这么简单。

从上文解析中我们知道HDR并不是一个可以“覆盖”在任何画面上的效果,它需要对HDR视频内容的元数据进行处理,最后得到我们看到的华丽效果。

HDR10在这方面显得相对简单,因为它的处理和转换只依赖整部视频的全局数据。杜比视界则更进一步,元数据中包含了每次场景转换。能够针对每个场景进行优化,其精确度自然比HDR10更好。

 

说道这里可能大家都清楚了,HDR10+的出现是为了让HDR能够拥有如同杜比视界一般的特性。HDR10+与HDR10之间最大的区别在于加入了“动态色调映射(Dynamic Tone Mapping)”,此功能基于三星应用程序SMPTE ST 2094-40。该技术采用可变的动态元数据来帮助实时调整亮度和对比度,并逐帧优化。

然而,值得注意的一点是,杜比视界和HDR10事实上并不是一种直接竞争的关系。

一款设备可以同时支持两种格式,而且杜比视界对HDR10的兼容性也很强,所以前者更多的是一种“加值”,所谓的格式战争是不会打响的。在弥补了场景转换优化的缺点后,HDR10+也能够展现出更高精确度的场景转换。不仅如此,由于HDR10+仍然是一个开源标准,意味着厂商仍然有较高的定制自由,更重要的是还不需要支付授权费

 

作为一个对市场而言较新的技术,如何能够保证用户使用?HDR10+给消费者一个相对满意的答卷:

对于集成了HDR10解码器的电视和其它设备,HDR10+是完全兼容的。

早在2017年三星就已经宣布会通过固件升级的方式为旗下所有HDR超清电视产品添加HDR10+技术支持。这样一来,HDR10+技术的用户将无需担忧由技术升级引发的固件匹配问题。另一方面,要展现出HDR10+的内容就必须要有支持HDR10+的电视和播放器。

因此,所有支持HDR10+开放标准的电视和播放器必须先验证其硬件,然后才能在产品和资料上打上“HDR10+”的技术标识,让人欣慰的是,HDR10+不需要包含任何专用硬件,内容创建者也无需为创建HDR10+内容支付任何费用,这意味着HDR10+在技术方面相当开放,降低了进入市场的一大门槛。

 

至于另外一个关于是否真的需要另外一种HDR标准的问题。从目前,我们可以理解为制作公司使用HDR10+更容易创建内容,而不是选择Dolby Vision。虽然后者需要逐个场景的颜色校正,但前者可以采用HDR10内容并将其提升到HDR10+的标准,而无需任何额外的人工校准。作为一个创作者而言,无疑大大降低了制作成本。

 

HDR10+会成为新一代被广泛应用的标准吗?

 

可以想象的是,在HDR 10+标准到来之后,今后的影像、游戏的画质体验还将得到进一步提升,而理所当然的是,马上就有一些电商厂商用实际行动表示了对HDR10+标准的欢迎。在最近举行的CES2018上,松下就向现场展示了旗下的FZ950以及FZ800,这两款OLED面板电视率先支持了HDR10+,优化了新一代显示器的图像质量,提升了视觉体验。

而三星同样也推出了支持HDR10+的产品Q900R 8K QLED量子电视,支持HDR 10+显示技术,同时峰值亮度可以达到4000尼特,在播放时可以给视频以及电视直播提供8K画质的强化,当然包括支持原生8K分辨率的视频,此外三星还在Q900R电视中增加了8K AI芯片,能够智能化地对输出画面进行优化。

 

在内容提供商方面,原先和杜比签署合作协议的华纳兄弟公司宣布使用HDR10+标准,正式加盟到三星引导的HDR10+联盟里来,这样HDR10+标准下就有三星、福克斯、松下、华纳四个高质量的视频内容提供商。

从现在看来,HDR10+获得了一个不错的起步,因其支持HDR10+的并不只是概念,而是实实在在以产品的形式展现出来。

HDR10+不仅填补了前一代HDR10和杜比视界的差距,并且仍旧保持了自己的最大优势——开源更重要的是,在一开始HDR10+就得到了大厂们的支持。截止8月份,已有40多家公司宣布支持这种格式,其中包括内容制作商,内容发行商和将这项技术融入其硬件的电子制造商。可以肯定地认为来自HDR10+联合创始人三星和松下的电视和蓝光播放器将是率先推出HDR10+标志的电视和蓝光播放器之一。

众多生产商及电影发行商的加入意味着:在未来,我们将能够看见更多的支持HDR10+的显示产品乃至影视内容出现“百花绽放”的场景,而不仅仅是在大型展会上“昙花一现”。

 

能力强大但仍有不足之处

虽然杜比视界失去了自己的最大优势之一,但事实上杜比视界仍然是技术含量最高的HDR 标准。杜比公司的研发程度保证了技术上的领先,相比起HDR10+,杜比视界能够支持最高12位色深,而且亮度能够达到吓人的10000尼特。

据了解,杜比仍旧在不断摸索着技术的极限。而从HDR到HDR10+的过程,它们将亮度由1000尼特提升到4000尼特,在成长性方面相当可观。然而就目前来说,HDR10+在色彩及亮度方面还远还未达到能完全打败杜比视界的程度。

尽管HDR10+并没完全建成一个完整产品的生态圈,但从目前的发展来看,HDR10+因其开源以及向下兼容的特性获得了一个相当不错的起步,随着时间的推移,相信支持HDR10+的硬件产品及影视内容会越来越多。而作为一名消费者,笔者自然是期待着HDR10+普及的一天,让所有观影者能够享受到更加美妙的视觉体验。