目录

  • HDR是什么
  • 不支持HDR的屏幕真的一点都不HDR吗?
  • SDR屏幕是怎么播放HDR内容的
  • 部分移动设备上
  • 总结

HDR是什么

高动态范围,对视频或图片来说指文件相比传统0~100nit(或cd/m2)能记录更亮或更暗的内容。
比如下面这个截图显示的文件信息,目前常见的HDR视频最高能到4000cd/m2:

使用BT2020+P3色彩空间
记录的亮度范围是0.0001~1000cd/m2

如何换算SD和SEM sdr怎么换算_如何换算SD和SEM


相比SDR视频,主要的区别在于:

色域更广了,sRGB->P3。本文称为色彩部分
亮度范围更大更精确了,0~100nit->更大。本文称为亮度部分

下图来源见水印

如何换算SD和SEM sdr怎么换算_freenas_02

不支持HDR的屏幕真的一点都不HDR吗?

通常所说的 “SDR”注意引号) 屏幕,指的是硬件不能接受并解码HDR流。而随着技术的发展,许多显示器的亮度都达到了400nit左右,甚至800~1000nit。远大于SDR标准的100nit。 在这样的显示器上,是能达到HDR的“亮度部分”观看体验的

打开某购物网站搜索HDR显示器。在比较平民的价格区间内基本上都是HDR400+100%sRGB色域的产品。100%P3色域的产品则往往比较昂贵。

所以我认为,400nit+sRGB的SDR显示器与HDR400+sRGB的HDR显示器在使用体验上没有多大的区别——亮度部分体验几乎相同,色彩部分体验完全一致。

SDR屏幕是怎么播放HDR内容的

我们通常会使用MadVR渲染器来完成此工作。此时相比普通视频渲染器,MadVR多做了以下两个工作:
1.色彩空间转换:DCI-P3转sRGB。
2.亮度空间映射:将以HDR格式表示的亮度转换为,
预先指定了最高亮度的(就是MadVR设置中的[400]nit),按设定的屏幕Gamma曲线计算的8bit(或10bit,看具体屏幕和设置)量化RGB数据。

这一步中若最高亮度设置为100nit,Gamma设置为2.2,就是严格意义上的“HDR转SDR”过程。

Gamma曲线

如何换算SD和SEM sdr怎么换算_数据_03

第一步比较简单易懂,下面解释一下第二步。

根据元数据和视频帧数据,MadVR渲染器很容易得知某个像素的目标亮度和色彩数据。
同时由于我们知道了用户显示器的亮度和gamma值,就相当于知道了用户显示器的传递函数(输入的RGB数据与用户看到的光的关系)。再倒过来就可以推出若要得到目标亮度和色彩,显示器需要得到的RGB输入值。并将其量化为8bit或10bit(根据设置)再传递给显示器。

或者以下用图1中的那个视频文件中的3个像素举例。
假设视频文件为Gamma2.2格式,且是黑白的。没有什么杜比视界乱七八糟的优化手段。

1.MadVR读取视频流,得到3个像素的数据为[ 100 500 950]。同时预先知道满量程10bit刻度1023代表1000nit
2.查看上面的Gamma曲线,计算出这3个像素的光度为[2 220 900 ]nit。
3.由于用户显示器是400nit的,前2个像素能正常显示。第三个被MadVR截断(或者有别的算法比如降低饱和度,这里假设不开启)。
4.得到的像素光度为[2 220 400]nit
5.使用屏幕的Gamma曲线反推得到新的像素数据[15 767 1023]
6.如果是8bit屏幕,降低数据精度。
7.如果是P3视频+sRGB屏幕,转换色彩空间。这一步骤可能在别的位置。
8.将数据送给屏幕。屏幕像素显示:[2 220 400]nit

如果不这么处理,直接送给400nit屏幕。由于屏幕不知道数据的含义,默认认为1023代表400nit,导致解码错误。最终得到[1 100 400]nit。导致看上去发灰。

对于HDR400显示器,这段过程只是在显示器内部完成了。

部分移动设备上

测试使用了荣耀V20(系统版本9.1.0.246)。以我个人的观感,应该是系统将屏幕切换到了DCI-P3模式,原因如下:
1.进入播放器和退出播放器的一瞬间视频画面是灰白色(和电脑未正确播放HDR内容时一样),随后才变得“看上去正常”
2.进入多任务界面时屏幕切回sRGB模式,视频界面变得灰白
3.截图在展示时是按照sRGB色彩空间编码展示的(而实际上内容数据是按P3色彩空间编码的),所以还是灰白色
4.暗部细节不太ok,应该是没有转换亮度空间的原因

总结

1.SDR屏幕只要设置正确,能播放HDR内容,也能获得部分HDR体验
2.HDR400显示器和好一点的400nit SDR显示器基本上没啥区别,特别是两者都是sRGB时。我怀疑就是换了个驱动板。
3.由于P3和sRGB差距实在太大,不转换肯定是没法看的(主要是扩充了绿色)
4.亮度转换方面V20等移动设备有没有做我不确定,但是人眼的宽容度实在是太大了。不信打开MadVR,把亮度设置从100一点点调到1000,好像…还是看得清?

作者:本人就是。前期发布于