當前,對高動態范圍(HDR)作為UHD中一種提高視頻畫面質量的方式有很大爭論。
很明顯的挑戰是在彩色空間圖中。1990年ITU Rec 709定義了高清(HD)彩色空間,受到當時CRT顯示技術(包括8位彩色)的限制。
2012年公布的ITU Rec 2020,定義較寬的色域,與目前的平板顯示器的能力匹配。
產生此擴展的色域要求每種彩色更多的比特以提供更豐富、更真實的觀看體驗。
8位系統每種彩色提供256級,或256×256×256=16777216種不同顏色。在10位系統中,每種彩色有1024級,或超過10億種不同深淺的顏色。
有大面積同樣顏色的視頻圖像,如藍色天空或綠色森林,在8位彩色環境中呈現可能導致明顯的分級失真,顏色分成可見的色帶。10位彩色使相鄰色深間的差異更小,減少擾人的條帶。
更多的顏色致使感覺的圖像質量提高。這是因為每種顏色之間有一個更精細、更銳利劃定的差異,即使在細微的場合。對人眼來說,HDR更接近自然界可見的東西。
OLED屏提升了HDR的潛力。OLED是一種自發光技術:像素自身產生光。在最好的OLED屏中,黑色非常黑,并且有能夠產生亮白色電平的高輸出器件。
在兩個極端之間,OLED顯示屏非常線性。這產生另一個優點。在歷史上,為充分利用CRT的可用動態范圍,使用了一伽馬曲線。它確保最佳使用可用帶寬,使色彩師能夠做出如何使用有限范圍彩色的藝術判斷。
此伽馬曲線被一新公式電光傳遞函數(EOTF)取代,EOTF有時被稱為感知質量(PQ)。它允許現有的一些分配架構傳輸HDR內容,且被包含在高效率視頻編碼(HEVC/H.265)壓縮標準內。
兼容性
在彩色電視首次引入時,它向后兼容:一個信號可在黑白和彩色電視機上觀看,而黑白電視機忽略彩色信息。當前,許多業者(包括杜比、特藝、飛利浦和BBC/NHK等)都提倡一種向后兼容的HDR方案。
其他業者(尤其是那些從事OTT流媒體和藍光2的業者)則對向后兼容性不太關心。實施他們的廣播建議可能意味著替換編碼器、解碼器和機頂盒。
在一種雙層方案中,標清范圍(SDR)和HDR視頻流被分別通過工作流程,接收裝置選擇接收哪個碼流。這提高了復雜性,增加所需帶寬,產生對內部工作流程的挑戰,尤其是在把SDR廣告拼接入HDR節目或插入緊急廣播信號消息時。
在一種單層方案中,此架構傳輸SDR信號以及告訴HDR設備如何擴展動態范圍的附加元數據。這提供完全的向后兼容性——非HDR設備將不理解因而忽略附加元數據。引入附加處理可能限制擴展動態范圍的價值。
由于體育直播是HDR一大推動因素,編碼器設計需要保證HDR可實時實現。也不應加上太多的延遲。
軟件
市場上出現各種競爭的專有HDR解決方案,標準組織正在努力保持一致。內容所有者可能被要求對不同的分配平臺以不同格式提供HDR內容,使工作流程較繁瑣,增加處理和存儲成本。
Elemental為HDR實現提供軟件定義的視頻解決方案,允許廣播公司、服務提供商和內容所有者創作、管理和分發HDR內容。最重要的是,這種做法不強迫做出昂貴的決定和大量的視頻設施資金支出,并且不需并行硬件HDR豎井維護。Elemental擁有一個可擴展的靈活方案,通過軟件升級使視頻工作流程跟上時代,面向未來。
這個解決方案與軟件定義架構的趨勢一致,并且使公司為利用虛擬化和云做好準備。它降低資本支出和運營支出,最大限度減少機構的轉換風險。Elemental靈活和可擴展的軟件使機構能夠快速接受HDR,領先市場,滿足他們的受眾的期待。