高動態范圍成像對視聽行業會有什么影響？

　　高(gao)動態范圍圖像與日常(chang)高(gao)清(qing)電視(shi)(shi)相當不同，更接近于我們眼睛可(ke)以(yi)看到的色調值范圍，其視(shi)(shi)覺對(dui)比度接近100萬(wan):1。

　　自20世(shi)紀90年代推(tui)(tui)出(chu)高清晰度電視以(yi)來，似乎每隔幾(ji)年就會出(chu)現一些新的“華(hua)而(er)不實的”改(gai)進版。首先是20世(shi)紀90年代后(hou)期的平板等離子(zi)顯示器的推(tui)(tui)出(chu)，隨(sui)后(hou)在(zai)2000年初(chu)期轉向1080p和WUXGA分辨率。

　　幾年后，該行業過渡到電視和監視器的液晶顯示器面板。2012年(nian)突然推出了(le)UHD(4K)成像(xiang)。當然，3D在(zai)2009年(nian)以來分辨率(lv)與快速提升，其次是近兩(liang)年(nian)行業推出虛擬現實。

　　其中一些趨(qu)勢(shi)實際上就像4K一樣。隨著(zhu)消費(fei)者(zhe)越來越多地選擇(ze)更高(gao)分辨(bian)率，顯(xian)示(shi)器制造(zao)商正在放慢全高(gao)清(1920×1080)顯(xian)示(shi)面(mian)板(ban)的生產，而轉向生產UHD(3840×2160)。這反過來意味著(zhu)我(wo)們為(wei)、課室、會議(yi)室和(he)其他應(ying)用選擇(ze)的顯(xian)示(shi)器也將是4K。

　　最新趨勢是高動態范圍(HDR)的推出伴隨著寬色域(WCG)的成像一起成長。簡而言之，HDR意味著可以在靜止圖像和運動圖像中顯示出很大范圍的色調值。便利的攝像機和成(cheng)像系統可(ke)以(yi)捕獲從9到(dao)11個(ge)光圈(每個(ge)光圈的增加代表亮(liang)度(du)值是前一個(ge)亮(liang)度(du)的兩倍)。

 　　HDR通過捕獲多達22個(ge)光(guang)(guang)(guang)圈將其提(ti)高(gao)(gao)到更高(gao)(gao)的(de)水(shui)平，并且再(zai)現這些(xie)色調值(zhi)成為(wei)采(cai)用常規背(bei)光(guang)(guang)(guang)或照明系統的(de)顯(xian)(xian)示器的(de)真正挑戰。因此，我們現在正在看到新一代具有高(gao)(gao)背(bei)光(guang)(guang)(guang)的(de)液晶(jing)電視，以再(zai)現HDR圖(tu)像的(de)極限(xian)動態范圍。在發光(guang)(guang)(guang)顯(xian)(xian)示方面，有機發光(guang)(guang)(guang)二極管(OLED)也可以再(zai)現HDR內容(rong)，盡管它的(de)峰(feng)值(zhi)亮(liang)度水(shui)平較(jiao)低一些(xie)。

　　有些觀(guan)點(dian)認為，CRT顯示器的(de)峰值亮(liang)度水平(ping)約為29英尺(chi)朗勃特(100坎德拉每平(ping)方米)，表現為接近100%的(de)漫反(fan)射(she)(she)白光。在HDR中(zhong)，該值基本(ben)上保持(chi)不變，但更強烈的(de)鏡面(mian)亮(liang)點(dian)(如太陽從(cong)玻璃(li)板(ban)或(huo)水面(mian)上反(fan)射(she)(she)出來(lai)，或(huo)夜間亮(liang)光的(de)路燈(deng))可以在數千cd / m2達到更高的(de)峰值。

　　而(er)HDR并(bing)不僅(jin)僅(jin)是關于極端的(de)亮度。整個(ge)灰度級擴(kuo)展，所以(yi)我們(men)應(ying)該看到更多的(de)陰影細(xi)節以(yi)及強烈的(de)鏡面光源。如果做法正確，HDR圖像(xiang)與日(ri)常高清電視有很大的(de)不同(tong)，而(er)且更接(jie)近我們(men)眼(yan)睛可以(yi)看到的(de)色調值(zhi)，其對比度接(jie)近100萬:1。

　　有(you)許(xu)多(duo)方法(fa)可(ke)以實(shi)現更高的(de)(de)(de)(de)亮度(du)。發光二極管的(de)(de)(de)(de)密(mi)集陣(zhen)列可(ke)以在(zai)直接(jie)照(zhao)明(ming)環(huan)境中使(shi)用。然而，有(you)利的(de)(de)(de)(de)方法(fa)是采用嵌入由(you)藍色(se)(se)LED陣(zhen)列刺激的(de)(de)(de)(de)納米尺(chi)寸的(de)(de)(de)(de)紅色(se)(se)和綠色(se)(se)量子點粒子的(de)(de)(de)(de)特殊光學膜。在(zai)2017年使(shi)用這種方法(fa)的(de)(de)(de)(de)電視機型可(ke)以獲得2000 cd/m2的(de)(de)(de)(de)小(xiao)范圍(wei)亮度(du)值。

　　考(kao)慮到一個用于室內的LED視(shi)頻墻將以全白圖像常規地(di)達到3000 cd/m2的亮度，您可以感受到目(mu)前的成像技(ji)術來跳躍HDR的變化。更(geng)重要的是，隨著(zhu)中(zhong)國電視(shi)制造商進入市場，HDR顯示器(qi)的價格(ge)快速下降(jiang)。

　　從一(yi)級制造(zao)商那里購(gou)買一(yi)臺55英寸(cun)“智能”超高清電(dian)視，只需(xu)3000多元。而具有(you)基本HDR(靜態元數據)功能的(de)65英寸(cun)機(ji)(ji)型可(ke)能不到5000元，同一(yi)尺寸(cun)的(de)1級HDR機(ji)(ji)型則低于6000元。

　　我們之前提到了寬色域(yu)。這是理(li)所(suo)當然的(de)(de)，如果一臺相機可(ke)以拍攝更廣(guang)泛的(de)(de)亮度值，它也可(ke)以記錄更寬范圍的(de)(de)色調(diao)。目前的(de)(de)8位彩色系統廣(guang)泛應用于廣(guang)播和有線電視(shi)，藍光(guang)光(guang)盤(pan)和流媒體的(de)(de)各種(zhong)功能，總共可(ke)以顯示1670萬種(zhong)顏色。

　　使用HDR和WCG，播放區域大(da)大(da)擴展，現在每個彩(cai)色像素需要10位，生成(cheng)1,073,741,800種顏色：超過(guo)10億色調!對(dui)于使用帶有濾色片(pian)的白(bai)色LED的液(ye)晶(jing)顯示器(qi)來說，這太重要了，但它可以(yi)在量子點LCD和OLED的范圍內實現。

　　HDR / WCG內容的可用性也迫使(shi)快(kuai)速升級顯(xian)示(shi)界面(mian)。HDMI 1.3 / 1.4根(gen)本無(wu)法處理(li)4K HDR信號，所以我(wo)們必須使(shi)用HDMI 2.0來(lai)完(wan)成(cheng)這項工(gong)作。甚至(zhi)版(ban)本2.0也是(shi)勉強夠快(kuai)：如果(guo)4K視頻(pin)信號使(shi)用較低(di)的分辨率(4:2:0、4:2:2)，則可以將(jiang)HDR信號快(kuai)速傳輸(shu)到60Hz。但(dan)是(shi)切換到RGB(4:4:4)顏色(se)模式的話(hua)，例如我(wo)們可以看(kan)到來(lai)自計算機(ji)視頻(pin)卡的4K視頻(pin)，而HDMI 2.0不能(neng)通(tong)過(guo)超過(guo)8位色(se)彩的60Hz信號。

　　在DisplayPort方面，則適應性更強。1.2版本(ben)(當前版本(ben))可(ke)以(yi)通過3840×2160p/60信號10位RGB(4:4:4)顏色，但也就(jiu)這(zhe)么多(duo)了。最(zui)新的版本(ben)1.3，將(jiang)其最(zui)大速度提高到32.4Gb/s，這(zhe)使(shi)得成(cheng)像12位甚(shen)至16位4K HDR內容(rong)成(cheng)為(wei)可(ke)能。無論如何，需要1.4版本(ben)來(lai)識別與(yu)該內容(rong)一起傳播的HDR“標志”，并且必(bi)須傳遞給顯示(shi)器。(HDMI使(shi)用(yong)HDR和WCG的擴展(zhan)，使(shi)用(yong)靜態(tai)HDR元(yuan)(yuan)數據的“a”和用(yong)于動態(tai)元(yuan)(yuan)數據的“b”)。

　　我們(men)現在聽到關于“HDR兼(jian)容”產品，特(te)別是在信號接口方面，這什么(me)也說明不(bu)了(le)。人們(men)說：如果和交換設備(bei)足夠(gou)快以通過所(suo)需的時鐘速率，并將HDR元(yuan)數據(ju)(CTA.861.3)轉移到顯示器，而不(bu)會改變，那么(me)它確實是“HDR兼(jian)容”。

 　　回(hui)到原來的(de)問題(ti)：HDR會對我們(men)的(de)行業產(chan)生影響(xiang)嗎?答案是大(da)大(da)的(de)肯定。有很多客戶將(jiang)會從HDR成像中獲益：醫(yi)療、監視、軍事、研究、虛(xu)擬(ni)現實(shi)和模擬(ni)垂直領域(yu)將(jiang)迅(xun)速采(cai)用(yong)這項(xiang)技術(shu)，其他人也將(jiang)效仿(fang)。