iPhone X的发布,又一次刷新了苹果手机的价格上限,与此同时也带来了诸多崭新的技术,除了Face ID、A11、OLED这些大腕之外,还有一项对于手机屏幕有着质的提升的HDR技术。在此之前,HDR技术已经在彩电行业卷起了一波热浪,几乎成为所有入门级彩电以上的标配功能。从电影院、彩电再到手机,HDR一直都被委以重任,为何这项技术会受到显示行业的热捧?下面我们就来简单聊聊。

为何HDR显示近两年才火起来?
HDR真正诞生的时间是2015年,美国消费者技术协会公布了HDR10标准,并提供17.6档的动态范围,但这之前我们在数码相机、手机上早就听闻HDR了。其实“此HDR”非“彼HDR”。数码相机时代的“HDR”是通过算法调光校正不同亮度下的色彩和细节,归根结底还属于SDR的范畴。而真正的HDR有着严格的硬件标准,以及一套完整的工业体系。

显示技术上一切的努力都是围绕还原更接近真实世界的画面而进行。视频技术的发展已经经历了相当漫长的时间,影响视频画质的分辨率、色深(灰度)、帧率、色域空间,都已经有了非常成熟的发展,而唯独亮度动态范围还停留在一个比较基础的水平——SDR时代。

HDR为何更能接近真实世界的画面?
什么样的体验叫做终极视觉体验呢?我们观看电视电影最想获得的是什么样的效果呢?其实不过是再现我们在自然界中体验到的视觉享受罢了。要想用显示设备模拟人眼所观察到的世界,必须具备三个关键的要素:清晰度、亮度动态范围(HDR)、颜色。
视频技术和显示设备的分辨率最高已经达到了8K,色域也早就到了可以“以假乱真”的地步,可以你却从未惊呼过,电视里的太阳好刺眼。

某些高端摄像机可以将10^5cd/m²亮度记录下来,高端的显示设备也能还原出这个亮度,但是视频格式的记录和传输,还是沿用了50年前的SDR的标准,最大只能承载到10^3cd/m²。无法满足人眼视觉系统对于环境光线感知的需求。

举个例子,视频中观看火山喷发和烟火表演,无论视频画质多清晰,总是没办法体验到亲临现场的那种壮阔。原因就在于,虽然视频中有火山喷发和烟火绽放时的准确颜色,可是这个颜色没有在合适的亮度下来展示,比如火山喷发有1500nit,但显示设备最高只有800nit,实际颜色的层次就会大大压缩,从而没办法给到你真实的感受。

HDR10和Dolby Vision有何差异?
HDR兴起之初一度陷入了格式之争,主流的三种格式包括Dolby Vision、HDR10和HLG。抛开原理不说,三者的区别非常简单,Dolby Vision>HDR10>HLG。三者呈递减关系,越来越简化HDR的制作流程,也更方便于内容制作和目前带宽条件下的传播。从这种“包含”关系来看,格式之争自然不攻儿破,他们都有各自不同的使命。

所以不需耗费大量后期工作的HLG广泛运用在电视广播领域,而Dolby Vision和HDR10主要运用在电影、电视剧领域。HLG目前还并非4K蓝光标准的一部分,画质上略逊一筹,但是贵在兼容性极高,甚至在CRT电视上也能呈现HDR的效果,但体验可能不尽人意。


HDR与SDR效果实测对比
谈了这么多HDR的特点及分类,接下来我们具体的实测一下,看看HDR与SDR之间有多大的差距。(图片上部分为支持HDR10的电视播放HDR10影片的屏摄图,下部分为不支持HDR的电视播放SDR影片的屏摄图)



从实际的对比来看,HDR的表现效果几乎拥有压倒性的优势。我们可以看到HDR带来的不仅仅只是亮度的提升,而是在更高的亮度范围中,携带有更丰富的色彩层次、灰度层次,以及对比度,这是在SDR时代不曾想象的。
总结:疲软的显示设备市场需要创造新的消费刺激,HDR无疑是重头戏。然而我们不得不考虑一点,HDR是为内容而生的,这项新技术还面临着内容匮乏的尴尬,而且这种尴尬并不会很快化解,因为内容创作是一次性的,越来越庞大的电视节目库不可能整体升级,可以期待的只是增量,只有新内容可以用更高的技术规格进行制作。
除了iPhone X之外,还有Apple TV也拥有HDR10和Dolby Vision功能,并且还和最大的好莱坞制片商达成合作,促成它们将更多4K HDR搬到iTunes商店上;各大电视制造商也在积极同视频运营商合作,越来越多的HDR内容将出现在各种视频终端。我们离显示设备上还原真实世界,又近了一步。