实战刨析现在的UHD杜比视界电影真的需要4000nit亮度吗？

有人叫嚣没有4000nit的设备，就没资格看杜比视界！
那么接下来我就来好好地扒一扒这些高亮疯狂拥趸者的荒谬之处！
  v  Z4 c/ E4 v% S. ?( y  @' |5 c首先我们先要确定讨论的主体是UHD杜比视界电影，不包括杜比视界演示片！
先看几张UHD原盘的media info的图：
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这是新生代影迷最爱用的一部UHD片子：海王。
6 b+ d3 A; G  n) R( J我用红框圈出来的有几个参数：max：4000 cd/m2，最大内容亮度等级：1506 cd/m2，最大帧平均亮度等级： 459 cd/m2
" M# K* [" F9 `$ ~1 ^. N那么max：4000 cd/m2是不是代表片子的峰值亮度是4000呢？我个人认为这只是杜比视界制作的一个亮度分级标准（也可以理解为一个制作容器的标准）！忽略最低亮度通常有三个 ：1000、4000、10000。前两个是UHD电影常用的，而10000只有演示视频才会用。
而最大内容亮度等级才是比较接近片子的峰值亮度，注意其只代表某一帧的峰值亮度，在一部片子中通常就是一闪而过的一个瞬间而已！


这部是阿丽塔，max是1000，最大内容亮度等级：737，最大帧平均亮度才130，大家也可以回想一下，这部片子有啥特别刺眼的高亮场景吗？
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那么是不是只有杜比视界才是亮度最高的？我们看一下黑鹰坠落这部普通的非杜比视界的UHD片子：

4 i. f  e! ~; X+ k! l7 p7 B" E% {$ X最大内容亮度等级：4000，最大帧平均亮度等级：1391，光看参数完全是超过杜比视界的海王和阿丽塔！

7 I. ~( z* e- P几乎所有IMDB超过6.0的UHD片子我都看过，而海王的高亮场景算是其中可以排前五的，所以接下来我就用达芬奇示波器来看看海王的一个经典高亮场景，这个场景也是我个人认为对于OLED电视机玩家比较有参考价值的：
时间码范围：00:54:12-00:56:18
( O% G' r, ^# z' i5 Z为了便于分析，我是用mkvtools来做批量剪切，再用ffmpeg做无损转换（瞬间一秒内完成，只是封装格式的转化不存在重编码）

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7 y; Z0 a0 r9 [1 n- |示波器就是把视频某一帧的每个像素用一个点来表示，纵轴值是10bit编码（需要按照PQ转化公式转为亮度值，左边的excel表格就是我对照纵轴提供的参考值），横轴代表这个像素点在画面中的水平位置。友情提示：示波器一定要结合视频图进行综合分析，两者是可以相互验证的，而用卑劣的移花接木和张冠李戴的手法是根本无法掩饰的！
根据上面这张示波器我们可以非常快的找到这个画面的峰值亮度在哪里：就是我用红圈画出来的部分，三叉戟的一个很小的反光部分，大概是1000nit超过点。我用蓝框划出来的两道白色海浪就是这个画面的次高亮部分，大概是400-650nit之间；亮度最低的就是小海王后脖处的头发阴影部分，大概是0.1-0.2nit。
根据点的密集程度我们可以大致看出这一帧的平均亮度大概是170-200nit，一个你以为应该亮度值很高的画面实际上就这么点！
顺便说一下：根据我对三十多部经典UHD片子的分析和统计，这些片子亮场的帧平均亮度几乎都在120nit以下！注意是亮场，不包括黑夜等暗场！
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这张放大的波形图看的会更清晰一点。根据像素点的密集程度可以判断出至少75%的像素亮度都在309nit以下（纵轴10bit编码为640）
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% |- [+ G& p3 B/ d) {( x; G接下来我们再来看一张示波器图：
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这个场景可能就是海王整部片中帧平均亮度最高（459nit）的瞬间，其峰值亮度也很接近 media info中的最大内容亮度等级：1506 cd/m2
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* ]$ H6 v. s8 N* M示波器看过后，接下来就是通过屏射来验证的纯实战部分了，光靠口若悬河和天花乱坠是毫无意义的！
先看一下我的OLED电视机在Rtings中的测试数据：
HDR峰值2％窗口:       831 cd /m2
HDR峰值10％窗口：700 cd /m2
% I- |# ~" t" WHDR峰值25％窗口：495 cd /m2
HDR峰值50％窗口：308 cd /m2
HDR峰值100％窗口: 182 cd /m2
5 i' ~9 [  K2 b4 @! F7 v, d0 t4 o对照上面的两张示波器图，可以判断出第一个画面除了三叉戟那个红圈画出来的峰值一千多的反光部分，其他应该都是没问题的，看一下屏射：
特别声明：我的屏射都是相机原图直出的，而且都是用清淡模式再减对比度和饱和度以求接近肉眼所见，但在黑暗中对电视机进行HDR画面的屏射，再熟练的技巧也最多拍出其中的80%。下面的图因为论坛对图片的限制，我都进行了缩小和压缩，后面会用网盘提供原图。
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& j% j4 }7 [1 A1 x1 m. H5 R这张是曝光是稍微压低了点：光圈2.0 ISO50 快门速度1/30
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这张是比较真实还原肉眼所见的光感：光圈2.0 ISO80 快门速度1/30，但很明显大多数的高光（云层和白色浪花）都爆掉了，所以HDR特效强烈的画面是很难用原图直出的方式来表现，当然后期可以做到，但都玩后期那就说不准到底是你的后期水平高还是你真正的设备能力了！
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& i" }) \: [- i" m再来看针对第二张示波器图的屏射：
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7 t. _( b3 z  Y/ z$ I) W很明显这个画面大部分的高光细节都丢失了，当然我屏射也没有刻意去压低曝光（光圈2.0 ISO50 快门速度1/40）。
参考前面的示波器图和我设备的峰值亮度测试值，这个画面确实是超出了我电视机的硬件显示能力了。
顺便提一下：电视机厂商对于这种超过硬件能力的高光场景会采用两种方式来处理：一种就是像我这样的对高光超出部分进行剪切，优点是整体亮度真实还原，但超出的部分高光细节会丢失；一种是对整个画面的亮度进行压缩，优点是高光细节保留较好，但画面整体亮度会下降。

这张屏射就是我利用madVR的自定义动态色调映射转化来模拟这种压缩的效果，注：相机的曝光参数同上面的完全一致。

; O! ^6 Y, y+ w, y7 i那么现在的UHD电影（包括杜比视界）究竟是否强制需要4000nit的显示设备呢？
( E% X7 ^/ F% p* `" G并不需要！道理其实很简单：拍电影的目的是为了在电影院上映还是为了制作UHD，那么拍摄时所采用的技术是要迎合两者中的哪一个呢？现在的电影院有HDR影院吗？杜比影院播放最正宗的杜比视界也就是凭借着最高峰值亮度才107nit不到的放映机，注意：只有2D电影才能达到，3D的话最多60nit，而国内大多数影院播放3D的亮度基本不超过30nit！再结合上面我对三十多部UHD电影的示波器分析（绝大多数的亮场平均亮度都不超过120nit)，那么你还真的要死咬4000nit吗？
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HDR的定义是高动态范围，并不是单指高峰值亮度，你能亮的起来，却没有像素级的自发光控制，能在复杂的电影画面中暗下来吗？请记住：杜比影院播放最正宗的杜比视界主要还是靠其原生的100万：1的对比度！最后，作为一个几十年的老影迷，我个人推荐一部HDR制作非常好的普通HDR片子：伸冤人1！
HDR的效果好不好，不是靠亮度，关键还是看后期制作者的用心程度！另外，显示设备的选择也是非常关键！复杂的高动态画面，只有像素级自发光或者至少有上千背光分区才能予以完美表现！
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0 P$ \$ y1 }3 H9 ]测试视频和屏射原图的网盘链接：
8 a# D4 d$ ~5 F$ U. e2 z1 H. U链接：https://pan.baidu.com/s/1vTswhWUNsbrH_JwR3gj6Rw
  T6 F9 Z9 A) T% X: H) s提取码：ke98
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' A$ T5 o8 z' z( h如果你对哪部片子的哪个片段的HDR特效印象深刻，也想用示波器来分析一下，不妨留言提供时间码，我有空就会帮你分析一下。PS: 喜欢用电脑玩HDR的朋友也可以长期关注一下我的帖子！
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占楼1

占楼2

谢谢作者科普

很好的技术科普文

学习了

牛逼啊楼主

学习到了

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