HDR 10、HDR 400、600、1000 有什么区别,什么是假 HDR?

最近几年一些互联网+ 公司入局电视行业,让智能电视成了焦点,随便还普及了一个「新的旧词」—— HDR。显然 HDR 已经成了显示技术的下一个大热门,不管是电影、游戏、电视、显示器还是手机上总会看到这个字眼。但随着营销愈演愈烈,HDR 这个标签已经大过它本身的价值。仅靠两张对比图解释 HDR,很直观也很含糊,消费者以为这就是他们需要的,殊不知 HDR 还有很多种标准,而商家所卖的产品压根达不到图片给出的效果。

如果你正打算购入一台 HDR 设备,这篇文章会帮你避开所有不必要的坑。Ps:本文展示的 HDR 对比图仅供参考,上传时图片已经被压缩,并且大家阅读文章的设备不同,无法在普通显示器上展示真正的 HDR 画面,对比图只是让大家有个粗略的概念。01—HDR 是什么无数发光二极管组成了显示器,这些发光二极管通过不同的颜色、亮度构建了我们看到的画面细节,就像白天时我们看到的世界也是不同的颜色和亮度。但发光二极管能呈现的亮度和色彩远不如太阳光,在标准显示器其中,当输出画面的亮度低于显示器能够输出的阈值时,显示器会把这些低于阈值的亮度全部输出为相同的「灰黑色」,而高于显示器极限亮度的则全部输出为「灰白色」。这部分无法显示的细节就完全丢失了。

这样的显示范围我们称为「SDR 标准动态范围」。影视和摄影一直致力于还原真实的画面,然而阳光大约有 10000nit(nit 是亮度的单位),标准显示器却只能提供 300-500 nit 左右的亮度。显然会丢失大量细节。于是能够提供更大亮度范围的 HDR 显示器诞生,让我们能够看到光明与黑暗中的细节。

HDR 不光带来了更亮的亮和更暗的暗,它还改进的显色性和更宽的色彩空间。因此,在谈论显示设备上的 HDR 时,它指其实是在明亮与黑暗之间产生「动态」的对比度,以及使色彩更加丰富、逼真。Ps:对比度是指最大亮度与最小亮度之间的比值,比如一台显示器最大能显示 100nit,最小能显示 0.1nit,那么它的对比度就是 1000 : 1。要注意,显示设备中的「HDR 播放」与相机中的「HDR 摄影」并不是一回事,两者确实相似,都会让图像在明暗之间具有更大的对比度。但是它们的工作方式不一样。高端相机和手机在按下快门的一瞬间会使用不同的曝光条件拍摄几张照片,然后将这些照片合成为一张,最终得到的结果可能明亮处与暗处并不是来自同一张照片。

但视频和游戏并不是这样。当播放视频和游戏时 HDR 效果取决于屏幕素质和播放源提供的亮度和色彩信息。02—HDR 分级随着 HDR 越来越普及,厂商推出了很多不同的标准来规范行业。然而标各家有各家的玩法,标准太多让几乎每一个初次接触 HDR 的新手都蒙圈了。这其中有些能够带来顶级体验,而有些则是滥竽充数。HDR 10HDR 10 是现在最普及的标准,因为它免费开源并且是最低标准,几乎所有支持 HDR 的显示设备和内容都支持 HDR 10。HDR 10 采用 10 位颜色(1024种颜色)的静态元数据,简单来说就是画面中每一秒的最高亮度和最低亮度是一样的。例如一段 24 帧的 HDR 视频,它 1s 内显示的的 24 张图像的最高亮度和最低亮度都一样。

最低标准不代表它就垃圾,HDR 10 相较于 SHR 依然有肉眼可见的提升,它也是蓝光光盘的默认标准。HDR 10+HDR10+ 志在解决前辈的一些缺点,并添支持动态元数据,每一帧的都包含自己的亮度和颜色信息,使画面看起来更自然真实。

然而这个标准是由二十世纪福克斯、三星和松下一起推动的,所以目前仅限于部分三星和松下的设备可以使用。杜比视界杜比视界是目前最高端的 HDR 标准,要使用杜比视界视频和电视都必须经过杜比公司的认证,而认证是要收费的,所以杜比视界仅在高端电脑上才看得到。杜比视界也使用动态元数据。

值得一提的是杜比视界是根据显示设备的芯片来调整元数据,而其他 HDR 则是根据视频自带的数据,意味着最终呈现的效果取决于电视制造商与杜比之间的设定值控制,这使得大量不专业的 HDR 视频甚至普通视频也能到最好的的效果。VESA 这是针对电脑显示器的 HDR标准。VESA 将 HDR 分为 DisplayHDR 400、500、600、1000等等标准,数字指的是最大峰值亮度 nit。例如 VESA DisplayHDR 600 是指屏幕亮度最大可达到 600 nit,依次类推。

VESA 的标准一直颇有争议,前面几种电视标准其实并不会刻意强调屏幕峰值亮度。有人认为 1000nit 才算是 HDR,因为现在很多 HDR 内容使用这个标准,这在电视市场也非常普遍。但观感很大程度上还取决于环境,电视放在宽敞明亮的客厅,观看距离在 2m 以上,所以需要 1000nit 亮度。而电脑往往放在更暗的书房,距离一般也不会超过 1m,所以峰值亮度并不意味着 HDR 效果就更好,这不是最重要的。真正重要的是「高动态范围」,如果不能使画面该暗的地方暗下来,那 HDR 将毫无意义。而获得高动态范围,最普遍的做法是「局部调光」。03—局部调光为了使该亮的地方更亮,该暗的地方更暗,显示设备每个部位输出的亮度应该是不一样的,这样才能达到提升对比度和动态范围的目的。理论上,局部调光区域越多,HDR 效果就越好。所以我们才看到那么多电视开始使用 OLED 面板,因为 OLED 面板上每一个二极管都是独立发光,局部调光能力达到像素级。但是电脑显示器目前还是以 LED 面板为主,LED 面板整块一起发光,默认亮度一样,所以无法呈现真正的黑。因此需要在面板后面加装光源,已达到提升亮度的目的。传统的侧光式局部调光将 LED 光源放在屏幕边缘,光线照向屏幕中间,所以一些显示器在显示全屏黑色时会看到屏幕边缘漏光,侧光式严格意义上并不能称为局部调光。

于是一些制造商把光源放到放到屏幕中间,光线照向用户眼睛,这种称为局部调光或直下式调光。但因为光源数量有限(通常是几十个)。而目前最理想的做法是全阵列局部调光(FALD),也是真正的意义上的「局部调光」。面板后面通常有几百个光源,例如 戴尔的 UP2718Q 有 384个。光源数量越多可局部调光的区域也就越多。

然而全阵列局部调光在电脑显示器上普及度并不高,因为它的成本比传统的侧光式/直下式高得多,并且大量光源也意味着显示器将更厚,并且功率和发热也会增加。例如苹果卖 6 万 的Pro Display XDR 显示器,背后的散热孔可以让密集恐惧症崩溃,这也是我没有买它的主要原因。

总之,目前全阵列局部调光只在高端显示器上才能看到,但连普通局部调光都没有的显示器很难称为 HDR。04—假 HDR说回 VESA ,为什么大家会骂 VESA?因为它把 DisplayHDR 400 标准定的实在是太低了,下图是 VESA 官网的 DisplayHDR 各级别要求。

可以看到 HDR 400 只需要屏幕达到 400 nit,8bit 色深、95%sRGB 色域和全局调光。这些标准毫无意义!现在是个能发光的显示器都能达到这些标准!前面说了 HDR 最重要的不是亮度,而是局部调光,只有局部调光才能真正提升对比度和动态范围,然而 HDR 400 根本不需要局部调光技术。因此市面上有大量贴着 HDR 400 标的显示器,它在 VESA 的标准上确实能够称为 HDR ,但实际性能与SDR 无差,所以很多人不承认 HDR 400。(HDR 500 往上还是不错的)从左到右依次是 HDR1000、600、400小淙认为应该取消 HDR 400,这是一个诱骗消费者的标准。就像宣传高通骁龙 64 位 8 核处理器,结果一查才知道原来是个 610。不过 VESA 统一了显示器 HDR 标准,这点还是值得肯定的。既然 HDR 400 与 SDR 无差,那为什么还能看出一点差别呢?是算法!他们加了算法!用软件算法来提升色彩对比度使画面更讨好眼球。然而算法并不能突破硬件极限,并且拙劣的算法还会导致更多细节丢失。例如颜色不均,会有明显的涂抹感,导致 Windows 中字体出现锯齿。05—体验 HDR 还需要HDR 是一个端到端的技术,所有参与环境都需要支持 HDR 才行。这在电视上相对简单,电视支持 HDR ,播放的视频支持 HDR 就够了,电脑显示器则限制就比较多。首先操作系统需要支持 HDR,例如 Windows 10。通常播放 HDR 视频时系统会自动将显示器切换到 HDR 模式,但并不绝对,如果不自动切换则需要手动在显示器设置中切换。

需要注意,如果你在日常使用中打开 HDR 模式可能会有些难看,因为日常使用我们往往不会把显示器亮度调太高,在 100nit 亮度下强行运行 HDR 模式可能会让原本鲜艳的画面变得灰蒙蒙。除此之外还需要显卡支持,不管是 NVIDIA 还是 AMD 只要显卡不是太老应该都支持 HDR 。但是 HDR 技术也在不断发展,所以旧显卡可能并不能完全支持 HDR。CPU 的核显也是同理。

然后你的视频线也需要支持。HDMI 线需要 2.0 及以上才支持 HRD,DP 线则需要 1.3 及以上,关于视频连接线的更多信息可以查看这篇文章:HDMI、DP、DVI、VGA哪个更好?别因为几块钱白白浪费显示器性能最后,播放的视频和游戏也需要支持 HDR,目前的 3A 游戏几乎都支持 HDR,Netflix 上也有大量的 4K HDR 视频,但国内流媒体平台对这方面的支持可能还比较少,需要自己找资源下载才行。06—HLR在购买电视时你可能还会看到 HLR 字样,它由英国广播公司(BBC)与日本广播公司NHK合作推出,这并不是对标 HDR 的标准,它的出现是为了解决 HDR 的一些问题。简单来说为了呈现 HDR 效果,HDR 10 和杜比视界都需要用元数据来告诉电视如何显示,然而不支持 HDR 的电视看不到这些元数据想表达什么,并且也不知道要如何处理。

HLR 视频以任何电视都可以使用的SDR 信号开头,附加了有关 HDR 的额外信息,因此知道要查找此信息的HDR电视可以使用它来显示更广泛的颜色和更广泛的亮度。而不支持的电视可以忽略这部分信息。但 HLR 达不到 HDR 10的效果,它可以使图像更明亮,更生动,但黑色部分与 SDR 并无差别。

另外,一些电视还会说「支持HDR输入」,意思是可以播放 HDR 视频,但并不能以 HDR显示。

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