4K超高清HDR技术在电视制作中的运用探究

李宜鑫

【摘要】HDR也被称之为高动态范围，与高清技术相比较而言，HDR技术的量化色域扫描方式，帧率都呈现出非常显著的优势，所以在智能设备被广泛应用和普及。在新时期广播电视节目制作中，必须要积极针对HDR技术提供更优质服务。保证HDR技术同时兼容不同设备需要。通过本文对HDR与超高清制作的兼容问题进行分析详细介绍，分析4K超高清HDR技术制作关键点，采取恰当解决策略，确保HDR技术能够大力普及与推广。

【关键词】4K;超高清;HDR技术;电视制作;运用

中图分类号：TN94                     文献标识码：A                     DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.06..015

4K超高清能够给用户带来极大的视觉提升，在国外很多的电视节目制作公司也已经纷纷探索HDR应用。在新时期要充分运用4K超高清HDR，技术加强对视频制作的合理优化提高电视节目制作播出的效果。也可以为广大群众带来更高效的视频体验，促进我国广播电视制作行业的发展水平全面提升。

1. HDR技术简介

HDR为整个照片提供更多的动态范围效果，展示更逼真细节，也可以提供更多的亮度信息和色彩细节信息。在HDR技术制作中同一环境下，肉眼所能见到景色经过屏幕的展示会更加清晰鲜亮，这是因为现实中的亮度动态范围十分广泛，即使是在黑暗的环境下也会有亮度，而这些亮度通过人眼的视网膜可以快速捕捉，但经过设备拍摄后，很多设备无法对这些黑暗的环境下亮度进行快速捕捉，造成亮度失真的问题，而最主要的原因在于视频制作能力不足以及显示器显示能力不到位，都使得HDR技术无法发挥拥有的优势。

随着移动电子设备更新换代，越来越多支持HDR技术智能设备层出不穷，可以更好满足人们的视觉需要，也能够使得画面展示更多丰富的色彩细节。在新时期，要积极采用更高端的拍摄设备，对所有的拍摄设备记录的画面进行准确分析与处理，提高视频的色彩表现力，也可以为用户提供更多样化的亮度信息。在HDR技术的支持下，可以使得显示画面色彩和细节得到充分的展示，例如在部分设备拍摄烟火或者烟花时，经常会遇到无法集中展示出烟火中心颜色的情况，这是因为烟火中心亮度过高而失去了应有的表现力。通过HDR动态范围显示能够帮助人们对烟火的中心元素快速捕捉，增强整个画面的亮度，使拍摄对象得到更真实的反应。而4K技术快速发展，不仅能够获得更大的画面效果，也可以使得量化色域扫描等多种方式发生显著变化。在4KHDR技术应用的背景下需要重点考虑不同设备之间的兼容效果，满足不同用户实际要求。

2. 4K制作关键技术

根据国际电信联盟的4K超高清参数标准最新标准，对电视广播和电子消费领域中超高清视频显示的各项指标进行了明确的规范，由于活动图像质量受到的影响因素非常复杂，包括帧率、色域、量化深度、动态范围等，标清高清或超高清电视节目虽然采取技术相同，但是不同的项目有不同的参数指标。通过HDR技术可以大幅度增强视频信号的性能规范，也可以提升整个影像的量化深度，确保在色彩层次与过渡方面起到了非常关键的效果，保证色域范围大面积推广，增强了色彩丰富性和细腻性，也可以提高超高清影像的流畅感。超高清视频制作中，包括拍摄，传输分发显示等多个阶段，每一个阶段都有相应的参数。

HDR随着现代化拍摄技术不断发展，各种高性能的顯示器件也在不断增加，要想确保高动态范围图像实现更高的质量，需要在影视制作中增加更多的色彩信息和图像亮度，建立更大的色彩和亮度坐标体系，转变传输函数的方式，实现更高效的色域和亮度动态范围体验SDR视频制作存在高亮度差，最亮物体亮度和最暗的物体亮度之间的比为105。在HDR制作中所采用的HDR监视器，其最高的亮度值达到1000尼特以上，通过电视机上显示高对比度图像可以对伽马进行控制，为了确保最终的拍摄体验得到有效增强，在视频信号制作中需要采用HDR技术标准，确保亮度数据得以压缩而高清到超高清的画面，不仅提升了像素信息量，还增加了码率。HDR通过增强图像的动态范围信息，使得彩色和亮度调节信息得到了极大的扩充，这也能够实现亮度和对比度的范围再现，对摄影制作坐标体系进行重新定义，还要提高拍摄和显示器件的硬件性能，增加像素和提升码率，在制作中还要充分解决HDR技术和现有的标清高清兼容问题。4K电视对应的色彩空间是依靠ITU-R BT.2020进行定义，相较于以往的蓝光标准来说，后者仅能占到BT.2020空间的36%左右，而前者可对更多色彩予以现实，确保画面更富生动性。第三，该技术依靠HDR动态范围成像技术。现阶段，SDR画面对应的亮度范围多是1000：1，相较于自然界相应的亮度范围而言过低，使得很多亮度细节丢失。HDR以ITU建议书为导向，其目标便是保证人眼瞳孔不加以调节的条件下，将其动态范围扩充至200000：1。因此，HDR技术可确保亮度以及色彩信息等得到有效扩充，依靠信息提升来强化图像质量。

3. HDR技术在超高清视频电视中的实际应用

HDR制作包括前期的拍摄，后期编辑调色等多个环节。在视频拍摄中需要确保整个节目拍摄的质量，符合4KHDR摄像的实际需要，并通过不同的格式记录对需要超高清画质制作的节目信息，利用线性伽马以及RAW编码格式进行记录。如果摄像机支持可以直接运用4，如果摄像机不支持，HDR可以通过LG进行转换，目前松下、索尼、佳能等各种厂商所生产的摄像机都支持log录制模式，在4KHDR直播中，可以通过HlG1000尼特将信号进行播出，对于4KHDR的录制，也可以直接将摄像机转变成hlg或者log 4K超高清摄像技术下实现高清信号的传输，方便高清直播或者高清录制，而在实际操作中为了确保HDR的画面灰度暗度曝光一致，需要保证HDR，拍摄的曝光值要比正常拍摄超1～1.5倍光圈HDR在后期制作时需要将RAW格式文件转换成。低码率代理文件，利用代理文件快速编辑，最终输出成品工程文件，在工作站内进行后期制作RAW格式能够对成像器件输出的原始图像数据信息全面记录，为了增强丰富的色彩视觉效果，在后期制作时应该选用CES全彩色域空间调色，如果是常规质量的节目，可以用hl G或者log压缩格式文件加以制作，在后期要经过调色，所以出片效率比较慢。H LG能够将素材快速导入到后期工作站，并且对视频进行在线剪辑，无需调色就可以自动生成高品质的HDR视频画面，在制作完成后，对于节目的输出需要保证注意色域空间的交换，确保高光画面细节和色彩准确性得到有效还原。在HDR监看中要尽量保证采用HDR监视器，要求动态亮度范围在600尼特以上最好超过1000尼特，以标准HDR监视图像为基准，可以尽量使用便携式HDR监视器并只能看小尺寸，取景器拍摄效果有条件的可以使用HDR波形监视器，在彩色亮度计设备控制中，使用软件内置的示波器进行监视。在HDR播出和传输显示中，必须要插入hlg识别服务，当支持HDR的电视设备接收到，hlg识别符之后，会自动转换为hl G播放模式，不同亮度的hlg电视机可以自动调节伽马亮度值，确保不同亮度下电视机的显示，平均亮度基本保持一致。

4. 结束语

虽然4K超高清电视并不一定具备HDR功能，但HDR技术在超高清电视制作中能够具有非常显著的效果，可以确保整个电视设备的内容播放，质量显著提高，为广大用户带来更高效视听体验，提升视频传输的整体效率。

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