進入到 4K 超高清時代，湧現出了不少新的名詞，這個我在前年的一篇文章裡已經逐步解釋過了。尤其是 HDR 逐漸地被大家所認識，其實這個名詞也不新鮮，早在上世紀的90年代初，第一臺搭載 HDR 的相機就已經出爐了，在攝影攝像領域，發展還是很快的，相機、攝影機搭載 HDR 的數不勝數，即使是現在的手機，鏡頭感光元件內搭載 HDR 也不在話下。但是在電視和投影領域，最近幾年隨著 4K 電視的發展，逐步走進了人們的視野中。
自從2016年開始，UHD 聯盟開始出爐 4K HDR 家用電視/投影儀的規範後，HDR 的標準被定了下來，同年1月份的 CES 展會上，UltraHD Premium 認證標準的公佈也昭示著 4K 真正進入到規範化的年代，也正因為如此，4K HDR 的相關產品也相繼出爐了，比如 4K HDR 電視、4K HDR 投影儀、4K HDR 藍光影碟以及支持 4K HDR 功放等等。
UltraHD Premium 的設備認證標準：
1.分辨率：3840×2160像素
2.色深：10bit
3.信號輸入：支持BT.2020（注意，目前的電視產品均無法完全覆蓋BT.2020色域範圍，這裡僅規定支持BT.2020信號輸入）
4.色域：大於90% DCI-P3色彩空間
5.HDR：支持SMPTE ST2084 EOTF的高動態範圍影像電光轉換
6.亮度動態範圍：（1）亮度1000尼特以上/黑位低於0.05尼特 （主要針對LCD）；（2）亮度540尼特以上/黑位低於0.0005尼特 （主要針對OLED）
但現在 HDR 似乎進入到了混亂期，因為層出不窮的 HDR 標準出來以後，大家有點摸不清頭腦了。HDR10 以及杜比視界 HDR 這些大眾所瞭解的還好，但什麼 HDR Pro、HDR10+、HDR400/600/1000 等等雜七雜八的，就有點繞暈了，為此，我在這裡做一個小專題，讓大家可以真正從深層次瞭解一下這些標準背後的事情，以免大家在購買 HDR 產品的時候不至於被忽悠。
什麼是 HDR？
想弄明白就得從基礎開始，什麼是 HDR 呢？簡而言之，HDR 就是「高動態範圍」的縮寫，英文全稱是「High-dynamic-range」，它屬於一種顯示技術，對應的顯示技術就是 SDR（標準動態範圍 Standard-dynamic-range），所謂的動態範圍，在圖像領域就是指亮度的明暗差別。動態範圍越大，圖像上同時記錄的亮部細節和暗部細節就越豐富。HDR 可以表達出比 SDR 動態範圍更寬的亮度。
由上圖可以看到，HDR 更接近人眼看到的實際圖像效果，而 SDR 不論是第一張圖還是第二張圖都分別在前後景中出現損失。
通常人眼可感知亮度的範圍是 10¹² cd/m²，但傳統的顯示設備只能顯示 10³ cd/m²，然而，HDR 顯示設備可以顯示的亮度寬度為 10⁵ cd/m²，換句話說，它可以捕捉到傳統顯示設備100倍以上的亮度。
HDR 作為下一代高質量圖像技術受到關注，HDR 相關的內容也已經在 Netflix 、HULU 等流媒體平臺以及 UHD 藍光等視頻服務中可以看到了，比如本站所提供的 4K UHD 藍光影碟內容。
HDR 的各種名詞術語有哪些？
在 HDR 顯示設備環境下有多個名詞術語是需要了解的，在這裡也梳理一下：
1、尼特（nits）與檔（stops）
顯示設備輸出光的亮度，這是以尼特（nits）為單位進行測量的，1nit=1cd/m²。顯示設備能呈現的亮度越亮，尼特數越高。
而按照不同的亮度值取2的對數，得到的數值在影像領域稱為檔（Stops）。下圖就顯示出從最暗的-5到最亮的+5，就稱為具有10檔動態範圍。
但是顯示設備中看到的亮度與你眼睛所看到的真實物體的亮度還是有差別的，比如拍攝的是太陽，太陽的真實亮度是 10¹² 尼特，但在顯示設備中不可能真的以 10¹² 尼特來呈現，你看到的亮度可能只是窗外的亮度，大概是 10³ 尼特。
2、什麼是動態範圍？
所謂「動態範圍」就是顯示明亮的範圍，那麼想要提高「動態範圍」並且能夠顯示出來，最關鍵的一點就是要能夠達到更高的亮度。
以上圖來說，在真實的自然環境中，一個場景裡的亮度差別可能會非常大，如陽光照耀部分的中心花瓣最亮可以達到1萬多尼特，而背景的亮度僅有100多尼特，相差了100倍。在以往傳統的 Rec.709 的顯示設備中，這些色彩以及亮度是無法被正常顯示出來的，因為 Rec.709 的色彩和亮度顯示範圍很小，所以需要更廣闊的色彩空間以容納更多的色彩以及亮度，這時候就需要 Rec.2020 這個標準啦，那麼什麼是 Rec.709 和 Rec.2020 呢？下面我們來詳細說一下。
3、Rec.709 、 Rec.2020
在之前的顯示技術中，由著名的 BT.709 (Rec.709) 標準，定義了亮度和色彩的顯示範圍，而 BT.709 (Rec.709) 是在1990年代根據當時的 CRT 陰極射線管顯示器來定義亮度，從 0.1nit (cd/m²) 到 100nits (cd/m²)，而動態範圍僅僅為6.5檔。
當畫面圖像顯示範圍超過 BT.709 所能定義的範圍時，就會出現高光溢出和暗部的裁切。即不能夠顯示出更多的亮度細節，表現為高光死白和暗部死黑的情況，比如以下兩張圖分別顯示出的：
Rec.2020 色彩空間標準是 Rec.709 的升級版，它也是超高清設備的制定色彩空間，比如現在的 4K 顯示設備以及未來的 8K 顯示設備，相比起 Rec.709 來說，它可以顯示更多的顏色，以及更寬廣的亮度範圍。
上圖中，小的三角形就是 Rec.709，大的三角形就是 Rec.2020，最外圍則是人眼所能看到的色彩範圍。可以看出，Rec.2020 所能呈現的色彩以及亮度要比 Rec.709 豐富得多。
如果平面版的看不懂，就看下面立體感的吧：
Rec.709 的亮度範圍為 0.1nit 到 100nits，而 Rec.2020 的亮度範圍可以從 0.0005nit 到 10000nits，簡單點說，就是可以看到幾乎無盡的黑和幾乎最亮的光。
4、常說的峰值亮度是什麼？
現在的 4K HDR 電視，通常都會說它的「峰值亮度」，那麼什麼是「峰值亮度」呢？其實這個很好理解，就是一臺電視它所能達到的最高亮度，而這個最高亮度可以決定 HDR 所能呈現的效果。
目前對於超高清電視（UHDTV）來說，OLED 面板的峰值亮度必須達到 500 尼特，而採用 LCD 面板的必須達到 1000 尼特。實際上，現階段很多采用 LCD 面板的 4K HDR 電視都已經達到或者超過了1000尼特，而 OLED 面板受限於技術原因（昨天發佈關於 OLED 的文章有提到，不再複述），暫時還未有達到 1000 尼特的（最高的局部已經可以達到 800 尼特了），不過這並不代表 OLED 的亮度就很低，實際觀看的話，在最高光部分，已經非常亮眼。當然，需要說明的是，任何一部影視作品，不可能從頭到尾都是最高亮度呈現，頂多就是在一些爆炸火光場景，區域性的產生最高亮度（理論上按 HDR10 的要求是可以達到 4000 尼特的，比如《比利林恩的中場戰事》的部分場景），對眼睛基本無害。
好了，說完這麼多關於 HDR 的基礎知識，都瞭解了的話，我們開始進階到新的知識點，而這個也是最關鍵的。
目前用於家用影音設備的 HDR 標準有哪些？
家用影音自然包括了電視、投影儀、顯示器、播放器、功放等等設備，我們逐個來說明一下。
HDR10
最基礎的標準莫過於 HDR10 了，這是所有廠商 HDR 的基礎，它是由消費者技術協會2015年8月27日宣佈的開放標準，不需要支付任何版權費。這個標準要求必須使用寬色域 Rec.2020 色彩空間，10bit 色深，以及 SMPTE ST 2084（PQ）圖像傳輸功能，但它的數據元全部是靜態的，簡單來說就是每一幀所輸出的 HDR 圖像效果是一樣的。目前所有支持 4K HDR 的設備都必須達到這個標準，例如 LG、三星、夏普、索尼和 Vizio 等電視製造商，微軟的 Xbox One 系列遊戲主機、索尼的 PlayStation 4 遊戲主機以及蘋果的 Apple TV 4K 等。當然，4K UHD 藍光、4K UHD 流媒體都必須支持這個最基礎的標準。
在這裡需要說明一下，索尼的 PlayStation 4 主機並不支持 4K UHD 藍光視頻播放。
杜比視界（Dolby Vision） HDR
杜比視界 HDR 是由杜比實驗室提出並定製的 HDR 當前最高級標準，與 HDR10 不同的是，它不是開放的標準，需要使用它必須交付一定的版權費用（據悉是每年每臺設備3美元）。杜比視界要求必須使用寬色域 Rec.2020 色彩空間， SMPTE ST 2084（PQ）圖像傳輸功能，與 HDR10 不同的是，它採用 12bit 色深，並且支持動態數據元結構，杜比視界允許 10000 尼特的最大亮度（目前在設備中最高只達到 4000 尼特）。
當前支持杜比視界 HDR 的電視包括 LG、索尼、TCL、Visio 等廠商的部分產品，支持輸出杜比視界 HDR 顯示器以及投影儀暫時還沒出現。4K UHD 藍光機中，支持杜比視界 HDR 的有 LG、索尼、OPPO、飛利浦、松下等廠商的部分產品。
HDR10+
HDR10+，也稱為 HDR10 Plus，於2017年4月20日由三星和亞馬遜 Video 共同公佈，由於杜比視界 HDR 極高的版權費用，三星等廠商不願意支付，所以與松下、亞馬遜和20世紀福斯創建了 HDR10 + 聯盟，以推廣HDR10 +標準。HDR10+ 通過添加動態元數據來更新 HDR10，動態元數據可用於在逐個場景或逐幀的基礎上更精確地調整 HDR 的亮度級別，和杜比視界 HDR 類似，不過色深依舊是 10bit。
HDR10+ 視頻於2017年12月13日開始由亞馬遜視頻提供，2018年1月5日，華納兄弟宣佈支持 HDR10 + 標準並加入 HDR10+ 聯盟。2018年1月6日，松下宣佈推出支持 HDR10 + 的 4K UHD 藍光播放器。
HLG（Hybrid Log-Gamma）
HLG 是由 BBC 和 NHK 聯合開發的 HDR 標準，它與標準動態範圍（SDR）顯示兼容，但它需要 10bit 色深。HLG 定義了非線性電光傳遞函數（EOTF），其中信號值的下半部分使用伽馬曲線，信號值的上半部分使用對數曲線。HLG 標準免版稅，與 SDR 顯示兼容。HLG 由 HDMI 2.0b、HEVC、VP9 和 H.264 / MPEG-4 AVC 提供支持。HLG 主要應用於廣播以及部分流媒體，如 BBC iPlayer、DirecTV、Freeview Play 和 YouTube。
以上4個都是目前最主流的 HDR 標準，到這裡其實應該結束的，但是，意外總是那麼多，因為各家廠商又搞了幾套自己定製的 LOGO，搞得人弄不清。比如……
HDR Pro
凡是有用到這個 LOGO 的，就是 LG 給出的對於 HDR10 的推廣 LOGO 來的，早在2016年的時候，LG 在推廣自己的產品比如 LG 43UH6500 這類早期 4K HDR 電視的時候，都會帶上這個標誌，但實際上它本質還是 HDR10。當然，現在新款的 HDR 電視已經不會再出現這個 LOGO 了。
4K HDR
這個 LOGO 是索尼的，泛指它們家的 4K HDR 產品線，凡是標註了這個 LOGO 的，全線產品都支持 HDR10 ，或者部分產品支持杜比視界 HDR，例如 Bravia A1E 和 A8F。
看到這裡，是不是暈了，是不是想哭？你以為到這裡就算終結了嗎？並沒有！因為，顯示器這一塊，又搞出了一個新名堂！
DisplayHDR
2017年，VESA (美國視訊電子標準協會)推出 DisplayPort 1.4 規範，導入最新的 Alt Mode USB-C 與 HBR3 的規範，讓顯示器能透過 USB-C 的接口來傳輸高分辨率的視頻畫面，以利新一代手機娛樂、專業視訊與電競應用。
2018年，VESA 再度推出 DisplayPort 1.4a 版本，除針對手機平臺推出 VDC-M 壓縮標準、DP8K 信號線認證標準之外，其中引人注目的，就是針對顯示器產業，制定出 DisplayHDR 的新標準，該標準明確制定出 HDR 400、600、1000 等入門、中階、高階的 HDR 顯示器的效能分級標準，搭配 VESA 協會將於近期展開各種符合 HDR 的產品認證計劃，將加速產業推出相關的認證產品。
由於 UHD 聯盟推出的 UltraHD Premium 標準需要繳納很高的權利金，在顯示器領域，甚至是筆記本電腦領域裡，還是比較困難的。對此，VESA 推出的 DisplayHDR 標準很好的解決了這個問題。這次 VESA 針對 HDR 的統一認證標準，推出了 HDR400、HDR600 與 HDR1000，就是要讓電腦產業也有相對應的標準可供遵循。除了原先的最高規 HDR1000 效能標準(相當於UHD Premium)之外，還制定出 HDR600 與 HDR400 這兩種中端與入門效能標準，只要符合該標準的產品，就可打上認證標章，會員是不需要繳交權利金的。
不過 VESA 推出的這個標準，也很好的解決了現今電腦領域裡濫用 HDR 宣傳的現象，給出了更透明的認證標準，同時協助 LCD 設備製造商打造出不同 HDR 效能級別的產品。
對於一般消費者端而言， VESA 協會也推出自我測試工具，讓一般用戶能夠自行下載測試工具，來檢視自己的顯示器是否符合最新的 HDR 標準，讓玩家們無論是在看影片或玩遊戲時，能夠看到更優異的畫質。
關於相對應的 DisplayHDR 規格，大家可以看下圖：
不過需要說明一下的是，DisplayHDR 並不等同於 HDR10，更不能與杜比視界 HDR 相提並論。
好了，混亂的 HDR 局面，已經基本解說完畢了，接下來是 Q&A 時間，我把我所知道的幾個關於 HDR 的重點問題說明一下。
HDR Q&A
Q1、是不是所有標註 4K HDR 的電視都是支持 HDR10 或者杜比視界 HDR 的？
A：並不是，有部分廠商（具體我就不說哪些廠商了）在發售自己的 4K HDR 電視的時候，都會採用所謂的“HDR 生態圈”或者“支持 HDR” 這樣的宣傳字眼來帶過，並沒有標註支持 HDR10 或者杜比視界 HDR ，這種產品要小心，因為它有可能並不支持 UltraHD Premium 的認證，也並不支持最基礎的 HDR10。
最明顯的將會出現這樣的情況，用 Xbox One S 或者 Xbox One X 會出現以下顯示：
對此，我個人建議，第一，當然是買有明確標註支持 HDR10 和杜比視界 HDR 的產品啦，這種最放心，如果標註是但最終並不能實現的話，可以告它們；第二，買品牌知名度比較高的產品，比如索尼、LG、三星等等，出現這種情況的海外品牌相對較少，國內品牌比較多，建議留個心眼；第三，儘可能買中高端產品，雖然價格比較高，但至少有保證。
Q2、投影儀有支持杜比視界 HDR 的嗎？
A：目前暫時沒有，未來不好說，授權金比較高，而且 4K HDR 投影儀成本也很高，得看有沒有人願意出價了。
Q3、顯示器中有支持 HDR10 或者杜比視界 HDR 的嗎？
A：支持 HDR10 的有，但支持杜比視界 HDR 的目前暫時沒有。支持 HDR10 的當前售價都不菲，這也是為何 DisplayHDR 會出現的原因。同時支持 HDR10 和 DisplayHDR 的也有，這種就最放心不過了。
Q4、如果顯示器不支持 HDR10 或者杜比視界 HDR ，只支持 DisplayHDR 的話，在顯示器上看 4K HDR 片源的時候，是不是真實的 HDR 效果？
A：沒有真實用過，不敢確認，但我判斷理論上來說，DisplayHDR400 認證的產品，是暫時達不到真正的 HDR 效果的，即使是輸出了，也有可能是模擬，但 DisplayHDR600 以及 DisplayHDR1000 的話，則應該是真正的 HDR 輸出效果的。
Q5：HDR10+ 產品出現了嗎？
A：上面有提到，松下已經推出了支持 HDR10+ 的 4K UHD 藍光機，這臺藍光機同時還向下兼容 HDR10 以及支持杜比視界 HDR，可以說是目前全能型產品，未來我們也會推出相應評測。而電視方面，三星 2018 款 9 系列 QLED 已經正式兼容 HDR10+。功放方面，暫時未有消息。
暫時想到以上幾個問題，如果你們有其他的問題，歡迎隨時留言，如果我能回答的，我會一一解答。
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