2016年開(kāi)始，似乎電視圈的所有非互聯(lián)網(wǎng)品牌都在講一個(gè)詞，HDR。繼3D、4K、曲面、量子點(diǎn)、OLED等最近幾年火熱的新技術(shù)過(guò)后，HDR將成為2016年顯示技術(shù)的必爭(zhēng)高地，而且各家都已經(jīng)完成了相應(yīng)的產(chǎn)品布局。

盡管HDR在攝影圈是個(gè)早已被念叨多年的詞語(yǔ)，然而HDR電視的概念可以認(rèn)為是在2016年才初現(xiàn)雛形。那么，這個(gè)叫做HDR的東西是什么顯示原理？又有什么技術(shù)特性？在目前我所接觸的各電視品牌的技術(shù)描述中，索尼是為數(shù)不多可以成體系的將HDR技術(shù)普及清晰的品牌。

1HDR的意義：為了擴(kuò)展圖像中亮部和暗部對(duì)比以及影像細(xì)節(jié)而生

科普HDR，肯定是從已知應(yīng)用最成熟的領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，我最早也是通過(guò)攝影開(kāi)始接觸HDR技術(shù)的。HDR是高動(dòng)態(tài)范圍圖像的縮寫(xiě)，其中動(dòng)態(tài)范圍是指亮度高低的范圍和對(duì)比度，高動(dòng)態(tài)范圍擁有更加寬廣的明暗亮度范圍和更高的明暗對(duì)比，它是為了擴(kuò)展圖像亮部與暗部區(qū)域的對(duì)比以及影像細(xì)節(jié)表現(xiàn)。文字表述有點(diǎn)生硬，咱們這么看：

這是兩張?jiān)诘罔F上使用手機(jī)拍攝的清晨日出風(fēng)光，拍攝時(shí)我針對(duì)不同區(qū)域測(cè)光對(duì)焦。按照相機(jī)的測(cè)光程序，它有兩個(gè)選擇，幫我保留畫(huà)面中“亮”或者“暗”的某一個(gè)部分細(xì)節(jié)，所以我得到的圖一是太陽(yáng)輪廓很清晰，而且光線的過(guò)度均勻，但前景死黑；而圖2基本看不到太陽(yáng)的形狀了，天空也丟失了清晨朝霞的艷麗，但前景車(chē)體的輪廓更明顯。這兩種圖像風(fēng)格均是手機(jī)在不同測(cè)光條件下正常拍攝的圖像，然而它們都與肉眼看到的情況大不相同。

經(jīng)過(guò)HDR處理，天空的亮度和色彩信息被最大化保留，同時(shí)暗部細(xì)節(jié)得到了很大程度的還原

在手機(jī)或是相機(jī)所拍攝的24位JPG圖像中，經(jīng)過(guò)壓縮的圖像格式并沒(méi)有更多空間去保留更多色彩和“亮度”信息，所以在面對(duì)這種明暗光線“亮度”差別很大的場(chǎng)景時(shí)，單次曝光的圖片只能盡量保留高亮度區(qū)域細(xì)節(jié)或者黑暗部分，無(wú)法同時(shí)留住高亮和暗部圖像的細(xì)節(jié)，也就是無(wú)法還原出人眼所看到的真實(shí)明暗對(duì)比，HDR技術(shù)便是為了還原更多的明/暗部位圖像細(xì)節(jié)而生。

2HDR實(shí)現(xiàn)：電視背光控制、信號(hào)處理、片源缺一不可

上面的實(shí)例中，講解的是僅僅靜態(tài)圖像應(yīng)用下HDR技術(shù)的原理和意義，HDR處理過(guò)的照片可以對(duì)等于我們平時(shí)所說(shuō)的片源。對(duì)于電視系統(tǒng)而言，它要解決的是如何還原HDR片源所想要表達(dá)的寬廣動(dòng)態(tài)范圍。

典型的明暗場(chǎng)景下不同物體亮度值

在真實(shí)世界里，能夠?qū)⒐饩€反射到人眼的物體都會(huì)表現(xiàn)出色彩和亮度，例如上圖，它標(biāo)注了在明亮和黑暗環(huán)境下不同物體的亮度數(shù)值，最高亮度除以最低亮度就是這個(gè)畫(huà)面下的最大對(duì)比度，它也對(duì)應(yīng)著這個(gè)場(chǎng)景下的動(dòng)態(tài)范圍。對(duì)于電視而言，現(xiàn)有技術(shù)水平還無(wú)法做到還原人眼觀看的真實(shí)光影對(duì)比情景，這與電視自身的顯示技術(shù)限制有關(guān)，同時(shí)視頻（片源）的拍攝和傳輸同樣制約著電視對(duì)明暗光比的表達(dá)。

即便是SDR，在前期拍攝時(shí)也能夠達(dá)到100000:1的高動(dòng)態(tài)范圍，然而在信號(hào)傳輸時(shí)，為了照顧顯示設(shè)備的對(duì)比度性能，動(dòng)態(tài)范圍被壓縮到了1000:1

HDR技術(shù)的視頻信號(hào)傳輸、終端顯示設(shè)備都能達(dá)到100000：1的高動(dòng)態(tài)范圍

目前為止，我們接觸的絕大部分影視片源都是基于“標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍（SDR）”制作的，注意，我們指的并不是拍攝。HDR電視和片源格式出現(xiàn)之前，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)已經(jīng)可以制作遠(yuǎn)高于電視還原能力的動(dòng)態(tài)范圍。然而為了照顧顯示端的技術(shù)顯示，拍攝的視頻內(nèi)容需要“壓縮”處理，輸出到電視的視頻信號(hào)便從相對(duì)較高的動(dòng)態(tài)范圍壓縮到標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍。HDR技術(shù)電視因?yàn)樾盘?hào)處理和背光技術(shù)的提升，他們具備表達(dá)HDR片源的硬件實(shí)力，所以拍攝階段的高動(dòng)態(tài)范圍信號(hào)便可以通過(guò)近似無(wú)壓縮的形態(tài)輸入到電視，至此，也就完成了從視頻拍攝、傳輸?shù)诫娨暯獯a、輸出畫(huà)面的全HDR表達(dá)。

上圖中兩臺(tái)電視均為索尼的4K超高清電視，位于上方的是索尼16年新品X8500D電視，下方則是非HDR的15年電視X8000C?？吹綄?duì)比圖像我們先別忙著玩大家來(lái)找茬，想想一下這個(gè)場(chǎng)景大致光影應(yīng)該是什么樣子的：平靜的湖泊倒映著陽(yáng)光明媚的山景，太陽(yáng)在斜上方2點(diǎn)鐘方向，遠(yuǎn)山一側(cè)背光一側(cè)順光，前景的汽車(chē)也是如此。

表現(xiàn)在兩臺(tái)電視上是什么效果呢？一眼看去，兩臺(tái)電視整體高光都很到位，但并沒(méi)有明顯的亮度溢出，遠(yuǎn)處山峰的白雪與植被間還保留著細(xì)節(jié)，天空沒(méi)有過(guò)度曝光的死白。然而陰影的表達(dá)呢？差別最明顯的區(qū)域在左側(cè)前景中的兩輛汽車(chē)，上圖HDR電視表達(dá)出了順光和逆光的光影，而下方電視中黃色貨車(chē)背光面亮度并沒(méi)有得到有效壓制，車(chē)頭黃色引擎蓋區(qū)域和車(chē)身側(cè)面陰影里的車(chē)體亮度對(duì)比并不算明顯。此外，紅色轎車(chē)車(chē)頭的引擎蓋和側(cè)面也能表現(xiàn)出暗部的“不自然”表達(dá)。

這個(gè)夜晚場(chǎng)景的對(duì)比則主要在高光部分，兩臺(tái)電視對(duì)比最明顯的是HDR技術(shù)的整體光亮感更強(qiáng)，這包含了更高亮度的燈光、燈光映襯的地面和汽車(chē)。HDR電視能夠表現(xiàn)出透過(guò)車(chē)窗看到地面燈光的光影細(xì)節(jié)，而下方SDR電視為了照顧暗場(chǎng)的黑色表達(dá)，壓低了整體畫(huà)面的亮度，燈光也就不那么有魅力里，車(chē)體的平滑和金屬質(zhì)感也被隱藏。

另一種情況，你購(gòu)買(mǎi)了一臺(tái)HDR電視但又沒(méi)有HDR內(nèi)容時(shí)，這種電視會(huì)比普通電視更好嗎？答案或許是肯定的，因?yàn)镠DR電視的需要更精細(xì)的背光控制能力。然而，HDR電視在播放SDR內(nèi)容時(shí)提升的效果又十分有限，影片編碼時(shí)被壓縮的內(nèi)容是無(wú)法通過(guò)電視的畫(huà)質(zhì)處理去還原的，兩者差別更像是非HDR時(shí)代高畫(huà)質(zhì)電視區(qū)別普通畫(huà)質(zhì)電視的差別，差異主要是因?yàn)楸彻庠O(shè)計(jì)的不同，與HDR技術(shù)無(wú)關(guān)。

索尼4K電視X8000C（15年產(chǎn)品）

索尼X8500D（16年新品）

最后，各位可能還有一個(gè)疑問(wèn)沒(méi)有被解答，說(shuō)了這么多HDR電視，它到底值不值得買(mǎi)。關(guān)于這個(gè)話題，我們來(lái)看看索尼這兩年的具體產(chǎn)品。首先是最入門(mén)的4K電視，X8000C，這個(gè)電視只有索尼基本的4K迅銳PRO和MotionFlow XR動(dòng)態(tài)優(yōu)化技術(shù)在撐腰。而進(jìn)化到X8500D之后，原來(lái)的塑料外殼換成了金屬邊框的精致機(jī)身，體態(tài)也比上一代電視更薄，技術(shù)層面更是有最新的HDR技術(shù)和特麗魅彩扶持。綜合以上配置提升，兩者官方報(bào)價(jià)僅僅是7499和8999元的差別，這1500元其實(shí)并不會(huì)過(guò)多為難把索尼4K電視作為目標(biāo)的用戶群體，我個(gè)人認(rèn)為差價(jià)換來(lái)的性能提升還算是物有所值，更何況HDR極有可能成為未來(lái)一兩年內(nèi)大制作電影的技術(shù)標(biāo)配。