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      HDR電視,由國內廠商樹立標準的黑科技

      本文作者: 朱恒偉 2016-01-08 16:41
      導語:講真,你知道什么才是真正的HDR嗎?

      在2014年的CES展會上,電視行業祭出了4K、量子點和HDR等眾多新技術;2年后,4K和量子點已經變得相對親民,但[A1] HDR卻依舊和今年的8K分辨率一起搶盡風頭。從1080P到4K的分辨率瘋漲,意在提升電視的清晰度;而上一年的量子點,則是要提升電視的色域范圍,但新技術帶來的視覺提升,卻并沒有大家想象中的大。

      其中很重要的原因是電視畫質的最大瓶頸,其實已經不在分辨率和色域,而是在于畫面的對比度/寬容度。即使電視有再高的清晰度和色域,如果畫面對比度和動態范圍不夠,就無法接近肉眼所觀察的效果,分辨率和色域的提升就無法全力發揮了。

      對比度/寬容度一直是被LCD液晶電視技術進步所遺棄的部分,更精確地說,這是之前技術所無法解決的問題,而這就是剛出現的HDR電視所希望改善的。


      HDR電視為何物?

      HDR電視,由國內廠商樹立標準的黑科技

      HDR全稱是High Dynamic Range,中文譯名是高動態范圍,指同時容納亮部和暗部細節的能力。它最廣為人知的應用在拍照領域,我們平時拍照時都會發現,雖然人眼看得到,但鏡頭里面的人臉會在背光下黑成一團,背景的天空和強光下物體又會亮成一片,這就是拍照設備寬容度/動態范圍不足的表現。

      相機的HDR通過快速拍攝欠曝和過曝的樣張,在過曝樣張中提取暗部細節,在欠曝樣張中提取亮部細節,用算法把它們合成同時具備明暗細節的高動態范圍照片。

      雖然目的都是讓還原展現圖像的各處明暗細節,但在電視領域中的HDR,從處理變成了展示輸出的端到端解決方案。最終效果是增加圖像明暗和色彩的“深度”,令色彩更加突出,更加接近肉眼所見。這就是宣傳語“不代表更多的像素,而是更好的像素”的由來。

       

      大堆跟風,成者幾何?

      最早最著名的HDR電視起源于杜比推廣的Dolby Vision計劃,最早的原型機出現在CES2014展會,但直到CES2015,杜比也沒能實現量產。而HDR電視的下一次爆發則是在2015年9月的德國IFA展,三星、夏普等國際大廠紛紛在新品中搭載HDR技術,緊隨其后的是松下、LG和索尼。

      雖然幾乎所有的家電巨頭都已經意識到HDR技術的重要性,但HDR還沒有統一的標準,很多產品并未達到業內和用戶預想的HDR效果。LG標榜的是超高亮度,三星是峰值照明,松下是重塑動態范圍,夏普、TCL等則選擇了杜比的HDR技術。而部分國產廠商,僅僅在軟件上加入HDR視頻解碼功能就在標榜自己是HDR電視了。

      HDR電視,由國內廠商樹立標準的黑科技

      而在這一次的電視技術革新中,走在最前面的其實是國內廠商創維。其早在2015年6月1日,就在臺北發布了全球首臺量產的4K HDR電視G8210。后者的技術指標直到今日,依舊比國際大廠要高不少,在HDR技術領域完成了彎道超車,并超越了國際大廠同行整整半個時代。

      如果說有真正的HDR行業標準的話,那創維的標準就是最接近終版的一個。整體來說,真正的HDR電視標準,其實是國產廠商樹立的。

       

      HDR領域,每一個都是技術門檻

      相機HDR雖然可以帶來更多的明暗部細節,但作為代價,明暗度的數據信息丟失了,畫面的整體對比度會有一定程度的下降,導致畫面灰蒙蒙。所以電視上的HDR,除了片源和硬件解碼讓原片數據像手機照片那樣“HDR化”之外,還需要電視面板本身的支持。

      HDR的高動態范圍,說白了就是兩件事:高寬容度以及對比度。前者主要由解碼芯片和片源完成,而后者則是對面板最高最低亮度的改進,但他們每一個都是硬生生的門檻。

       

      超高的極限亮度

      HDR電視,由國內廠商樹立標準的黑科技

      對比度是最高和最高亮度的比值,提高的方法要不是降低最低亮度,要不就提高最高亮度,這分別對應OLED和現在主流LCD屏幕的長處。前者可以關閉像素點,做到真正的純黑,但亮度過高會影響壽命;后者雖然無法做到真正的純黑,但可以相對容易地做到超高亮度。

      在LCD液晶面板的HDR電視中,屏幕亮度從普通電視最高的400尼特躍升到了800尼特,創維G8210甚至已經做到1000900尼特以上。這是一個什么樣的概念呢?一般手機最高亮度在400-500之間就可以在日光底下正常使用了,而創維的真·HDR電視的最高亮度值已經是其2倍了。

      要做到如此高的亮度,除了要大幅增加屏幕背光的燈數外,G8210 真HDR電視搭載了LGDisplay最新的4色4K面板,大幅提升面板透光率,帶來了色彩表現更加通透的“副作用”,讓顏色顯示和灰階過度更加自然鮮活。

       

      黑得更深的暗場

      除了高亮度外,HDR電視還需要極強的黒場表現。但LCD屏幕從原理上收到了限制,其通過控制液晶分子的透光率來控制黑場,但液晶分子不可能完全阻擋背光,如果背光沒做好而亮度不均,就是俗稱的漏光了。這就是LCD面板黑場一直孱弱的重要原因。

      而真正的HDR電視則搭載了區域控光技術。以創維G8210為例,其4K local dimming背光分區技術把一整片的背光,換成了為上百個區域獨立的LED燈珠,可以根據現實內容進行分區的亮度調節,在需要黑場的時候可以把最低亮度壓低到驚人的0.02尼特。

      區域控光技術在LCD和OLED之間取的一個平衡臨界值,成本遠比OLED低的同時,卻做到了接近的暗場表現。伴隨這些技術一起的,還有G8210上面那塊LGDisplay的4色4K面板自帶的超廣色域表現。

       

      為HDR而設的解碼芯片和片源內容

      HDR電視,由國內廠商樹立標準的黑科技

      HDR電視除了高對比度,還需要解碼芯片輸出高動態范圍的視頻信號。但HDR視頻源需要更加柔和的色彩過渡,其需要解碼的每像素點需要10bit的位數,10bit解碼能輸出10.7億色,比現在主流的1600色高了整整兩個數量級,原來的解碼芯片顯然已經無力支撐了。

      創維等真正的HDR電視,在半年前就已經搭載了瑞昱RTK2997芯片,可以處理60P的4K/10bit的HEVC碼流,是極少數可以完美支持10bit HDR片源解碼的芯片。

      要真正發揮HDR電視的全部實力,還需要專門重制的HDR內容。HDR內容的處理難度比起3D化和4K化要低不少,但依舊需要電影業界的努力,目前國外亞馬遜和Netflix對HDR的態度都非常積極,而創維等部分國內和國外廠商都已經宣稱還會陸續加入HDR專區了。

       

      雖未普及,但標準其實早已樹立

      HDR電視,由國內廠商樹立標準的黑科技

      對比需要拍攝和視頻文件進行重錄/轉制的4K技術,即便沒有特制的HDR視頻源,HDR技術也能讓原有的任意標準視頻展現出應用的高動態范圍,可以在同樣的視頻里面看到原來看不到的豐富細節,提升效果遠比4K和量子點簡單粗暴,成本效益比非常巨大。

      HDR技術對LCD面板的明暗細節提升,甚至令其在畫質上可以與OLED一較高低。和只能用在LCD液晶屏幕上的量子點技術不同,HDR技術同樣可以被用在下一代的OLED屏上。在技術周期上說,這會是個非常有前景和非常長壽的技術改進。

      得益于高普適性和相當長的效益周期,它也被業內人士看作是比3D、4K更重要的革新。雖然如今還沒有聯盟創立大家公認的HDR標準,但最早實現量產的創維G8210已經是真正的HDR電視。以這部機器為藍本,創維其實已經樹立了相當高的行業標準了。

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