什么是HDR？HDR格式之间有何区别？

HDR是近几年网络上讨论最多的技术之一。无论是关于电视和电影，还是有关计算机显示器和游戏，HDR的身影出现的越来越频繁。您想知道什么是HDR吗？您知道HDR的不同类型标准之间的区别吗？或许，看完这篇文章能让你对HDR有些初步了解。

首先，什么是HDR？

根据维基百科的定义，HDR是“High dynamic range”的首字母缩写，意为”高标准的动态范围”。而我们常说的HDR一般是包括HDR成像、HDR视频或者HDR渲染。其中，

高动态范围成像（HDR imaging）是图像的合成和色调映射，以扩展动态范围，使其超出捕获设备的固有能力。

高动态范围视频（HDR video）是指比使用常规伽玛曲线的标准动态范围（SDR）视频具有更大的位深度，亮度和色量的视频信号。

高动态范围渲染（HDR rendering）是使用65535：1或更高的动态范围（用于计算机，游戏和娱乐技术）对虚拟环境进行实时渲染和显示。

简单来说，HDR是一项旨在使图像尽可能接近真实世界的技术。这里有一个简单的HDR成像示例，或许更能形象直观的帮助你了解HDR的强大之处。

（当按下快门时，相机会在不同曝光值下自动拍摄源图片，图片作者：Axel Jacobs）

经过系统的处理合成后所输出的图片：

（图片作者：Axel Jacobs）

HDR的标准与区别

而对于显示视频来说，HDR又有不同的标准，如常见的HDR 10，HDR 10+，Dolby Vision和HLG等，尽管它们都是为了显示更逼真的图像，但它们具有不同的要求、规格和属性。我们可以通过下面这张图简单了解一下不同HDR标准之间的区别。

下面为大家简单介绍一下这些专业术语：

色深。通常，电脑、电视以及大多数其他屏幕（包括智能手机上的屏幕）使用的是8bit色深，可以显示1670万种颜色。HDR屏幕的深度为10位或12位，这使得它们可以显示10.7亿种颜色或687亿种颜色。通过上面的表格可以看到，HDR 10和HDR 10+具有10bit色深，而Dolby Vision支持12bit色深。

需要指出的是，至少在目前，消费市场上只有支持10bit色深的屏幕，因此即使Dolby Vision看起来更为出色，您可能也无法享受到。

峰值亮度。这是指支持HDR的屏幕可达到的峰值亮度。为了使屏幕能够显示HDR图像，它们需要比常规SDR（标准动态范围）屏幕更高的亮度。峰值亮度以cd /m2为单位，通常必须至少等于400 cd /m2。

最大黑色亮度。如您所知，HDR屏幕旨在显示尽可能接近真实的图像。为此，除了明亮的图像区域具有较高的峰值亮度外，它们还必须能够使用非常深的黑色来显示黑暗区域。这就是最大的黑电平亮度发挥作用的地方，此属性的典型值应小于0.4 cd /m2。根据VESA Display HDR标准，任何能以低于0.0005 cd /m2的亮度显示黑色的屏幕都被视为“纯黑（True Black）”。

色调映射。一般来说，用HDR技术创建的内容（例如电影或游戏）比HDR屏幕实际显示的亮度值高得多。例如，电影中的某些片段的亮度级别可能超过1000 cd /m2，但是HDR屏幕的峰值亮度仅有400 cd /m2。那会发生什么呢？您可能会认为图像中任何比400 cd /m2高的部分都会丢失。

是，但也不全是。我们依然能看到较好的画面和细节，这就是色调映射技术的作用。其基本原理就是使用算法来降低拍摄图像的亮度，从而使其不超过显示器的峰值亮度。当然，这样会丢失一些信息，但是仍然会比SDR屏幕上具有更多细节。

元数据。为了使HDR屏幕能够显示HDR内容，无论是电影还是游戏，都必须使用HDR创建内容。我们把描述HDR数据属性的信息称为元数据，播放内容的设备会使用这些信息来正确解码内容，并使用适当的亮度。

但并非所有HDR格式都使用相同类型的元数据。HDR10使用静态元数据，这意味着应用于内容显示方式的设置从始至终都是相同的。而HDR10 +和Dolby Vision使用的是动态元数据，这意味着可以即时调整显示的图像。换句话说，HDR内容可以在不同场景甚至视频的每一帧使用不同的亮度范围，更准确的显示画面。

另一个要说的HDR标准HLG略微有些特别，它不需要使用元数据，并且与SDR显示器和HDR显示器都兼容。这也就意味着，支持HLG的内容在一定的亮度范围内的SDR设备上，色彩显示相对完整，对于很多高亮度、高色域的非HDR显示器和电视机也能很好地发挥HDR视频相对于SDR的色彩和动态的碾压优势。这在一定程度上降低了设备制造商和内容发行商的复杂性并降低了成本。

HDR标准的认证

我们通常会在一些显示设备上看到Display HDR的认证标识，例如Display HDR 400，Display HDR 600或Display HDR 1000等等，它们又是什么意思呢？

事实上，这是VESA（视频电子标准协会）为HDR显示器制定的一套标准。VESA是一个由全球200多家公司组成的国际协会，它为各种视频显示器（包括电视和计算机显示器）制定和维护技术标准。他们的HDR显示器标准称为Display HDR，并且全部适用于至少支持HDR10的屏幕。要获得Display HDR认证，设备必须满足以下亮度标准以及其他更多技术规范：

VESA Display HDR认证的亮度要求

那对于消费者来说，要如何选择支持HDR的设备呢？

首要要明白的一点是，目前市面上大部分中低端产品宣称的支持HDR 10并不是真正意义上的支持，最基础的400 cd /m2的峰值亮度就无法达到。其次，现阶段支持Dolby Vision的消费级设备，大部分也不能呈现真正意义上的HDR内容。所以就现阶段而言，HDR 10与HLG等多标准共存的显示设备，或许才是一个不错的选择。

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