什么是HDR
首先,HDR代表High Dynamic Range(高动态范围)的缩写。简单来说,HDR可以被描述为“用于拍摄即使在明亮或黑暗的地方也能呈现更自然和真实图像的功能”。
HDR是新一代图像技术中普及程度很高的一种,已经在诸如“UHD Blu-ray”蓝光光盘、Netflix、Amazon Prime等流媒体服务的内容中广泛使用。特别值得一提的是,近年来推出的大多数智能手机摄像头都搭载了HDR技术。
设备是否支持HDR已经成为选择Audio / Visual设备的判断标准之一,成为备受关注的技术。
HDR与SDR的区别
HDR是一种与传统的SDR-Standard Dynamic Range(标准动态范围)相对的技术。具体的区别在于,搭载HDR的Audio / Visual设备在影像的“亮度显示表现”方面优于SDR设备。
HDR设备与SDR设备的最大区别就在于,它们几乎不容易发生白飞和黑涌等现象。
首先,动态范围指的是在摄像机等捕捉影像的装置(传感器)中,“可以曝光的光的范围”。在记录影像时,周围的光量非常重要,但这个动态范围的范围狭窄时,光量的影响会更明显。其中,白飞和黑涌是其代表性影响。
白飞是指在拍摄影像的环境中,如果该地点的光量超过了动态范围的范围,就会发生的现象。通常相机传感器只能将超过动态范围的光量视为“白色”。然后,由于将亮度视为白色,拍摄的影像会呈现整体偏白的效果。这样的影像通常会失去色调层次,看起来与实际情况完全不同。这种“光量过亮导致影像失去生动色彩的现象”就是白飞。
相反,当在超过动态范围的黑暗环境拍摄时,会发生黑涌。在超出动态范围的暗处,与白飞相反,传感器会将光量极小的部分识别为“黑色”。发生黑涌的影像也会整体偏黑,与白飞类似,失去了生动色彩。这样的影像也在色彩亮度方面逊色。
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搭载HDR技术的设备可以捕捉大约是SDR设备的100倍的光范围(cd/m2)内的准确光量。这是以前的Audio / Visual设备无法想象的数字,因此,HDR技术使得在以前难以创建准确图像的环境中,能够创建更自然、色彩鲜艳的图像。
4K和HDR的关系
近年来,4K作为高画质的代名词变得越来越常见。然而,与高画质技术相关的HDR与4K之间实际上没有技术上的联系。这是因为要认可Audio / Visual设备为4K设备,评估标准中并未包括与HDR技术中的重要元素“亮度表现”有关的内容。
现有的评估图像质量的标准包括分辨率、位深、帧率、色域和亮度等五个要素。在新标准“BT.2020(涉及4K/8K技术)”中规定了分辨率、位深、帧率和色域这四个要素。然而,亮度方面没有明确的标准。虽然行业有一个最低100cd/m2的数值作为一种基本标准,但这个标准是从电视还是阴极射线管的时代延续下来的,关于亮度,即使进入4K时代,仍然是古老的标准。
近年来的技术革新推动了HDR的诞生,使得可以表现的动态范围大幅提高,因此,与显著改善图像质量相关的亮度因素变得更为重要。在4K技术早期,HDR技术作为附加值不断应用于具备4K功能的Audio / Visual设备,因此,在这些设备上可以享受到比传统4K更真实、色彩更丰富的图像表现。
目前,HDR主要集中在相机(包括搭载于智能手机上)和PC显示器。特别是针对智能手机,可以预见的是4K+HDR功能兼容设备将会越来越多。