hdr视频是什么意思为什么手机不支持HDR视频HDR是英文High Dynamic Range的缩写。在彩电、手机、显示器等硬件以及影视资源网站中都有较高的出镜率。 2017年，索尼Xperia XZ Premium、三星Galaxy S8和苹果iPhone等高端产品
HDR是英文High Dynamic Range的缩写。在彩电、手机、显示器等硬件以及影视资源网站中都有较高的出镜率。 2017年，索尼Xperia XZ Premium、三星Galaxy S8和苹果iPhone X等高端手机开始支持HDR。视频播放功能方面，PS4和XBOX One也支持HDR。那么HDR 到底是什么？它对消费用户有什么价值？
什么是HDR？
HDR是一套从硬件到软件、从制作到播放的综合技术规范。非HDR 内容通常称为SDR，代表标准动态范围。在HDR普及之前，用户的观看体验主要集中在分辨率和像素细节上。现在主流的QHD[2560x1440]甚至4K[3840x2160]让风景更加细腻，但一帧静态高分辨率图像无非就是一张普通高清照片的色彩、质感和光线。与“现实”相当。
例如，在非HDR 屏幕上，一张白纸和一道白色闪电的亮度是相同的。显然后者的真实亮度和色彩被大大压缩，这也是SDR的限制。 HDR本质上是对很多方面无法记录的信息进行还原和补充，以获得更真实的成像体验。目前主流的HDR标准有两种，比较开放的HDR10和杜比视界。从基本技术规格来看，两者大体相同。
色彩更鲜艳：自1990年以来，SDR视频图像制作一直遵循REC.709标准的色域[大约是sRGB]。可显示的颜色数量约为1600万种，仅占人眼可识别颜色数量的36%。位深度为8bit。在HDR方面，视频录制的色彩空间可扩展到2012年新推出的BT.2020[或REC.2020]超广色域标准，达到75%，可用色彩数达到10亿级，10bit位深图像色彩会更加鲜艳、丰富。
SDR图像色彩空间显示——来自苹果官网
HDR图像色彩空间显示——来自苹果官网
RGB色彩空间中不同色域的覆盖范围【图片来自网络】
在对屏幕颜色的各种测试中，可以看到不规则的色块。这个色块就是人眼通常可以识别的色谱，也称为色域。可以直观地体现广色域的色彩数量优势。
HDR和SDR颜色数量的差异——来自苹果官网
高亮度[亮度]范围：但对于现实世界来说，色域并不是所有的颜色元素。显示器的亮度范围对于彩色显示非常重要，会影响颜色的外观和感觉。颜色显示范围和亮度范围的组合称为颜色体积[3D Color Volume]。其中包含的颜色范围数据将呈现为基于色域作为底面的3D直方图。在SDR下，最高亮度峰值仅为100nits。 HDR 支持高达10,000nits。
真实场景不同区域的亮度差异——来自杜比官网
这会带来什么变化？例如上图中，如果用分光光度计测量现实世界中向着太阳绽放的花朵，黄色区域的亮度最高可达14,700尼特，边缘的红色为2,300尼特，花蕊区域的亮度可达2,300尼特。而中心的绿叶只有不到200尼特。这样的光差同样能够被肉眼识别，是世界丰富多彩的重要原因，但在这张SDR照片和视频中根本无法体现出来。
相同色码在不同屏幕亮度下显色性差异——来自苹果官网
另一个问题是用户在使用显示设备时对屏幕亮度的定义造成的感知差距。例如，同一个红色块在100%、50% 和0% 亮度下会变成三种实际上不同的红色。在高亮度下，颜色感觉更强烈，在低亮度下，颜色显得暗淡。这不包括同一颜色在不同环境光、不同屏幕色温设置下的显示差异。 HDR技术的加入，图像可记录亮度上限提升100倍，可以更好地还原场景原始明暗色调，让画面更加真实。
显示效果的一致性：HDR的关键目标之一是尽可能保持不同设备之间播放效果的一致性。由于峰值亮度为100nit的SDR所能显示的动态范围有限，而人眼对暗部的细节相对敏感，因此SDR在保留暗部的同时牺牲了高亮部的画面细节。
不同彩电适配SDR内容带来的显示效果差异
传统SDR视频录制的亮度只有100nits，这也会给电视制造商带来很大的麻烦。在我们的日常使用中，无论是手机、显示器还是电视，实际亮度通常都会远大于这个数字。为了使视频信号适应更高的亮度级别以便于观看，制造商通常会修改信号的色调和明暗输出以匹配当前设备的亮度，这在不同的设备之间带来了多种色调和色彩效果过滤器。设备。通常也会导致画面再次扭曲，偏离影视作品原本的艺术表达。
即使支持HDR功能，不同的显示设备所能显示的颜色、最大亮度和最小亮度也存在巨大差异。显示颜色也有很大差异。不同的彩色电视和显示器在峰值亮度和色域表现上会有差异。如果没有一致的显示标准转换方法，即使设备支持HDR，这些问题仍然会存在，并且会重复同样的错误。
SDR Gamma曲线和感知量化器标准Gamma曲线——来自苹果官网
感知量化器：为了确保HDR 内容制作和HDR 显示之间的一致性，HDR10 和杜比视界都使用称为感知量化器[PQ 或SMPTE ST 2084] 的算法来正确转换显示内容。虽然HDR可以记录BT.2020色域和10000nit峰值亮度的原始显示信息，但显示信号最终会根据个别显示设备的能力通过PQ进行标准化和转换。我们知道，影响画面整体色彩对比度的一个重要参数就是Gamma曲线。例如，在sRGB颜色标准中，Gamma值2.2基于SDR的100nit峰值亮度标准，不适合HDR内容。
HDR内容将使用PQ标准下的Gamma曲线来显示内容。在新的显示模式下，可以更好地显示场景的亮度变化和明暗细节。即使用户的HDR屏幕峰值亮度只有400nits，在PQ的帮助下，整体画面的动态和色彩丰富度也会大大超过SDR。
显示元数据：除了亮度之外，在色彩一致性方面，HDR内容还记录了一些供设备使用的显示元数据【Display Metadata】，例如设备的默认色域、白点颜色以及图像内容制作中使用的亮度范围【有点类似于相机的EXIF信息】。以及视频本身的数据，例如影视内容场景中的峰值亮度和平均亮度。客户端的显示设备可以根据这些元数据信息进行色调映射[从BT.2020转换为sRGB或P3]等调整，以适应自身的硬件显示水平。
HDR功能总结
从以上特征我们可以知道，无论是照片、在线视频、UHD蓝光、游戏等静态和动态显示，HDR一词所包含的内容的主要特征是：
1. 内容记录的色彩空间扩展至BT.2020广色域级别【更多色彩】 2. 至少400nits的高亮度范围，更符合人眼对光、影、色彩的感知【更高的动态范围]3、使用感知量化器和显示元数据将原始内容转换为显示设备支持的颜色和亮度[更好的一致性]
这些都是HDR10、杜比视界等主流HDR标准的共同特征。这些特性也使得HDR标准带来的视觉震撼和保真度远远超过所有非HDR内容。如果消费者有计划升级购买彩电、显示器等终端显示设备，HDR硬件支持将是最优先考虑的因素。
除了HDR的上述基本特征外，在市场和技术竞争中也逐渐出现了不同的技术标准，例如HDR10和杜比视界。虽然大致相同，但在标准和技术细节上仍然存在明显差异。三星等公司也针对自家电视设备推出了HDR10+优化版本。另一个例子是混合对数伽玛[HLG]，这是另一种与感知量化器一致的显示转换技术标准。后者将成为索尼、佳能、尼康等相机设备的HDR图像记录标准。以后如果有机会，我们也会对这些细节进行科普。
