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收藏 丨HDR技术深度解读,满满都是干货 !

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共0条评论】【我要评论 时间:2020年7月21日

HDR兴起于广电行业,后逐渐扩展到移动设备端。LED显示领域引入这个概念和技术相对滞后。诺瓦作为HDR技术引入LED显示领域的先行者和提早技术实现者,旨在给客户带来更好的画质体验。LED世界资讯网5`Sg2H[&FKF

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什么是HDR

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我们处在一个多彩的世界中,为了将这个多彩的世界通过显示屏真实呈现在眼前,人类发明了摄影机、摄像机、电视机等各种设备,也研发了很多先进的技术,HDR就是其中之一。

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HDR全称是High-Dynamic Range,即高动态范围图像技术。这项技术最早应用于摄影,在拍照过程中开启HDR,可以让原先的暗场景变得更明亮更通透。现在,HDR技术已经应用在了家电、智能终端等各个方面。LED显示领域也因为诺瓦科技,开始真正体验到HDR技术带来的优势。

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HDR能带来什么

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拿电视举个例子。传统电视所能展现的亮度范围极为有限,与人眼所能感知的范围相差甚远。其原因是传统电视在画面明亮处的亮度提不上去,暗处暗不下来。这导致了人眼最终所感知到的画面层次感较差,大量细节丢失。 LED世界资讯网3U[W\L*^,t

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HDR超画质显示技术能完美的解决此问题。HDR相对于目前市面上主流的SDR 1080P显示技术,具有更高的像素带载:3840×2160;更宽的色域范围:BT2020。同一幅画面能够显示更多的颜色信息,更多图像的细节纹路。同时加上更加先进的电光转换技术,全方位提升了图画的明暗对比度,让一幅画面全方位展现出最真实的样子。 LED世界资讯网x{[#qz%@D$k

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在LED显示行业, 诺瓦科技率先做出了支持HDR片源解析的视频处理设备,推动LED显示进入HDR时代。

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HDR相对于SDR对于显示效果的提升

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从上图可以看出,右边的HDR图像显示了更多的亮部和暗部细节。人眼看起来,画面更加饱满,颜色过渡更加平滑。 LED世界资讯网/r{l*z&w.L'g%C_&T

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画质提升的5个维度

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作为图像处理行业的领导者,SONY公布了超高清画质的标准,包含了5个维度的提升:分辨率、色深、色域、对比度与帧率。 LED世界资讯网/E^M'{#Nr.x|^

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超高清蓝光标准要求分辨率为4K,色深为10bit,色域为BT.2020,对比度即是对HDR的要求,帧率为60fps。

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下面专门讲讲最难理解的色深与色域: LED世界资讯网*AkV9^7V'C

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超高清蓝光标准中规定色深为10bit,即能够显示10.7亿种颜色。

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RGB中每一个颜色有2的10次方,也就是1024个等级。RGB三色则共有超10.7亿 (1024×1024×1024)种色彩搭配。 LED世界资讯网%` k1T,j!z7@

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而普通蓝光标准SDR支持的是8bit色深, 只有1677万种颜色,差距悬殊。也就是说,通过10bit输出,颜色更加丰富饱满,同时色阶过渡也会比8bit的更加流畅。 LED世界资讯网SL$l(p'D H%W

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HDR色域

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色深相对应的另一个概念叫色域。前者表示所能显示颜色的数量,后者表示所能显示颜色的范围。LED世界资讯网bY.w^`~d$B@

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人眼、HDR、SDR的颜色范围对比LED世界资讯网us\!GV)m w(k7FI

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目前民用 LCD/OLED 屏幕所覆盖的显示色域大概是 BT.709,约等于手机厂商宣传的 95% NTSC色域(72%NTSC = 100% sRGB)。近两年有不少手机和笔记本电脑开始支DCI-P3色域,而HDR的色域标准是BT.2020。

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BT.709和BT.2020的颜色还原范围如下图。HDR标准的BT.2020色域要远超过现有的SDR色域,能够显示更加丰富的颜色范围,对于整个影像在色彩层次与过渡方面的增强起到了关键作用。 LED世界资讯网kb!}8n T_

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在现在已经发布的HDR标准中,均对色彩深度和色彩空间作出了相应的规定。这些参数的全面提升,带来了“更好的像素”显示。 

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HDR行业标准有哪些

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HDR10是目前最普遍的HDR标准,是超高清蓝光规格的强制格式。绝大多数HDR显示设备所支持的HDR标准都是指HDR10,诺瓦科技也支持这一标准。

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HDR10于2015年8月27日由美国消费者科技协会公布,迄今为止得到了戴尔、LG三星、夏普、索尼和Vizio等监控和电视制造商的支持和认可。索尼的PS4和X Box One S游戏主机均已支持HDR10标准。 LED世界资讯网 h6J+a-T-cx,k

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HDR10标准对图像还原能力规定了一系列条件,其中就包括我们前面提到的10Bit色深和BT.2020色彩空间。另外显示屏亮度至少在1000尼特以上,只有满足这些条件,才能宣称自己是HDR10。

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HLG是由英国BBC广播公司与日本放送协会NHK共同开发的“数位节目放送”HDR标准,全名为Hybrid Log-Gamma(混合对数伽码),于2015年5月推出。 LED世界资讯网"bG$R$s5{x/HtZE

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BBC和NHK在开发HLG时,把广播最大的问题“传输频宽”纳入考量。HLG没有metadata的部分,它是将HDR信号结合进电视广播信号中,兼容当前的广播器材,也没有授权费问题。因此,它适用于有线/卫星电视的数位放送,甚至是直播,让民众在家收看节目也能享受HDR效果。 LED世界资讯网 t]rz(g#?r A

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这是杜比实验室开发的一项超高清蓝光电视标准。和开源的HDR10不同,只有经过杜比实验室认证的设备,才能宣称支持Dolby Vision标准。而认证过程需要给杜比公司缴费,这些费用也间接计算到设备成本里面。所以,支持 Dolby Vison标准的设备一般价格不菲。

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Dolby Vision标准的色深进一步提升到12Bit,显示器至少需要满足 4000 尼特的亮度,目前已经支持Dolby Vision超高清显示的电视有索尼、LG等。 LED世界资讯网k0S.PbC-Q

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HDR对显示屏的要求是什么LED世界资讯网#S#Q\g4l6f

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覆盖90%以上的DCI-P3色域空间 LED世界资讯网IP~t2_ x

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高亮度所带来的效果不仅仅只是“晃眼”,还能够带来更加丰富的色彩。

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理解显示效果,我们要把所有量化的概念立体化。亮度与色彩之间同样能够产生化学反应。举个例子,真实世界的烟花、火光中心都是有颜色的,但是如果用亮度范围较低的显示设备来再现场景的话, 烟花与火光中心处的颜色可能就无法表达出来,只会是一片惨白。这是因为每一个亮度层次里都包含了不同的色彩。 LED世界资讯网r }/H7[p,I1S&A%w8X

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高亮度只是亮度动态范围的一个象限,另一个是极低的亮度,能够呈现出更加深邃的黑色。这种极高和极低的亮度之间还要有很好的等级控制,这样才是实现HDR技术的基础条件。有了这种极限的亮暗和等级控制,就能将极限亮度下的色彩表达的更加精准。能包容的亮度范围越大,亮度的层次也会越多,同样的色彩、灰度这些信息也会更加丰富。

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LED具有LCD所不能比拟的高亮度范围优势。在色域范围上,LED也广于LCD。过去制约LED行业HDR技术应用的最大瓶颈是没有能够处理HDR动态范围的处理系统,现在诺瓦作为LED显示行业创新者,率先研制出处理HDR源的控制系统,完整解决了HDR在LED领域应用问题。 LED世界资讯网L0f Qe%K"MF;J*jHw

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HDR技术的未来

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HDR并非一项孤立的技术,它规定了片源、硬件解码、屏幕显示对于图像信号的处理要求。所以,HDR技术的实现需要片源、硬件解码设备、显示设备联动,形成一个处理系统,共同达到最终的显示画质!

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当前,HDR在LCD行业应用最多。但是,由于LCD显示屏亮度上不去,这个先天的技术瓶颈,使得HDR 在LCD行业总是达不到最好效果。 LED世界资讯网'C/@,KQL$I&r:N

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虽然LED行业具有LCD不能比拟的亮度优势,但为什么LED行业没有应用HDR呢?正如上文所讲,这是因为LED行业之前没有能够处理HDR源的处理系统,也因此一直制约着LED行业对HDR技术的应用! LED世界资讯网 vvmQe+t L

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现在,有了诺瓦科技在HDR视频源处理方面的创先技术,加之LED行业显示HDR的亮度优势,真正实现了LED行业画质提升质的飞跃!

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未来,HDR技术将被诺瓦科技引入到8K甚更高标准的显示之中,将“更好的像素”与“更多的像素”结合,重新定义显示画面,引领整个行业的价值升级。

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更真实的画面带来更真实的体验,更真实的体验带来更完美的传播效果,继而拉升传媒价值。 LED显示的HDR时代,诺瓦带来了! LED世界资讯网&y/O0A&nc$P-oH@

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