傳說中的HDR電視是什么鬼？

有線電視 dvbcn編輯 2018-09-30 11:09 閱讀 3,740 來源：DVBCN 　

相信說到HDR，大部分人想到的都是手機相機里的一個選項。HDR全稱High-Dynamic Range，即為高動態(tài)范圍圖像。高動態(tài)范圍是什么意思呢?在介紹HDR之前，首來給各位科普下計算機圖像畫質的背景知識。

自然界中所有的顏色都是由紅、綠、藍三種光通過不同比例、不同亮度混合呈現(xiàn)的。而在計算機的世界里，所有都是由0和1組成的，而發(fā)展到后期的計算機語言，顏色被兩組數(shù)字組成，一組是紅、綠、藍三個顏色的混合比例，另一組是表示光的強弱，也就是灰度。

但是自然光，如果你愿意可以分成無限份，而計算機每個數(shù)值都是有大小限制的。舉個最極端的例子，比如計算機可以顯示4個數(shù)字，那么灰度就只能是白、淺灰、深灰、黑四個顏色。而自然界中白色和淺灰之間，還可以分淺淺灰色、淺淺淺灰無數(shù)個等級。

所以理論上，表示顏色的計算機位數(shù)越多，能還原的自然顏色就越多，畫質就越好。但受限于目前芯片的計算能力、和文件大小，這個數(shù)并不能無止境的大，所以目前，民用顯示器灰度最高標準大概在12Bit左右。

而這是軟件部分的，硬件部分顯示器是否有能力展現(xiàn)這么多個亮度等級，就要看顯示器本身的亮度是否足以展現(xiàn)這么多個等級的灰度。如果電視亮度區(qū)間太小，而片源支持高位數(shù)的灰度，那么臨近的兩個灰度就會不易分辨。

說了這么多，你好像還是沒明白HDR是個毛線。這是肯定的了，因為我還沒開始講呢，下面開始說人話。

HDR在電視領域中并非相機中，將多張不同曝光的最優(yōu)點融合在一起。簡單來說HDR在電視領域的應用就是提升畫面的對比度，讓最亮的地方到最暗的地方跨度更大。而將亮度對比度的一個新的標準定為HDR。在HDR之前，動態(tài)亮度一直是SDR標準。

在自然界中亮度是非常廣的，正午的太陽中心亮度級別定義為10的9次方、而夜空中最微弱的星光亮度級別為10的-5次方。人眼通過瞳孔的放大和縮小，可以感知10的-5次方導10的8次方的亮度左右，當然每個人存在差別，且有極個別的人可能跨度更高。人眼在瞳孔不變的情況下，大概可感知的亮度在1到10的5次方級別。

在電視領域，之前沿用了50年的SDR標準，亮度范圍在1到10的三次方，近年來興起的HDR在1到10的5次方，也就是滿足了人眼在瞳孔不變情況下的所能感知的亮度范圍。

在知道了什么是HDR以后，目前市場上的電視產(chǎn)品又是怎么實現(xiàn)的?

目前電視屏幕材質上，主流的依舊是液晶屏幕。眾所周知，液晶的顯示原理是由不發(fā)光的液晶層和背光源組成。

傳統(tǒng)的液晶屏幕完全通過液晶層分子的扭曲實現(xiàn)三原色光的透過亮的多少從而顯示出不同顏色的。即便是一個像素完全顯示為黑色，那么由于背后的背光層依舊亮著，也不能達到絕對的黑色。

不信各位可以嘗試在一張黑色的紙后面打一個手電筒，被光照的區(qū)域和不被光照的區(qū)域亮度肯定是不同的。

那么為了提升對比度，很多廠商都會在背光源上下文章。首先選用一個更亮的LED背光燈泡是沒得說的。

HDR電視硬件上的原理就是，先分析這一幀圖像中的這個像素顯示顏色需要的亮度是多少，然后直接把背后背光源的亮度調整到合適的亮度。

所以理論上，每個像素后都有一個單獨的背光進行控制，這樣達到的效果最好。不過目前主流背光源使用的是LED燈泡，若如上述所說，那么現(xiàn)在4K電視大概需要4000多個LED燈泡。就算不考慮每個燈泡的干擾、這個功耗和發(fā)熱也會提升到一個非?？植赖募墑e。

所以妥協(xié)于這兩個原因下，目前的HDR電視采用分區(qū)背光控制的技術，用適當數(shù)量的LED燈泡，一個LED對應一小塊兒區(qū)域的背光，從而實現(xiàn)提升整個電視的亮度范圍提升。

單這個LED的多少，到現(xiàn)在都沒有人找到合適的答案。索尼兩年前就開始研究的Backlight Master Drive技術就是這個原理，但至今未能在現(xiàn)實效果、功耗發(fā)熱、和產(chǎn)品售價中找到平衡，國內海信等企業(yè)也紛紛在這個平衡上進行博弈。

那么目前市面上的HDR究竟值不值得購買呢?

首先，要肯定這項技術帶來的視覺效果提升。如果色域圖(說人話：紅綠藍光混合比例表)是出于一個二維坐標的話，最終的顏色表現(xiàn)就是一個帶有亮度z軸的三維坐標系。而此時提升了亮度z軸的跨度，可以表現(xiàn)的顏色當然更多了。