技术科普：你家电视与显示器真的支持HDR么？

经过几年不懈宣传，HDR获得了不少消费者认可，甚至将HDR与高画质划等号。为了吸引消费者选购，不少售价只要一两千元的液晶电视、显示器标称支持HDR，然而它们支持的是真HDR么？

 

HDR是High Dynamic Range Imaging的简写，对应中文是高动态范围成像，翻译成人话意思是让亮度的图像更亮，让暗的图像更暗。实现HDR并不简单，必须从内容源、软件处理、显示硬件三方面着手才能显示出真正HDR图像。为了让消费者清新了解到电视、显示器是否支持HDR显示，业界制定了多个HDR标准，有HDR10、HDR10+、Dolby Vision、HLG、Advanced HDR、HDR 400、HDR 600、HDR 1000、Ultra HD Premium。如此多标准实在让人傻傻分不清，尤其是HDR10、HDR 400、HDR 600、HDR 1000，是数字越大越厉害么？

 

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HDR标准可以分为两类，一是DisplayHDR、Ultra HD Premium，前者包含HDR 400、HDR 600和HDR 1000三项，是一个规范硬件的标准，另一个是视频编码标准，包含HDR10、HDR10+、Dolby Vision、HLG、Advanced HD，我们使用的显示器、电视无不基于两种标准做文章。

 

首个硬件标准Ultra HD Premium

 

Ultra HD Premium是第一个消费类设备HDR显示标准，它由UHD联盟制定于2016年初，主要规范了液晶、OLED电视HDR显示效果，具体规范如下：

 

分辨率达到3820×2160

 

色深达到10bit

 

支持BT.2020色域信号输入

 

显示覆盖90%以上DCI-P3色域空间

 

HDR：符合SMPTE ST2084 EOTF (高动态范围影像电光转换)标准

 

峰值亮度与黑位达到其中一项 ，LCD：亮度1000尼特以上/黑位低于0.05尼特，OLED：亮度540尼特以上/黑位低于0.0005尼特

 

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不得不说Ultra HD Premium是一个相当“人性化”的标准，充分照顾了液晶对比度不高、OLED亮度上不去的缺点，对色域要求相当宽松，只要求90%+ DCI-P3色域，用WLED光源+量子点技术即可达成，没有定义色准、背光均匀度等等，最难实现一点是液晶电视必须使用动态分区技术才能高亮高于1000尼特、黑位低于0.05尼特。Ultra HD Premium是目前定义电视画质的最高标准，但宽松的指标决定了符合Ultra HD Premium标准的电视画质千差万别，符合Ultra HD Premium标准不一定好电视，好电视一定符合Ultra HD Premium标准。

 

尴尬的Dispaly HDR

 

如果说Ultra HD Premium是一个人性化标准，那VESA定制的DisplayHDR简直是一个不要脸的标准。DisplayHDR是一个针对电脑用显示器（包括笔记本电脑屏幕）制定的HDR标准，它不但规范了色域、亮度、色深，还要规定持续亮度、响应速度，把色深分为处理精度以及面板色彩精度两项，比Ultra HD Premium更为完善。

 

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▲要求最高的HDR 1000对面板色彩精度要求不过8bit+2bit

 

然而DisplayHDR败笔在于划分为HDR 400、HDR 600、HDR 1000三个档次，最低的HDR 400峰值亮度为400cd/m²，持续亮度为320cd/m²，Corner Box、Tunnel黑位分别是0.4 cd/m²、0.1 cd/m²，色域大于90%的BT.709，面板色彩精度为8bit，换言而之HDR 400标准显示器不过一个优质版的SDR显示器，完全体现不出高动态范围效果。

 

要高品质展示HDR游戏、视频内容，至少要一个符合HDR 600标准的显示器，最好符合HDR 1000标准，它相当于电脑版本的Ultra HD Premium标准。实现HDR 600不简单，它要求峰值亮度达到600cd/m²，Corner Box、Tunnel黑位同为0.1cd/m²，必须使用动态分区技术才能实现，色域要求达到了DCI-P3的90%+，要求远远高于HDR 400，别说一两千元的显示器，即使两三千元示器也无法实现这些指标。

 

在近两年市场出现了一批叠屏液晶监视器，Mini LED背光源液晶显示器，以及OLED屏幕，它们性能远远超出HDR 1000。DisplayHDR从此变得非常尴尬，HDR 400标准太低，无法展示出HDR效果，HDR 1000已经过时，无法展示出新一代显示器性能差异。

 

坑爹的电视解码

 

有了支持HDR的显示器、电视只是第一步，还得支持解码HDR视频。与SDR视频不同，HDR视频是一个半成品，它就像相机/摄像机拍摄的Log风格视频一样，有了初步调色，但画面饱和度、对比度很低，有一种发灰的感觉，需要电视、电脑按照电视屏幕、显示器明亮特性进行色调映射，把它转换为一个高饱和度、高对比的视频。

 

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▲画面左侧为Rec 709，右侧为Log C，HDR视频未经处理前就像右侧画面

 

飞利浦与Technicolor曾推出一个名为Technicolor Advanced HDR的SDR转HDR标准，但缺乏支持者，已经作古，目前HDR视频标准主要有HDR10/10+、Dolby Vision、HLG四个。

 

HDR10、Dolby Vision都是基于Perceptual Quantizer绝对值显示（SMPTE ST2084 EOTF标准），PQ输出带有元数据，编码值是绝对亮度值，输出版本分为500nit、1000nit、2000nit多个亮度等级，假若显示器、电视没有达到亮度要求，会砍掉超出亮度的画面。二者差别在于HDR10规格较低，只支持10bit色深，亮度范围是1000至4000 cd/m²，胜在免费；Dolby Vision支持12bit色深，最高亮度可达10000 cd/m²，PQ可超出电视动态范围，缺点是收费。为了提升HDR10竞争力，三星、亚马逊提出了改进版HDR10+，能根据每一个场景甚至每一帧优化画面，改善画质。HLG是BBC与NHK制定的广播用HDR标准，输出时不带有元数据，编码值是相对值，在播放时会按百分比进行放大，对不同设备适应性非常好，成本最低。简单来说，Dolby Vision > HDR10+ > HDR10 > HLG。

 

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得益于电脑灵活的结构，只要CPU速度够快即可解码任何格式HDR视频，HDR显示器不会成为软件瓶颈，电视反而麻烦很多。现在电视正在从广播时代慢慢过渡到流媒体时代中，HDR视频在流媒体上传播速度远远快于广播，使用格式HDR10、Dolby Vision、HLG兼有，一台电视必须通吃四个HDR格式才能好好观看HDR视频。

 

需要特别注意的是，能解码HDR视频不等于能显示HDR视频。市面上廉价HDR电视质只敢标称自己是HDR解码，表示电视解码HDR视频时将HDR转换为SDR，然后传输到SDR的液晶屏幕里，显示的仍是SDR视频，更有甚者解码出错，无法显示出正常SDR效果。

 

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▲失败的HDR电视屏摄，画面高光细节通通爆掉，或是花屏

 

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▲HDR解码电视屏摄，完全没有HDR效果

 

如何判断真伪HDR

 

我们学习那么多知识目的是判断一台电视、显示器是否HDR，那有什么简单高效的方法呢？第一，看钱，不要指望两三千元的电视、显示器能支持HDR。第二，看认证，带有DispalyHDR、Ultra HD Premium认证肯定是HDR设备，但不见得效果好，通吃所有格式。第三，实测，在网上寻找相关测试或是自己动手测试——显示器可以从Windows的Windows HD Color菜单中查看显示器是否支持HDR；电视要准备一个储存不同格式HDR视频的U盘到卖场实测。