2022家庭影院/HTPC拓展_改良-8:最认真的HDR自习实验总结-A

业余时间，还得进行软硬件调试、编程，忙不过来，暂不负责答疑。见谅

这是Yuran的自习日记（系列连载）。本次全方位的整改，起于2021年底，将在2022年初，完美"收官"。
非专业、非权威，谨供参考而已（起码能知道： Yuran我，是如何自力更生、DIY玩转HTPC及家庭影院的）...


这是（写给自己的）备忘录，即使再忙，也得适时总结、留下文字记录。否则，（事后）容易忘记...



   若论 HLG、HDR10、Dolby Vision（杜比视界）的探索/实验， 咱可没有：仅停留在、'理论'的层面...

众所周知，杜比公司的音/视频编码，都是收费的，而且还得购置：价格不菲的专用设备，才能独立完成。
目前来说，民间/业余领域，在现有的条件下，很难做出完全自主、原生的杜比素材！

对Yuran来说，原生 Dolby TrueHD 7.1、原生DTS-HD Master 7.1、原生 HDR10 等编解码技术，都已玩转！
换言之，本人能自拍视频，自演（弹奏）音乐，DIY编码，生成这3个 (蓝光) 规格的、原生素材，制作UHD BD。
至于 杜比视界以及杜比全景声 ，经过不懈的努力，咱也攻克：UHD BD 影碟的ES流反汇编、重汇编！

用事实说话吧。下面是：杜比视界+杜比全景声的样片，Yuran参阅超高清蓝光影碟白皮书等资料，亲自整编制作、
压片、生成七百多兆的、UHD BD 镜像，麻雀虽小...这样的ISO文件，肯定不是（动辄数十GB的）商业影碟啦。
DIY搞掂！内嵌（本人原创设计的）PG层字幕。下面是：以HDR模式，实时播放时录取的视频，做成了动画GIF。



动画中，能看到：超高清蓝光影碟的、可消隐的HDR PG层字幕（有避免过亮的特殊处理，以前讲过，链接在此）。
在HTPC的、Windows 11 平台下，PowerDVD 21，DVDFab 6等，都能顺畅播映，



但限于软件的问题，OSD信息，仅能证明：是杜比全景声的音轨，却不能显示： Dolby Vision的视频属性。



不过，用 DVDFab 12 就能甄别：我做的，是正规的、杜比视界 (Dolby Vision) UHD BD 影碟（下图所示）。



再用UHD蓝光播放器测试，接到 OLED曲面电视上，完美播映，OSD信息，证明是：符合规范的 Dolby Vision ！



OLED 曲面电视，600 nits 左右的亮度上限，还不够 1000 nits 呢，就拿来播放：Dolby Vision的影碟？

没错，这是Ultra HD Premium 认证的器材！名正言顺，符合 Ultra HD Premium的规范！
（阅读本系列的连载后，就会明白，事情的真相了）...



  天道酬勤！之所以，能做到这些。需要不断的学习、积累。 比如：从最基本的概念、白皮书学起！



再去查阅：多方资料（对我来说，必须是外文文献），认真领悟、推敲，不能囫囵吞枣。





   HDR 的中文议题，在网上，可谓'铺天盖地'（有些论调，甚至还有一些偏差），对我来说，都不太满意。
毕竟，Yuran的自学之路，是另辟蹊径的！从最最基本的概念抓起，循序渐进。再与实践相结合，才有成果！

HDR = High Dynamic Range ，  高动态范围。  学习的起点，从哪里开始？！ 对概念的领悟，是否透彻？
现在，忽略形容词'高'， 先回到起点： '动态范围'。 是怎么回事， 具体的量化，如何理解？

下面是：Yuran自习笔记（部分），若有些概念，还没看懂，请上网自查。不必在此多问...



动态范围，指数码器材拍摄时，所能记录的、最暗细节，及最亮细节之间的范围。
一般来说，所用的计量单位，是与亮度相关的、 nit （cd/m2）...
但是，还有其它的概念，例如：对比度（Contrast Ratio），是否做过，详细的研究？



对比度 ：最亮的指标，与最暗的指标之间的、比率！
像下面这个图例， 对比度（Contrast Ratio），100 : 1  （最亮的 100nit，去跟最暗的 1 nit 相比）...



再看看，另一个图例：



对比度越高（动态范围就更大，拍摄效果就更好），明暗以及色彩的展现，就越生动，图像的亮度信息，就越丰富！

   

  



有些显示器材的、动态范围的性能指标，就用对比度来说明：





再说色域，若想从 BT.709 ，拓展到 BT.2020 ,  也需要， 亮度范围的拓展，也就是，对比度的增加！
下图中，纵轴的计量单位，nit （与亮度有关）。 BT.2020 所需的对比度，远远高于 BT.709 的...



上图的坐标，有人可能会误解（以为目前的显示终端/设备，都是从 0 nit 开始的，实际上，不是这样）。
根据 Ultra HD Premium的标准：

• LCD HDR 的 亮度下限： 0.05nits ；
• OLED HDR 的亮度下限： 0.0005 nits
  

看看SDR的动态范围，再对比 OLED的... 可见，若想拓宽 动态范围，亮度的、下限的突破，也是至关重要的！



另外，动态范围之间，还能按照一定的算法（比如：对数），进行分档。所分的档数越多，动态范围就越宽。
下面这个动画，涉及 stop（档） 的概念（玩相机的，应该都知道。具体的定义，及相关的运算公式，这里不讲）。



肉眼所能看到/分辨出的：动态范围，细分起来，大概是24档（24 stops，我查了一些海外的资料，都这么说）！
但是，以当前的技术条件，相机/影视器材等传感器，所能拍到的动态范围，没那么高。

一般来说，影视器材，能做到： 8~11档。



查了不少资料，一致认为： 人眼所能看到的动态范围，24 stops ，DSLR 单反相机的动态范围，12 stops...



  高档的器材，拍 HDR 时，能与12档持平。甚至，略微超出...



  Yuran的学习，最认真。



  看到这里，明白了什么？

• 影响动态范围（提升）的两大因素：色域、对比度（参考下面的示意图）。二者缺一不可。
• 如果，仅提升亮度的上限，对比度的提升，并不理想！还必须得有：拓展亮度的下限...
• 动态范围的大小，衡量标准，除对比度之外，也能用 stops （档）数值的大小，来比对、评判。
  

所谓的、高动态范围，就得在色域、对比度方面，都下功夫，才有实质性的突破 ！





SDR 的视频， 是 10 stops 的动态范围：



那么，高动态范围，应该如何拓展？ 难道是，仅向亮度的上限，扩张，就够了？！





这里有：手机或数码相机的、所谓HDR 的示意图（相机HDR的规范，跟视频的HDR，不是一回事）：



其原理，可以参考。除了常规动态范围之外，亮度的上限、以及下限，都得拓展，'黑白双雄'，才算完美。



数码相机，所谓HDR，除了正常曝光之外，只需玩出：

• 过曝光（相当于，除常规stops数之外，突破亮度上限，增加了 stops ），
• 欠曝光（相当于，除常规stops数之外，亮度下限延申，也增加了 stops ），
  

通过一定的算法，取长补短，合成。照片的细节，就丰富多了。
毕竟：常规的 动态范围（stops），亮度的上下限，都有突破，stops （档数）多了，就拓展了：动态范围！



视频HDR原理，照猫画虎，可以这么领悟：

• 亮度上限：'加档'（提升亮度的上限值）；
• 亮度下限：'加档'（拉低亮度的下限值）。
  

学习 HDR、杜比视界时，有没有注意到：Ultra HD Premium 的规范？



LCD 与 OLED 的指标，各有什么优缺点？！
为什么，Ultra HD Premium ，亮度上限，定在 540 nit，就能认证：正规OLED（HDR）的设备了？

  下一篇，从 Ultra HD Premium 的技术指标，开始介绍！  也有 OLED类 与 LCD类的、数据对比。

学习了

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我感觉我有点飘了，只能把标题看个半懂的人，也点进来敢往下看。

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好帖，留下学习

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