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当我们在讨论4K HDR时会想到什么？这里有一份HDR的内部技术解析 据媒体报道，广播和消费电子行业正在经历一个重要的变革时期，这场革命的主要驱动因素之一是引入4K或者其他已知的超高清（UHD）。然而，不同于从标准清晰度到高清晰度的巨大转变，广播公司和制造商认为4K Ultra HD的分辨率增加本身并不足以说服人们从HD升级到4K。因此，除了简单地提高分辨率之外，他们还决定研究改善图像的其他方法。 
这些改善包括视频位深度和从8位视频升级为10位视频，将色彩空间从当前标准Rec.709更改为更宽的范围，将帧速率从50 / 60Hz增加到100 / 120Hz并引入高动态范围范围（HDR）。据业内人士表示，这些方法中的两种或更多种的组合将创建更好地刺激消费者对图像进行感知。譬如，HDR显然已成为一种可以让消费者欢迎的选择，因为它对感知的图像质量有更大更明显的影响，因此可以成为区分4K超高清和高清的有效方式。 
4K Ultra HD不仅仅是增加了分辨率，它还意味着更宽的色彩空间和更大的动态范围。简单来说，HDR是一种从原始显示内容中捕获更宽动态范围的方法。胶片相机或现代数码相机能够捕获比当前视频显示器能够显示的更高水平的亮度（亮度）和可感知的更深的黑色。那么，如果可以创建保留所有这些亮度细节并且让显示器能够显示这些细节，则所得到的图像将更好地呈现人眼能够解析的内容。 需要指出的是，HDR不仅仅是增加图像的亮度——尽管这是一种常见的误解。行业机构的想法是通过使暗部分更暗，明亮部分更亮，同时保持细节，使得在框架内容中来增加黑色和白色之间的整体动态范围。例如，如果图像是在房间内部拍摄而成，您可以在黑暗阴影中看到细节，但也可以通过明亮的窗口显示细节。 
然而，除了图像中最暗和最亮的元素之间的差异，HDR也要求在颜色范围内更大的表达和细节。因此，HDR将使用比Rec.709标准更宽的色彩空间——Rec.2020。 上图中，扇形表示人眼的总可见光谱，其中最小的三角形代表了Rec.709标准颜色范围，较大的三角形代表了新的Rec.2020颜色标准，这是新4K Ultra HD标准的最大色彩空间，而且它的范围明显比我们迄今为止看到的要宽。 目前的8位视频标准允许显示任何一种原色的最多256种色调，但在新的4K Ultra HD标准下，显示器需要能够处理10位深度的颜色，允许每种原色的1,024种色调。更宽的色彩空间和更大的位深度的组合将产生比目前可获得的更自然的外观和详细的图像。 
尽管HDR和更宽的色彩空间在技术上是图像再现的独立方面，但是这两者正在被标准组织链接到通常被称为色彩体积的方面。这基本上是上图的三维版本，其中颜色和亮度相结合。亮度范围越大，色彩空间越宽，整体色彩体积越大，因此对感知图像的影响越大。 有许多不同的HDR系统，但业内外更希望开发一个单一的HDR生态系统。正如在广播和电子世界中经常出现的那样，已经开发了多种向消费者创建和传送HDR的方式。所有这些版本基本上都试图通过扩展的动态范围，更宽的色彩空间和更高的位深度来提供类似的HDR体验。然而，他们的方法略有不同，有些是开放的，有些是专有的。 HDR10 - 这是HDR的开放平台版本，已被蓝光光盘协会（BDA）用于4K超高清蓝光。根据4K UHD规格，蓝光HDR将使用10位视频深度，最高可达Rec.2020色彩空间。它还使用SMPTE 2084 EOTF（电光传输功能，这是伽玛的新名称）和SMPTE 2086元数据来提供扩展的动态范围，使用1000尼特的峰值亮度进行控制。这个版本的HDR已经被二十世纪福克斯公司用于他们最近宣布的4K超高清蓝光，它也被亚马逊Instant和Netflix用于提供HDR内容。 
杜比视界 - 这是由杜比实验室开发的HDR的竞争版本，杜比实验室多年来一直积极支持扩展动态范围。杜比视界也包括在4K超高清蓝光的规格中，并使用12位主机，其色彩空间可达到Rec.2020。它还使用了SMPTE 2084 EOTF和峰值亮度，理论上可以高达10,000尼特。然而，目前的杜比专业显示器“只能”显示高达4,000尼特，并使用DCI色彩空间。杜比在提供10位基础层和2位增强层时采用了不同的方法，可以提供高达10,000尼特的增加的色彩量。杜比还拥有针对广播和OTT应用的单层10位解决方案。迄今为止，华纳兄弟和索尼影业都采用杜比视觉技术作为扩展动态范围的首选方法。 
Technicolor / Philips HDR - Technicolor和飞利浦正在合作创建一个基于三个关键实用原则的高效HDR工作流程/生态系统 - 创建两个内容主体，一个分为HDR，一个分为SDR; 这个过程尽可能高效; 并保留了艺术意图。该系统还将使用10位HEVC编码/解码与SMPTE 2084 EOTF和其他更适合电视的EOTF曲线相结合，例如BBC和NHK提出的电视。该系统最初将使用具有SMPTE 2086元数据的单层SDR / HDR编码，以确保向后兼容性，建议将来可能使用的双层解决方案。 
混合Log-Gamma - BBC对HDR的开发更多地集中在开放的，免版税的方法上，既实用又经济。BBC认为SMPTE 2084 EOTF并不是最适合广播的，并且与NHK一起，他们开发了一种经过修改的EOTF，它允许信号显示在各种显示器上，具有不同的峰值亮度，黑电平和观看环境，以产生高质量的图片。被称为“混合日志伽玛”的BBC方法旨在结合已经提到的HDR的许多属性，但是以尽可能最有效和最具成本效益的方式提供它们。 
虽然所有这些HDR系统采用略有不同的方法，但它们中的大多数确实具有某些独特的特征和标准。希望行业能够就统一的工作流程和生态系统达成一致，以确保最佳，最有效和最具成本效益的方法。然而，无论使用哪种HDR系统，各种HDR电视都具有不同的亮度能力。因此，需要使用色调映射技术将颜色空间和动态范围映射到显示器本身。 色调映射背后的想法是使用HDR内容中的元数据将其映射到显示器的实际能力，从而尽可能多地保留艺术意图。当前的色调映射方法使用静态元数据，但三星已经提出了动态元数据，作为在具有较小动态范围和较窄色域的显示器上更好地保留原始HDR意图的方式。 4K HDR的当前现状和未来发展趋势无可否认，来自工作室，制造商，广播公司和流媒体服务的所有主要行业参与者都认为HDR有可能成为真正的游戏改变者。实际上，人们意识到4K Ultra HD需要的不仅仅是增加的分辨率才能成功，从而形成超高清联盟。该机构几乎由业内所有主要参与者组成，他们都在努力采用更加统一的方法，包括所使用的技术及其推广方式。UHD联盟计划对新电视进行认证，从而保证它们达到基本性能水平并确保消费者能够充分利用新格式。 
 4K UHD蓝光机OPPO 203，均支持HDR和UHD
 4K UHD HIFI蓝光硬盘播放机开博尔Q30PLUS，均支持HDR和UHD
 目前各类4K hdr和UHD影片层出不穷
HDR确实很快就走了很长一段路，在一年之内它已经成为主流的新电视技术之一。电视行业和播放器行业正在经历一个重要的调整期，因为它从旧标准（HD，8位，Rec.709和SDR）转变为基于4K超高清，10位，DCI和HDR的新标准。毫无疑问，最初会出现一些问题，特别是与新标准，不同的HDR系统以及如何最好地提供内容同时保持向后兼容4K超高清电视的现有基础。然而，一旦最初困难时期过去，我们将有一个新的标准，可以提供比我们以前见过的更好的图像。
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