之前我在寫那篇CES展會(huì)總結(jié)文章時(shí),,有網(wǎng)友留言想讓我深入談?wù)勊髂犭娨暽系?a class="innerlink" href="http://forexkbc.com/tags/HDR" title="HDR" target="_blank">HDR(高動(dòng)態(tài)范圍High-Dynamic Range)技術(shù)。因?yàn)槲业淖x者大多是攝影愛好者,,他們對(duì)于攝影領(lǐng)域的HDR并不陌生,。但電視機(jī)為什么也高加入HDR了?它的含義和相機(jī)上一樣嗎,?對(duì)于電視畫面又會(huì)產(chǎn)生哪些影響,?由于我在CES現(xiàn)場也只是走馬觀花的看了一下索尼展臺(tái),因此當(dāng)時(shí)對(duì)這個(gè)問題并沒有什么深入的認(rèn)識(shí),。所以回國后我特地與索尼電視部門的朋友溝通,,了解了一些有關(guān)電視HDR技術(shù)的細(xì)節(jié)。
首先,,在我們攝影領(lǐng)域的HDR其實(shí)更多的是指一種照片處理程序,。在明暗反差極大的環(huán)境下拍攝,一般相機(jī)單次曝光沒有辦法同時(shí)把極端亮部或者暗部的細(xì)節(jié)同時(shí)記錄下來,。此時(shí)的畫面要么出現(xiàn)高光(比如天空)“飛白”,,要么就是暗部(地面或者陰影)“死黑”,完全沒有細(xì)節(jié),。但是,,在經(jīng)過HDR處理(既可以是前期多次曝光疊加,也可以后期處理)后的照片就能夠在一張畫面中同時(shí)讓高光與暗部的細(xì)節(jié)都表現(xiàn)出來,。
而索尼的這個(gè)HDR其實(shí)是指一種“電視系統(tǒng)能展現(xiàn)的亮度范圍”的標(biāo)準(zhǔn),,它的亮度范圍要比傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)(SDR)大的多,。說起電視機(jī)的亮度,先讓我們掰著手指算一下影響一臺(tái)電視畫質(zhì)的元素有哪些,?
大家首先會(huì)想到的是分辨率,。以前的全高清,現(xiàn)在流行的4K以及未來的8K都是分辨率指標(biāo),;接下來大家可能還會(huì)談到灰度層次,、幀率和色域等等,但實(shí)際上電視機(jī)的亮度也就是我們所說的亮度動(dòng)態(tài)范圍也是一個(gè)重要的指標(biāo),。我們?cè)谡勲娨暜嬅媪炼葐栴}時(shí),,通常有這么幾個(gè)要點(diǎn):這個(gè)電視機(jī)的畫面在最暗時(shí)是否能夠達(dá)到純黑?最亮處又能有怎樣的明亮度,?最亮與最暗畫面之間的亮度對(duì)比值是多少,?
表達(dá)亮度的單位叫做尼特,傳說陽光的亮度高達(dá)十的九次方尼特,,而星空的亮度僅有10的負(fù)四次方到負(fù)六次方,。而人眼依靠瞳孔的收縮放大來適應(yīng)不同的亮度(我們相機(jī)上改變光圈大小也是這個(gè)原理)。我們?nèi)搜蹖?shí)際能夠感知的亮度范圍大概在1到10的十二次方之間,,但在無瞳孔調(diào)節(jié)時(shí)的范圍大約是1到10的五次方,,即100000:1。
問題是標(biāo)清時(shí)代電視攝像機(jī)的亮度范圍非常有限,,能夠再現(xiàn)的光比大約是1到10的三次方(1000:1),,也就是10檔光圈的寬容度。這個(gè)寬容度逐漸成為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)(即SDR——標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍)一直被用到現(xiàn)在的高清時(shí)代——我們家里使用的絕大多數(shù)電視機(jī)都遵循這個(gè)亮度范圍標(biāo)準(zhǔn),。
后來,,根據(jù)ITU(國際電聯(lián))、EBU(歐廣聯(lián)),、SMPTE(美國電影電視工程師協(xié)會(huì))和ARIB(日本電波產(chǎn)業(yè)會(huì))等國際,、地區(qū)和國家的標(biāo)準(zhǔn)化組織研究建議,為電視系統(tǒng)的寬容度建立一個(gè)叫做HDR(高動(dòng)態(tài)范圍)的新標(biāo)準(zhǔn),。而這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是把電視系統(tǒng)的寬容度從1000:1提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)達(dá)到十的五次方(100000:1),,相當(dāng)于從10檔光圈提高到16.7檔,也就是正好與人眼在無瞳孔調(diào)節(jié)狀態(tài)下能感受到的亮度范圍相當(dāng),。
特別需要注意的是,,亮度的提升也直接為色彩表現(xiàn)帶來明顯提升!看看索尼向我提供的這張圖表吧,!我們過去對(duì)廣色域的理解往往只停留左面這張平面的三角形的色域圖上,,但實(shí)際隨著亮度的變化,色彩范圍也在跟隨著變化。大家可以對(duì)比下傳統(tǒng)電視(包括全高清電視)采用的BT709(SRD標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍)與索尼倡導(dǎo)的BT2020(HDR高動(dòng)態(tài)范圍)在整個(gè)色域范圍上的不同——在高度軸上加入了亮度范圍這個(gè)指標(biāo)后,,HDR擁有的色彩空間實(shí)在要比SDR大了太多,!這正好解釋了為什么說HDR技術(shù)也會(huì)極大改善電視色彩表現(xiàn)的原因。
事實(shí)上,,電視領(lǐng)域的HDR信號(hào)很早就有,,但一直沒有在民用領(lǐng)域普及開來。隨著新型的數(shù)字?jǐn)z影器的大量應(yīng)用,,35mm全畫幅CMOS拍攝的畫面亮度寬容度已經(jīng)普遍超過14檔光圈。索尼所有的專業(yè)4K攝像機(jī)/攝影機(jī)都支持HDR拍攝,,用這些器材拍攝出的原始畫面擁有非常寬廣的亮度范圍,。問題是,這些拍攝出來的HDR信號(hào)到你家現(xiàn)有的電視上依然只能以1000:1的亮度范圍進(jìn)行重現(xiàn),,原有的大量亮度和色彩信號(hào)都被白白損失掉了,!
目前,索尼已經(jīng)在美國與Netfilx以及亞馬遜合作提供帶有HDR信號(hào)的電視節(jié)目,。同事,,索尼影業(yè)自己也將拍攝的電影都支持HDR格式。那么,,索尼又準(zhǔn)備如何解決這種HDR標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)在家里的重現(xiàn)問題呢,?
這次索尼在CES上展示的搭配了動(dòng)態(tài)背光技術(shù)的新電視X93D/X94D系列就能夠還原出HDR效果。這些電視機(jī)看起來體型和去年的浮空映畫系列厚度相當(dāng),,但他們卻擁有了全新的可以在超薄面板上實(shí)現(xiàn)分區(qū)動(dòng)態(tài)背光的“動(dòng)態(tài)背光系統(tǒng)精英版”,,這套背光系統(tǒng)與索尼自家的精銳光控技術(shù)合作,能夠?qū)崿F(xiàn)100000:1寬容度,。同時(shí),,CES現(xiàn)場那套高掛“禁止攝影”標(biāo)志,采用“動(dòng)態(tài)背光系統(tǒng)大師版”的工程樣機(jī)不光擁有更精密的光控,,而且亮度更是達(dá)到了驚人的4000尼特——這個(gè)數(shù)值幾乎是索尼競爭對(duì)手品牌的最高亮度的四倍,!
支持HDR技術(shù)的索尼電視在畫質(zhì)上的表現(xiàn)讓我深感折服。如果說同樣表現(xiàn)一個(gè)日出場景的話,,SDR的畫面看上去只是畫面中有一個(gè)淡黃色的區(qū)域就表示是太陽,;而這個(gè)場景在HDR機(jī)型上重現(xiàn)的話,同一個(gè)位置上就會(huì)真正閃爍出金色的光芒——從明亮色調(diào)的光斑來表現(xiàn)陽光到在屏幕上出現(xiàn)一個(gè)真正的高亮發(fā)光體,,這種對(duì)比是如此明顯和強(qiáng)烈,!特別是那臺(tái)裝載了“動(dòng)態(tài)背光系統(tǒng)大師版”的工程樣機(jī),正在演出一段小女孩搭乘直升機(jī)在城市上空盤旋的畫面,。此時(shí),,強(qiáng)烈的陽光在城市幾幢帶有玻璃幕墻的摩天樓上反復(fù)映射,那種由最高4000尼特亮度面板帶來的玻璃反光是如此真實(shí),,如此令人感動(dòng),!與之形成鮮明對(duì)比的是旁邊一臺(tái)同樣尺寸同樣分辨率的高清電視畫面因?yàn)闊o法達(dá)到如此的高亮度以及由索尼精銳光控帶來的直下式精確亮度分區(qū)控制,,畫面就顯得非常暗淡而缺乏生氣。
觀看現(xiàn)場的HDR與SDR畫面對(duì)比,,我一時(shí)覺得很難用言語準(zhǔn)確表現(xiàn)兩者之間的差異,。用個(gè)不太恰當(dāng)?shù)谋扔靼桑簩?duì)比SDR與HDR機(jī)型的畫面,就好像從聽立體聲一下子變成了聽5.1環(huán)繞聲,,這種全方位的細(xì)節(jié)提升真讓人過目難忘,!
最后,在動(dòng)筆寫這篇文字前我還有些擔(dān)心,,CES上看到的這些內(nèi)容可能無法讓國內(nèi)讀者們親身體會(huì)到,。但前面索尼方面的朋友告知我,這幾款支持HDR的新機(jī)型將會(huì)首先在中國地區(qū)開始銷售,,所以大家應(yīng)該馬上就能在國內(nèi)的索尼電視柜臺(tái)/展廳感受到HDR技術(shù)帶來的明顯畫質(zhì)提升,。