為什麼說市面上絕大多數顯示器都是「假 HDR」?你買錯了嗎?

最近幾年一些互聯網+ 公司入局電視行業,讓智能電視成了焦點,隨便還普及了一個「新的舊詞」—— HDR。

顯然 HDR 已經成了顯示技術的下一個大熱門,不管是電影、遊戲、電視、顯示器還是手機上總會看到這個字眼。

但隨著營銷愈演愈烈,HDR 這個標籤已經大過它本身的價值。僅靠兩張對比圖解釋 HDR,很直觀也很含糊,消費者以為這就是他們需要的,殊不知 HDR 還有很多種標準,而商家所賣的產品壓根達不到圖片給出的效果。

為什麼說市面上絕大多數顯示器都是「假 HDR」?你買錯了嗎?

如果你正打算購入一臺 HDR 設備,這篇文章會幫你避開所有不必要的坑。

Ps:本文展示的 HDR 對比圖僅供參考,上傳時圖片已經被壓縮,並且大家閱讀文章的設備不同,無法在普通顯示器上展示真正的 HDR 畫面,對比圖只是讓大家有個粗略的概念。


HDR 是什麼

無數發光二極管組成了顯示器,這些發光二極管通過不同的顏色、亮度構建了我們看到的畫面細節,就像白天時我們看到的世界也是不同的顏色和亮度。

但發光二極管能呈現的亮度和色彩遠不如太陽光,在標準顯示器其中,當輸出畫面的亮度低於顯示器能夠輸出的閾值時,顯示器會把這些低於閾值的亮度全部輸出為相同的「灰黑色」,而高於顯示器極限亮度的則全部輸出為「灰白色」。這部分無法顯示的細節就完全丟失了。

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這樣的顯示範圍我們稱為「SDR 標準動態範圍」。

影視和攝影一直致力於還原真實的畫面,然而陽光大約有 10000nit(nit 是亮度的單位),標準顯示器卻只能提供 300-500 nit 左右的亮度。顯然會丟失大量細節。於是能夠提供更大亮度範圍的 HDR 顯示器誕生,讓我們能夠看到光明與黑暗中的細節。

為什麼說市面上絕大多數顯示器都是「假 HDR」?你買錯了嗎?

HDR 不光帶來了更亮的亮和更暗的暗,

它還改進的顯色性和更寬的色彩空間。因此,在談論顯示設備上的 HDR 時,它指其實是在明亮與黑暗之間產生「動態」的對比度,以及使色彩更加豐富、逼真。

Ps:對比度是指最大亮度與最小亮度之間的比值,比如一臺顯示器最大能顯示 100nit,最小能顯示 0.1nit,那麼它的對比度就是 1000 : 1。

要注意,顯示設備中的「HDR 播放」與相機中的「HDR 攝影」並不是一回事,兩者確實相似,都會讓圖像在明暗之間具有更大的對比度。但是它們的工作方式不一樣。

高端相機和手機在按下快門的一瞬間會使用不同的曝光條件拍攝幾張照片,然後將這些照片合成為一張,最終得到的結果可能明亮處與暗處並不是來自同一張照片。

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但視頻和遊戲並不是這樣。當播放視頻和遊戲時 HDR 效果取決於屏幕素質和播放源提供的亮度和色彩信息。


HDR 分級

隨著 HDR 越來越普及,廠商推出了很多不同的標準來規範行業。然而標各家有各家的玩法,標準太多讓幾乎每一個初次接觸 HDR 的新手都蒙圈了。這其中有些能夠帶來頂級體驗,而有些則是濫竽充數。

HDR 10

HDR 10 是現在最普及的標準,因為它免費開源並且是最低標準,幾乎所有支持 HDR 的顯示設備和內容都支持 HDR 10。

HDR 10 採用 10 位顏色(1024種顏色)的靜態元數據,簡單來說就是畫面中每一秒的最高亮度和最低亮度是一樣的。例如一段 24 幀的 HDR 視頻,它 1s 內顯示的的 24 張圖像的最高亮度和最低亮度都一樣。

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最低標準不代表它就垃圾,HDR 10 相較於 SHR 依然有肉眼可見的提升,它也是藍光光盤的默認標準。

HDR 10 +

HDR10+ 志在解決前輩的一些缺點,並添支持動態元數據,每一幀的都包含自己的亮度和顏色信息,使畫面看起來更自然真實。

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然而這個標準是由二十世紀福克斯、三星和松下一起推動的,所以目前僅限於部分三星和松下的設備可以使用。

杜比視界

杜比視界是目前最高端的 HDR 標準,要使用杜比視界視頻和電視都必須經過杜比公司的認證,而認證是要收費的,所以杜比視界僅在高端電腦上才看得到。杜比視界也使用動態元數據。

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值得一提的是杜比視界是根據顯示設備的芯片來調整元數據,而其他 HDR 則是根據視頻自帶的數據,意味著最終呈現的效果取決於電視製造商與杜比之間的設定值控制,這使得大量不專業的 HDR 視頻甚至普通視頻也能到最好的的效果。


VESA 這是針對電腦顯示器的 HDR標準。VESA 將 HDR 分為 DisplayHDR 400、500、600、1000 等等標準,數字指的是最大峰值亮度 nit。例如 VESA DisplayHDR 600 是指屏幕亮度最大可達到 600 nit,依次類推。

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VESA 的標準一直頗有爭議,前面幾種電視標準其實並不會刻意強調屏幕峰值亮度。

有人認為 1000nit 才算是 HDR,因為現在很多 HDR 內容使用這個標準,這在電視市場也非常普遍。但觀感很大程度上還取決於環境,電視放在寬敞明亮的客廳,觀看距離在 2m 以上,所以需要 1000nit 亮度。而電腦往往放在更暗的書房,距離一般也不會超過 1m,所以峰值亮度並不意味著 HDR 效果就更好,這不是最重要的。

真正重要的是「高動態範圍」,如果不能使畫面該暗的地方暗下來,那 HDR 將毫無意義。

而獲得高動態範圍,最普遍的做法是「局部調光」。


局部調光

為了使該亮的地方更亮,該暗的地方更暗,顯示設備每個部位輸出的亮度應該是不一樣的,這樣才能達到提升對比度和動態範圍的目的。

理論上,局部調光區域越多,HDR 效果就越好。

所以我們才看到那麼多電視開始使用 OLED 面板,因為 OLED 面板上每一個二極管都是獨立發光,局部調光能力達到像素級。

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但是電腦顯示器目前還是以 LED 面板為主,LED 面板整塊一起發光,默認亮度一樣,所以無法呈現真正的黑。因此需要在面板後面加裝光源,已達到提升亮度的目的。

傳統的側光式局部調光將 LED 光源放在屏幕邊緣,光線照向屏幕中間,所以一些顯示器在顯示全屏黑色時會看到屏幕邊緣漏光,側光式嚴格意義上並不能稱為局部調光。

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於是一些製造商把光源放到放到屏幕中間,光線照向用戶眼睛,這種稱為局部調光或直下式調光。但因為光源數量有限(通常是幾十個)。

而目前最理想的做法是

全陣列局部調光(FALD),也是真正的意義上的「局部調光」。面板後面通常有幾百個光源,例如 戴爾的 UP2718Q 有 384個。光源數量越多可局部調光的區域也就越多。

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然而全陣列局部調光在電腦顯示器上普及度並不高,因為它的成本比傳統的側光式/直下式高得多,並且大量光源也意味著顯示器將更厚,並且功率和發熱也會增加。例如蘋果賣 6 萬 的Pro Display XDR 顯示器,背後的散熱孔可以讓密集恐懼症崩潰,這也是我沒有買它的主要原因。

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總之,目前全陣列局部調光只在高端顯示器上才能看到,但連普通局部調光都沒有的顯示器很難稱為 HDR。


假 HDR

說回 VESA ,為什麼大家會罵 VESA?因為它把 DisplayHDR 400 標準定的實在是太低了,下圖是 VESA 官網的 DisplayHDR 各級別要求。

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可以看到 HDR 400 只需要屏幕達到 400 nit,8bit 色深、95%sRGB 色域和全局調光。這些標準毫無意義!現在是個能發光的顯示器都能達到這些標準!

前面說了 HDR 最重要的不是亮度,而是局部調光,只有局部調光才能真正提升對比度和動態範圍,然而 HDR 400 根本不需要局部調光技術。因此市面上有大量貼著 HDR 400 標的顯示器,它在 VESA 的標準上確實能夠稱為 HDR ,但實際性能與SDR 無差,所以很多人不承認 HDR 400。(HDR 500 往上還是不錯的)

從左到右依次是 HDR1000、600、400

小淙認為應該取消 HDR 400,這是一個誘騙消費者的標準。就像宣傳高通驍龍 64 位 8 核處理器,結果一查才知道原來是個 610。

不過 VESA 統一了顯示器 HDR 標準,這點還是值得肯定的。

既然 HDR 400 與 SDR 無差,那為什麼還能看出一點差別呢?是算法!他們加了算法!

用軟件算法來提升色彩對比度使畫面更討好眼球。然而算法並不能突破硬件極限,並且拙劣的算法還會導致更多細節丟失。例如顏色不均,會有明顯的塗抹感,導致 Windows 中字體出現鋸齒。


體驗 HDR 還需要

HDR 是一個端到端的技術,所有參與環境都需要支持 HDR 才行。

這在電視上相對簡單,電視支持 HDR ,播放的視頻支持 HDR 就夠了,電腦顯示器則限制就比較多。

首先操作系統需要支持 HDR,例如 Windows 10。通常播放 HDR 視頻時系統會自動將顯示器切換到 HDR 模式,但並不絕對,如果不自動切換則需要手動在顯示器設置中切換。

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需要注意,如果你在日常使用中打開 HDR 模式可能會有些難看,因為日常使用我們往往不會把顯示器亮度調太高,在 100nit 亮度下強行運行 HDR 模式可能會讓原本鮮豔的畫面變得灰濛濛。

除此之外還需要顯卡支持,不管是 NVIDIA 還是 AMD 只要顯卡不是太老應該都支持 HDR 。但是 HDR 技術也在不斷髮展,所以舊顯卡可能並不能完全支持 HDR。CPU 的核顯也是同理。

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然後你的視頻線也需要支持。HDMI 線需要 2.0 及以上才支持 HRD,DP 線則需要 1.3 及以上,關於視頻連接線的更多信息可以查看這篇文章:HDMI、DP、DVI、VGA哪個更好?別因為幾塊錢白白浪費顯示器性能

最後,播放的視頻和遊戲也需要支持 HDR,目前的 3A 遊戲幾乎都支持 HDR,Netflix 上也有大量的 4K HDR 視頻,但國內流媒體平臺對這方面的支持可能還比較少,需要自己找資源下載才行。


HLR

在購買電視時你可能還會看到 HLR 字樣,它由英國廣播公司(BBC)與日本廣播公司NHK合作推出,這並不是對標 HDR 的標準,它的出現是為了解決 HDR 的一些問題。

簡單來說為了呈現 HDR 效果,HDR 10 和杜比視界都需要用元數據來告訴電視如何顯示,然而不支持 HDR 的電視看不到這些元數據想表達什麼,並且也不知道要如何處理。

為什麼說市面上絕大多數顯示器都是「假 HDR」?你買錯了嗎?

HLR 視頻以任何電視都可以使用的 SDR 信號開頭,附加了有關 HDR 的額外信息,因此知道要查找此信息的 HDR 電視可以使用它來顯示更廣泛的顏色和更廣泛的亮度。而不支持的電視可以忽略這部分信息。

但 HLR 達不到 HDR 10 的效果,它可以使圖像更明亮,更生動,但黑色部分與 SDR 並無差別。

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另外,一些電視還會說「支持 HDR 輸入」,意思是可以播放 HDR 視頻,但並不能以 HDR 顯示。


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