什麼是HDR？補充版淺談三種HDR影像相關的定義農步祥

新的一年來臨，2019年的CES上三星帶來了商用化的75寸MicroLED電視，惠普也配合NVIDIA Gsync2推出了4K HDR 120Hz刷新率的Omen X Emperium 65寸「顯示器」，LG和索尼的8K HDR電視也即將上市，畫質和價格都足以讓猛男落淚。

HDR很有吸引力，但如果想了解相關知識，以HDR為關鍵字搜索，可以發現網上HDR的討論和文章都數量巨大，但在有些情況下HDR並非指HDR10等色彩和顯示標準，我們還需要簡單了解另外兩種常見的HDR歧義，以避免弄混。

攝像頭的HDR高動態範圍成像

HDR最早常用的概念是指相機、手機攝像頭等拍照圖像相關的HDR照片。手機、相機的感光器甚至包括早期的膠捲由於各種原因，光影動態的記錄能力在很多場合下是不夠用的，畫面要和過黑要麼過曝，解決問題的方法可以是提高感光或膠捲器性能、或是對最終照片進行修改畫面對比度、反差等後期處理，而另一個方法是現在最流行的多幀合成，拍照時就獲取多個不同曝光的圖像再進行合併，所以手機攝像頭中HDR通常指的就是這種操作。這裡的HDR指的是高動態範圍成像[High Dynamic Range Imaging]。

但要注意的是，人們拍的照片是要看的，看就需要屏幕顯示出來，目前手機照片還是選擇適應絕大多數顯示設備，仍以標準動態範圍顯示，也就不會真的以HDR10的色彩和亮度空間進行圖像信息記錄，這這種語境中的HDR效果其實指的是合成後標準色域、標準動態色階和灰階曲線圖像的效果。如果是真·HDR照片，在別人的屏幕上可能會變成下面兩種異常效果中的一種，那圍觀群眾們肯定是認為某品牌手機拍照辣雞翻車現場，攝像頭開發組的年終獎肯定又要完犢子了。

遊戲中的HDRR

如果是遊戲年齡10年以上而且跟得上時代的用戶，肯定會在更早的時代就見識遊戲里所謂HDR效果。例如我個人非常喜愛的老遊戲《上古捲軸：湮滅》《輻射：新維加斯》等，當前流行的《CS:GO》、《Warframe》等熱門遊戲也有「HDR」功能選項。實際上這並不是HDR10等高動態影像輸出，而是被稱為HDR渲染[HDR Rendering]，是3D模型的著色、渲染處理技術，改變的是遊戲內環境和物體的色彩、光線反差等，HDRR的動態範圍提升是相對於更古老的3D遊戲而言，但最終輸出的畫面仍舊是基於標準的色彩動態範圍。

在HDR10顯示器和電視機普及後，部分遊戲和軟體對HDRR功能也做了一定的說明避免誤解。雖然HDRR在今天常被玩家戲稱為假HDR[Fake HDR或Mimic HDR]，但它對於遊戲內容表現的改進也是非常有價值的。HDRR通常有兩種改善遊戲畫質的方式，一種是遊戲本身內置的HDRR功能，另一種是通過插件或外掛方式將輸出畫面進行二次處理，後者往往能帶來非常直觀和驚人的畫質差異。

HDR視頻

以HDR10、HLG為代表的HDR影像和視頻顯示在互聯網上的討論比前兩者出現得更晚一些。但三者還是存在一定聯繫的，本質上都是儘可能多的記錄和還原更好的視覺動態，如色彩、明暗等圖像信息。不過從實現來看，HDR視頻顯示是直接拓展片源和硬體的動態範圍。在三篇文章中已經比較系統介紹了HDR顯示的相關知識和不同的技術標準。

HDR10和HLG的差異：HLG和HDR10是兩種不同的工業標準，在效果上並無明顯優劣之分，但推廣者和受眾有很大差別，HDR10以及杜比視界是美國影視業主推，因此蘋果、Android、Windows10和遊戲主機的HDR功能都以HDR10為主。HLG的推廣者是BBC、東電、央視等廣播電視行業相關者，由於HLG不包含顯示元數據傳輸，圖像記錄和輸出的Gamma曲線也不相同，兩者並不相容，需要演算法進行轉換。

所以一台顯示器或電視自稱HDR時，就要謹慎進行區分對待了，例如作者真的就在買電視時被坑過，買到一款不支持HDR10的自稱HDR電視，好在是京東上購買，退貨比較方便。由於網上缺乏同一視頻的HDR10和HLG對比，轉換工具價格也比較昂貴。只有極少量YouTube用戶會把自己用GH5等設備拍攝的HLG視頻轉換到HDR10上傳，但沒有同屏同畫面對比等直觀手段。

HDR400、HDR600、HDR1000：在選購HDR顯示設備時，會常看到HDR400、HDR1000等標識，這主要來自標明設備在HDR模式下支持的亮度級別上限。對於HDR10和HLG，一個簡單粗暴的理解可以是：支持HDR10的肯定能播放HLG，但反過來不行。但是在網上討論HDR顯示時，經常會遇到更粗暴的網民以更更粗暴的理解將HDR抬杠為就得面板必須能到1000甚至10000nit亮度、支持分區背光等等，HDR就是硬體參數……完全無視了影像記錄、顯示標準的重要性。在一台能到400nit亮度的廣色域顯示器上，顯示效果就足以引發質變，而亮度500以上的OLED電視實際畫面對比度是HDR1000 LCD設備的2~5倍，我個人也有400和600級別亮度的顯示設備進行對比參考。當然不缺錢我都要的，也確實有更好選擇，例如ACER和ROG的兩款4K 144HZ HDR1000頂級顯示器以及4K 120Hz HDR400次頂級顯示器，而索尼、三星和LG的高端電視也同樣有非常高的硬體水準，而小屏設備上iPad Pro、iPhone XS等就有極好的HDR顯示效果。

總結

本文介紹了三種和圖像相關的HDR標準，但動態範圍並不止存在於圖像上，聲音也同樣有動態，但不在今天的HDR科普範圍內。能識別區分常用的三種關於影像的HDR定義，對了解HDR知識，選購HDR顯示設備也會有一定幫助，也能在網上避免亂入和尬聊。

遺憾的是HDR圖像效果是無法在網上共享的，HDR直播、錄屏等分享方式成本也非常高昂，就導致無法用直觀的對比方式來科普，當然在互聯網上非物理手段的說服本來就是一件不可能的任務。國內HDR內容缺乏也和國內政策有關，目前HDR內容暫時無法在國內在線視頻平台商用化推廣[由於廣電的影響力，國內互聯網HDR視頻也可能會主推HLG]。

目前YouTube已經全面支持HDR10[VP9]，Steam的11個年度白金銷量遊戲中有3個支持HDR10，iOS12、Android 8.0系統設備也已經普遍支持HDR10，HDR顯然已經是一個主流且非常實用的應用。

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