HDR功能：亮度映射和精确细节如何做到最优？

小杰

HDR功能得到普及

电视技术逐年迭代，一些电视上新增了提高画质的功能。其中最让人感兴趣的是两个，一个是HDR 亮度映射功能，一个是杜比视界精确细节功能。之所以我们说这两个功能比较有趣，一个是之前大多数电视是不支持这两个功能的，HDR 亮度映射功能一般厂商有自己的一套机制，或者根据行业内固有的规则来实现；另一个原因也是其中一些功能在之前的芯片上无法实现，而在今年大家都开始使用联发科的新芯片后，这一功能才得以降临安卓电视上。笔者觉得有必要单独把这两个功能拿出来聊聊，其中的原因是目前支持的电视逐渐增多。

这两个功能对于专业用户观看HDR视频或者玩HDR 游戏，都是会有触动的，因为它们最终都涉及画面的实际表现。在之前像LG 其实有一些HDR 亮度映射的选项，从去年的C2 开始也可以支持杜比视界精确细节功能；而现在TCL 则是首个支持用户手动选择HDR 映射模式以及杜比視界精确细节的国内电视厂商，这对于国内电视的画质来说，有着正面的意义。

电视需要准确适配亮度输出

HDR 映射功能是每个电视都要做的，当然这里涉及很多相对复杂的东西。HDR游戏也好，HDR 视频也好，都会有自己的亮度设置，按照正常的逻辑来看，一个画面创作人的意图是多少亮度，那么电视上相应显示出多少亮度，是最佳的状态。一般来说，一款电视的HDR 效果好不好，主要是看电视的亮度是否能尽量接近输入画面的亮度，这个我们通常用PQ 曲线图来查看。

关于PQ 曲线图和EOTF 测试，这里我们不多说，大家可以这么理解：电视在HDR 下的亮度表现越符合图像输出的原始亮度，那么表现也就越好，就越能体现创作人想要传达的画面意图。打个比方，一个画面有100nits 的原始亮度数据，如果电视这个时候也发出100nits 的亮度，那就是完美匹配，如果这个画面高于100nits或者低于100nits，那么都是不准确的，画面就会显得过亮或者过暗。

视频画面亮度超出电视亮度，电视机就需要做调整去适配

每个厂商对画面的理解不一样，所以在PQ 曲线的表现上也不同，有的可能会很准确，有的可能会很糟糕，通常来说所有电视的在电影模式下的PQ 曲线是最佳状态。但无论PQ 曲线表现如何，实际上电视是不可能达到一个完美的HDR 状态的，这受限于目前电视亮度的不足，比如一个视频画面的亮度达到了10000nits，可目前市面上并没有10000nits 的电视，这个时候电视就会有自己的一套机制去解决这个问题。

HDR亮度映射：亮度无法达到的解决方案

对于电视而言，当图像的数据中出现自己无法达到的亮度，就会用两种方法去解决，第一种方法就是暴力剪裁，当图像数据出现无法达到的亮度时，电视直接咔嚓一下将更高的亮度信息给切断了，一律以自己能显示的最大亮度呈现。

这样做的好处就是能让用户获得电视最高的亮度，但是由于更高的亮度信息被干掉了，所有原本更高亮度的画面，在电视上只能以相同的亮度显示（通常是电视的峰值亮度），所以这种高亮度的画面就会丢失细节。

而另一种方法就是我们所谓的HDR亮度映射了。尽管电视达不到画面应有的亮度数据，但是电视会采用压缩亮度的方案来呈现更高亮度的画面，这样虽然电视实际的亮度会降低，但能保持画面的信息，所以会有更多的细节呈现。

值得注意的是，电视这种压缩亮度的HDR 映射方案，可以很早就介入，也可以比较晚介入。有的电视在画面亮度信息超过300nits 时就开始采用亮度映射的方案，有的电视则因为自己本身亮度较高，可能要检测到1000nits 的亮度信息时才会开始压缩，这要看电视厂商和具体产品的设计思路了。

一般来说，目前的电视在HDR 环境下，都会采用HDR 亮度映射的方案，只是压缩的比例、介入的亮度环境会有区别。通常而言，本身亮度较低的电视，会很早就开始进行HDR 映射，反正自己亮度都低，还不如呈现更多HDR 的高亮细节，比如一些中低端的电视就会这样做。但无论如何，不管是采取剪裁还是亮度映射，电视总会遇到自己达不到的亮度，所以当HDR亮度映射最终达到了电视自己的峰值亮度，那么这个时候和剪裁一样，也只会以相同的峰值亮度显示画面了。

所以这就要电视厂商考虑了，如果电视本身的峰值亮度足够高，那么应该什么时候做亮度映射？因为说白了，厂商是希望能发挥出自己电视的优势，也就是尽量给用户提供最大亮度的画面表现，剪裁是最简单的方案，剩余的只要把峰值亮度以下的PQ 曲线做好就行了。但同时大家都在拼画质，一味高亮而缺乏细节的粗暴剪裁手段又太过简单，所以HDR 亮度映射的方案就显得很重要了。