文章来自199 leonliang
历史文章：
谈谈HDR：HDR亮度 对比度，与SDR的区别和关系：https://www.hao4k.cn/thread-70697-1-1.html
JVC N118评测：对比JVC N11 和OLED电视效果那个好：https://www.hao4k.cn/thread-70692-1-1.html
画面平均亮度（ADL%）：亮度与对比度的
ADL%（Average Display Lu咪nance），也叫APL%（Average Picture Lu咪nance），也就是“画面平均亮度” ， 这是一个对于无论投影还是电视，无论SDR还是HDR，都极为重要的一个概念。我们经常把电视或者投影的亮度和对比度挂在嘴边，但亮度和对比度脱离了ADL%这个参数，将变得毫无意义。就好像我们讨论一台发动机的动力输出时，如果只知道峰值功率和扭矩，并没有什么意义。真正有意义的是将功率和扭矩与转速关联起来。一台在5000-9000转输出峰值扭矩的发动机和一台2000-5000转输出峰值扭矩的发动机显然有着截然不同的动力特性和适用场景。如果把亮度/对比度比喻成功率/扭矩的话，那么ADL%就相当于投影/电视里的“转速”。
我两年多前作为新手第一次来本站发帖时就提起过ADL这个概念。我在我后来的帖子里也经常提到它，并且在我的各个测试帖里也经常会用它作为坐标轴。我以为这是一个大家都很熟悉的概念，但没想到直到现在，这里除了我之外仍然几乎没人会经常应用或者讨论它。 而且就算有少数人听说过ADL，但对于ADL%的数值仍然只有一个抽象的概念，而缺乏直观的认识，比如5%ADL，10%ADL，20%ADL，50%ADL究竟对应了一个大概什么样的画面？所以我决定单独写篇帖子，就讲讲ADL这个东西。
首先，ADL是什么？
画面平均亮度，顾名思义，是一个简单得不能再简单的一个概念。如果画面是全白，那么就是100%ADL，全黑则是0%ADL，半黑半白就是50%ADL，比如ANSI测试图。当然，实际电影画面肯定不是非黑即白，而是由各种不同颜色以及颜色的亮度组成的。具体各种颜色的实际亮度值，我可以以后单独再写一篇帖子来说一下数码时代的色彩机制。总之，画面平均亮度，ADL%，就是一幅画面相对于100%全白画面亮度的百分比。一个场景是亮场景还是暗场景，其实就是取决于画面的平均亮度，而不是这个场景的最高亮度。比如一个夜空里可以有很亮的星星，但这个画面的ADL却很低，所以仍然是暗场景。
对ADL数值的直观认识
关于ADL的抽象概念就像上面说的那样简单，但是从直观上来说，一个场景大概是多高的ADL？会不会有很多人觉得一般电影里的暗场景大概就是ADL%低于50%，亮场景大概就是ADL%高于50%呢？是不是ADL低于10%的话就已经是非常暗了呢？其实一幅画面的ADL%可能跟你想象的差的很远。
我在下面举几个例子，下面是黑豹里的一个大白天wa肯anda的全景，算是一个典型的亮场景，你们估计这一帧的ADL%有多高？是不是应该超过50%？
实际上这一帧画面的ADL%只有6%左右！对，你没看错，不是60%，而是6%。注意，具体ADL数值会随着gamma的设置略有不同，比如采用2.4 gamma时这一帧的ADL为6.34%，采用2.2 gamma时会稍微亮一些，ADL为7.42%。下面我的所有举例，如不单独说明，将均采用2.4 gamma设置下的ADL值。
上面那一帧画面的ADL%值是不是很出乎你的意料？画面的ADL值可能会远远低于你的直觉和想象。下面我再举几个例子。
这一帧是199经常被拿来拍屏摄的一帧画面，色彩很好看，明艳动人，你们猜猜这一帧的ADL是多少？
这一帧画面ADL是5.438%，是不是也远远低于你的想象？
还有下面这一帧也是一副白天的街景，虽然不是烈日当空照，但也不算暗。这一帧的ADL只有4.617%。
既然上面这些看上还算比较明亮的场景的ADL也只有5-7%左右，那么暗场景的ADL一般多高呢？
还以黑豹举例，这部电影里有些暗场景经常被199网友拿来考验机器的暗部表现。比如下面这一帧黑夜丛林里的战斗场景，ADL只有0.039%！
下面是interstellar里的星空图，ADL只有0.0157%。
上面两个例子当然都是非常暗的场景，ADL基本趋近于0。现在再来看一些不那么暗的例子。
下面这一帧画面是有几盏灯光的室内场景，ADL是0.39%，仍然很低。
下面这一帧画面是典型的室内餐厅场景，ADL也只有1.05%。
下面这一帧算是灯光比较多，色彩比较丰富的夜晚场景，ADL为1.394%。
我在下面列举出大量的电影画面的ADL数值，以供参考，可以加深对ADL数值的直观认识。每部电影的画面排序将会是ADL由低到高，看看在同一部电影中画面由暗到明是怎么变化的。
0.110%ADL
0.111%ADL
0.167%ADL
0.329%ADL
0.389%ADL
0.67%ADL
1.108%ADL
1.295%ADL
1.320%ADL
1.42%ADL
1.45%ADL
1.809%ADL
1.94%ADL
1.97%ADL
3.25%ADL
4.27%ADL
4.55%ADL
4.98%ADL
10.36%ADL
12.26%ADL
14.23%ADL
0.398%ADL
1.299%ADL
3.50%ADL
4.523%ADL
5.438%ADL
21.26%ADL
29.16%ADL
32.76%ADL
0.258%ADL
0.967%ADL
1.50%ADL
1.51%ADL
1.151%ADL
1.821%ADL
2.474%ADL
2.953%ADL
3.156%ADL
4.09%ADL
4.011%ADL
5.55%ADL
10.10%ADL
11.25%ADL
11.77%ADL
11.84%ADL
12.49%ADL
15.42%ADL
0.035%ADL
0.039%ADL
0.045
0.064%ADL
0.21%ADL
0.219%ADL
0.999%ADL
1.088%ADL
1.181%ADL
1.477%ADL
1.526%ADL
2.011%ADL
4.617%ADL
5.60%ADL
6.55%ADL
6.79%ADL
7.45%ADL
14.45%ADL
2.744%ADL
3.726%ADL
3.749%ADL
3.819%ADL
5.779%ADL
19.675%ADL
0.647%ADL
0.987%ADL
1.358%ADL
3.935%ADL
4.089%ADL
5.727%ADL
13.488%ADL
32.234%ADL
1.566%ADL
4.7%ADL
6.065%ADL
9.9%ADL
0.323%ADL
1.632%ADL
2.85%ADL
0.123%ADL
0.237%ADL
0.273%ADL
1.05%ADL
1.192%ADL
1.394%ADL
2.29%ADL
2.499%ADL
2.686%ADL
3.286%ADL
4.631%ADL
7.68%ADL
2.283%ADL
2.559%ADL
4.56%ADL
8.619%ADL
0.087%ADL
0.748%ADL
0.809%ADL
1.539%ADL
2.263%ADL
2.824%ADL
5.646%ADL
7.817%ADL
10.576%ADL
19.025%ADL
21.013%ADL
11.211%ADL
18.403% ADL
0.0157%ADL
4.03%ADL
5.70%ADL
9.16%ADL
14.56%ADL
16.59%ADL
38.53%ADL
61.30%ADL
27.653%ADL
55.437%ADL
61.582%ADL
为什么ADL%对于理解电视和投影的性能表现来说非常重要？
首先，对于电视而言，可以参考我的《用波形图量化分析HDR，以及谈谈电视亮度》这个帖子的第一部分。我相信稍微懂点电视的玩家也都知道，所有电视，包括OLED和液晶，都有ABL，自动亮度限制，也就是随着ADL增加而降低亮度，这也是为了保护电视机不过载，其中主动发光的OLED在这方面限制更严格一些，ABL更明显，10%和100%ADL下的亮度能差好几倍。 对液晶来说，由于需要分区背光来限制光晕，过小的ADL也会因为触发local dim咪ng而造成亮度下降。总之，电视的亮度值十分依赖于ADL，不同ADL下的亮度值会相差好几倍，所以任何亮度测试都应该是与ADL挂钩的。
对于投影来说，ABL效应也有，但远远不如电视明显。不同ADL%下的亮度差别一般在4%-20%之间。对于投影来说，更大的问题是对比度十分依赖于ADL%。我们常说的原生对比度是指在禁用动态光圈或者动态激光的前提下，投影在全白100%ADL和全黑0%ADL的画面下的亮度比值，也就是投影的显示面板在全开和全关的状态下能提供多大的动态范围。但是，投影有一个很大的问题：光污染。这个光污染可以来源于很多地方，可以是房间内物体表面的反射，镜头玻璃里的光污染，光圈和光路的反射，甚至面板本身的像素之间的光污染。这些光污染都会严重影响对比度，并且都有一个同样的特性：画面越亮，污染越严重。所以，所有的投影，它们的对比度都是在画面全黑时最高，因为此时没有任何反射和散射的光污染，这也是为什么这个对比度被称为”原生对比度“。随着画面逐渐变亮，也就是随着ADL%的逐渐提高，光污染越来越严重，对比度也会迅速下降。所以，投影的对比度测试就跟电视的亮度一样，应该与ADL挂钩。所谓的ANSI对比度，也就是一半黑一半白，50%ADL时的对比度。在以往很多次的测试中，无论是我自己的还是其他人的，都发现房间反射光带来的光污染远远比投影内部的光污染要严重很多，也就是说在绝大部分房间里，投影的对比度的瓶颈在房间而不是投影本身。这也是为什么我强调过很多次，玩投影一定要吸光，吸光，吸光！厂家标的那些对比度数字，无论是on/off还是ANSI，在绝大部分人的使用环境里根本不可能实现。自己在自己的幕布上测出来的数据才是真正属于自己的。
假设先完全消除了房间的光污染（这是一个很重要的前提），我们还会发现一个普遍的现象，LCOS面板像素之间的光污染要高于DLP面板。这也是为什么很多DLP机器的ANSI对比度标的很高。但是LCOS面板的原生对比度又远远高于DLP，尤其JVC，动辄好几万的原生对比度。也就是LCOS对比度上限高，但随着ADL升高下降很快。DLP对比度上限低，但下降慢，比如下图，是在我自己家里的绝对吸光的环境里的幕布上，测试的一台上一代“旗舰级”LCOS和一台所谓的“专业级”的DLP在校准后的对比度随着ADL变化的曲线。当然，新一代的旗舰级的LCOS（NZ9/118）和DLP（Griffyn AS改装版）都在各自的弱项上做到了长足的提升。
哪一段ADL区间比较重要？
我们当然希望有完美的机器，在任意ADL下的表现都非常好，但现实是现在只有咪croLED才能提供这样的性能。那么问题来了，既然电视的亮度和投影的对比度都极度依赖于ADL，那么究竟哪一段ADL区间的亮度/对比度比较重要？如果是投影玩家，还要面临一个万年头疼的话题：LCOS还是DLP？一个头高尾低，一个头低尾高。
这个问题要从以下三个方面去讨论
1：我们观看的内容主要集中在哪一段ADL区间？
2：哪一段ADL区间的内容更容易被对比度影响？
3：人眼对哪一段ADL区间的对比度更敏感？
当然，以上所有讨论的前提都是先把房间光污染降到了最低。
我们先来看第一个方面，这也是最复杂的，我们观看的内容主要集中在哪一段ADL区间？关于SDR电影的ADL，之前已经有一对德国情侣Anna和Flo做过非常细致的分析了。他们的文章是我玩投影的启蒙教育，非常非常有价值。我在199不止一次引用过他们的数据。建议大家去仔细阅读他们的文章，里面有关于ADL，对比度，以及房间处理的很多测试数据。这里我再次引用他们的数据，他们用的是2.2 gamma，分析了57部SDR格式的电影的每一帧画面，取得了每部电影的所有画面的ADL分布图，以及所有57部电影的所有画面的ADL分布图。在包含上下黑边的情况下，每部电影的ADL平均值和中位数分布在2%-15%之间。所有57部电影的画面的ADL中位数是4.99%，也就是大概有一半的画面ADL在5%以下，平均ADL是8%。如果不含上下黑边，ADL会提高1点几个百分点，如果用2.4 gamma，ADL则会有所下降。但结论总体是一样的。也就是说SDR电影，ADL中位数是5%左右，平均值则是8-9%的样子。
他们这个分析是几年前的，并没有包含任何HDR电影的信息。他们没做的事情，我来做。我分析了178部HDR电影的数据。那么到了HDR时代，ADL又发生了什么样的变化呢？会不会有人想当然地认为HDR时代ADL变高了呢？不，恰恰相反，HDR时代的ADL变低了，而且比SDR时代低了很多。
首先我们要明确一点，就像SDR时代的ADL会受到gamma的影响一样，HDR时代的ADL也会受到tone mapping时的EOTF的影响。但SDR时代的gamma变化范围其实很小，大部分在2.2-2.4之间。而HDR时代的tong mapping目标EOTF曲线可以变化很大，可以以4000nit映射，也可以以1000nit映射，也可以100nit映射，这可是差了好几十倍。具体应该以多少nit为目标进行映射取决于显示设备的实际亮度。就以下面这两帧画面为例，这两帧画面实际最高亮度大概都是950-1000nit，分别代表一个明亮的室外场景（画面里有很多天空，阳光，和雪山），和一个明亮的室内场景（阳光，以及近距离人脸特写）。我分别以1000nit，500nit，300nit，200nit，100nit为目标亮度进行映射，这大致也是电视和投影用户常见的亮度范围。
以1000nit映射时，这两帧画面的ADL分别只有2.725%和1.268%。当然，这样的画面需要在1000nit的显示设备上看，在一般显示器或者手机上看肯定会很暗。
以500nit映射时，ADL分别为5.618%和2.440%
以300nit映射时，ADL分别为8.551%和3.652%
以200nit映射时，ADL分别为10.990%和4.840%
以100nit映射时，ADL分别为14.938%和7.365%
SDR时代的gamma越高，ADL会越低，但变化范围仅仅是2.2到2.4之间。HDR时代一样也是映射亮度越高，ADL越低，但变化范围很大。当映射亮度降低到制作这一部电影的散射白亮度时（大部分是100nit-200nit之间），就得到了这一部电影的SDR水平的ADL。
下面我进行的HDR电影ADL分析用的是每一帧画面的FALL信息（注意不是maxFALL，maxFALL是整部电影的最大FALL），跟每一部电影的maxCLL做比较，也就是maxCLL多高，就用多高亮度映射，不进行任何压缩。下面是部分数据的截图：
这178部HDR电影的ADL中位数为1.38%，平均数为2.01%。跟上面提到的SDR格式的电影比起来，HDR电影的ADL大概低了3-4倍！
这当然是很符合HDR的本质的，我在我的《用波形图量化分析HDR，以及谈谈电视亮度》的帖子里就提供过大量的数据和分析，HDR制作时，绝大部分内容仍然在SDR范围内，只有少数高光内容以高于SDR的亮度展现出来。而ADL是一个相对值，相对的是画面里的最亮点，所以当一幅画面大幅提升少数高光部分的亮度，其它部分亮度基本不变，那么ADL%自然就成倍降低了。注意，这里一定要区分清楚FALL这个画面平均亮度，和ADL这个画面平均亮度，前者是一个绝对值，后者是一个相对峰值亮度的相对值。
以对比度有限的液晶电视举例。大部分人都观察到过，液晶电视在HDR模式时下的暗场景会比SDR模式下的暗场景更加惨不忍睹。这当然是因为HDR模式下的峰值亮度被大幅提高，对比度有限的情况下，黑位被大幅提高了，所以暗场景更差了。但如果从ADL的角度来理解，同样一幅画面的ADL在峰值亮度1000nit时只有峰值亮度200nit时的5分之一，ADL越低就越需要高对比度来支撑。
同理也适用于投影。我在家看风光片，演示片，综艺节目，网络视频，或者打体育游戏时，这些画面普遍ADL很高，用DLP挺不错。用DLP看SDR电影也能勉强接受，但如果用DLP看HDR电影，打到很亮并且以200nit以上的亮度目标进行映射时，这时的ADL将降低很多，暗场景会变的惨不忍睹。唯一的解决方法是继续降低映射目标亮度，提高ADL到接近SDR的水平，但这样看到的只是一个严重偏亮的画面。日常生活中，ADL很高并且有很多黑白交界明显的的应用就是网页浏览以及各种办公文档软件，这类画面非常类似ANSI测试图，这时就是DLP的强项了。
SDR和HDR的ADL差别也是OLED在SDR模式下无法激活最高亮度的原因。因为SDR的ADL要高很多，如果以700nit的峰值亮度来显示SDR，平均亮度的绝对值会很高，电视的负荷会过大，SDR模式无法激活最大亮度是对电视的保护。但是用700nit的峰值亮度来显示HDR就没有问题，因为HDR的ADL低很多。
我同时也做了另一个计算，得到了一个很有意思的结论：假如以每一帧的CLL，也就是每一帧的最高亮度来进行逐帧映射，也就相当于极度简化版的动态映射的话，ADL的中位数来到了5.05%，平均数来到了6.01%。这个时候HDR的ADL就基本接近SDR电影了。
好了，关于HDR的ADL已经说的够多了。接下来看看另一个很重要的问题：
哪一段ADL区域的画面更容易被对比度影响？别忘了，对比度是一个比值，是画面里白亮度和黑亮度的比值。很显然，当画面里没有黑色或者大面积暗色调的时候，对比度就变得不那么重要了。光污染也会影响黑色以外的部分，但远远小于对黑色的影响，这个稍微算一下就知道。再回头看一看上文中一百多幅各个ADL区间的电影画面，很明显，ADL越高，越不太可能出现大面积的黑色或者暗色，到了10%以上ADL时，画面里一般会有大面积的天空和沙滩，黑色或者暗色已经比较少了。到了20-50%这一段ADL区间时，画面基本就只剩下天空，白云这些东西了。在这样的画面里，对对比度的需求就很低了。
最后一个方面，人眼对哪一段ADL的对比度更加敏感？这也是显而易见的，当然越暗的画面，人眼对对比度越敏感。这也是有正儿八经的实验数据支持的，如下图，我就不多说了。
值得一提的是，最近AVS有一次小型的烧友聚会，现场十几名烧友进行了双盲测试，将各种不同的类型的投影经过统一校准后放在一起进行两两对比。在每一轮两两对比中，参与测试的烧友都不知道到底是哪两台投影开着。其中有一轮的两台投影所有方面几乎完全相同，除了ANSI对比度一台是180左右，另一台是400左右。有意思的是，在现场的双盲测试中，所有人都看不出这两台机器之间的区别，尽管一台比另一台ANSI对比度高一倍。测试房间只在幕布前一到两米左右范围内做了贴了黑绒布，或许房间的吸光更好一点的话，两台机器的观感区别会更大一点。但很明显，ADL越高，人眼对对比度的敏感阈值就会更低。
总之，上面的数据主要是说明这几个事情：
（1）画面平均亮度，ADL%值，对于衡量电视/投影的亮度和对比度非常重要。
（2）电影里的场景的ADL比绝大部分人想象的要低很多，就算是亮场景，ADL一般也只是在10%以内。达到20%ADL以上的则已经是非常亮的以天空，沙漠之类的为主的画面了。暗场景的ADL一般在2%以内。
（3）SDR电影的ADL中位数在5%左右，平均ADL在8%左右。
（4）HDR电影的ADL远远低于SDR电影，原汁原味的HDR电影平均ADL只有2%左右。但是映射亮度越低，ADL越高。
（5）ADL越低的画面，黑色和暗色越多，对比度的影响越大。
（6）ADL越低的画面，人眼对对比度越敏感。
我们当然希望有完美的，在0-100%全部ADL区间的亮度和对比度都很高的器材。但是现实很骨感，咪croLED能做到这一点，但价格嘛.....所以在选择器材时，要根据自己的需求，比如是看电影为主，还是看风光片为主，还是打游戏为主，甚至是办公上网为主，还有自己的口味等等，来决定哪一段ADL对你来说最重要。当然，如果是玩投影的话，一切的前提都是先做好房间光学处理，否则不管什么参数都是镜花水月。
最后附赠三幅最近追的剧里的画面，国产电视剧一般都是制作的很亮的。
2.720%ADL
4.729%ADL
15.892%ADL
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中级发烧友
