12月7日，2016 NAB Show Shanghai在中國(guó)上海浦東嘉里大酒店已進(jìn)入第二天。本次活動(dòng)由國(guó)家對(duì)外文化貿(mào)易基地（上海）國(guó)際高科技文化裝備產(chǎn)業(yè)基地（TCDIC）與美國(guó)國(guó)家廣播電視業(yè)協(xié)會(huì)（NAB）聯(lián)合主辦，旨在為跨媒體行業(yè)奉上一場(chǎng)接軌國(guó)際智慧與創(chuàng)新的“盛宴”。在特色論壇——4K及超高清發(fā)展論壇上，國(guó)家新聞出版廣電總局科技委員會(huì)副主任杜百川發(fā)表了主題為《4K的發(fā)展現(xiàn)狀及前瞻》的演講。以下是演講實(shí)錄：

　　主持人：非常高興和大家歡聚在嘉里大酒店，今天將圍繞著我們超高清電視產(chǎn)業(yè)發(fā)展，給大家一個(gè)非常深入的展示和交流。如今我們?cè)谟懻摮咔鍟r(shí)不像前幾年，我們的視野變得更加開(kāi)闊也更加深入，我們說(shuō)的USDV超越了超高清，包括了更多沉浸式的體驗(yàn)，圖像質(zhì)量提升，到WCG，應(yīng)該說(shuō)給用戶(hù)，給我們的制作技術(shù)帶來(lái)了全新的流程和體驗(yàn)，接下來(lái)首先有請(qǐng)論壇的第一個(gè)發(fā)言嘉賓，來(lái)自我們國(guó)家新聞出版廣電總局，科技委副主任杜百川老師，今天杜老師專(zhuān)門(mén)圍繞超高清產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的核心領(lǐng)域，HDR發(fā)展帶來(lái)深入的介紹，有請(qǐng)杜老師。

   　　杜百川：各位專(zhuān)家各位來(lái)賓，大家都很關(guān)心4K，實(shí)際上我覺(jué)得4K這個(gè)名字是不對(duì)的，因?yàn)?K可能會(huì)引起不同的，電影也有4K，電影的4K跟我們4K不一樣，所以標(biāo)準(zhǔn)名字是超高清，為什么大家對(duì)超高清容易混，大家對(duì)4K8K這東西比較容易理解，但是對(duì)HDR就比較難以理解，所以要說(shuō)清楚不是很容易，但是我盡量。超高清實(shí)際上不單單是清晰度，還包括了高的動(dòng)態(tài)范圍，寬的色域，高的環(huán)繞聲或者3D聲音，HDR就是你要開(kāi)展HDR必須考慮到原有的HDR，所以HDR和HDR如何兼容，這是一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題，尤其是在目前，而且并不是那么簡(jiǎn)單，這個(gè)兼容的問(wèn)題剛剛有拍攝環(huán)節(jié)，編碼環(huán)節(jié)，分配分發(fā)環(huán)節(jié)，有接受環(huán)節(jié)，甚至包括顯示器的連接環(huán)節(jié)，和顯示的環(huán)節(jié)，以往我們所說(shuō)的這些問(wèn)題不會(huì)牽涉這么廣，已經(jīng)牽涉到原來(lái)電視系統(tǒng)怎么形成的關(guān)鍵。

　　除了這個(gè)以外，HDR和HDR節(jié)目之間的連接的兼容性也必須考慮，我大概稍微介紹下HDR的系統(tǒng)特性的設(shè)計(jì)，實(shí)際上是重新定義，就是光電轉(zhuǎn)換函數(shù)，還有電光轉(zhuǎn)換函數(shù)，很多人理解光電轉(zhuǎn)換函數(shù)就是在拍攝端及電光轉(zhuǎn)換函數(shù)就是在終端，實(shí)際上不是的也就是說(shuō)經(jīng)常在拍攝端也有這兩個(gè)轉(zhuǎn)換，在終端也可能也會(huì)有，所以這些問(wèn)題都是目前大家很清楚的。為什么要重新定義，就是因?yàn)樵瓉?lái)的電視，尤其是CRT一直是作為我們的主體，到后來(lái)有LCD，有了其他東西，就有很大的變化，實(shí)際上對(duì)于終端的EOTF差不多CRT快要滅亡的時(shí)候才提出來(lái)的，可見(jiàn)問(wèn)題，而且原來(lái)定的比較低，因?yàn)樵瓉?lái)CRT本身就比較低，這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是原來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)，SDR的EOTF和OETF的標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)就是BT709大家都知道這是OETF，BT1886就是EOTF，這兩個(gè)就是我們目前高清晰度電視的轉(zhuǎn)換函數(shù)的定義。

　　我們可以看一下這個(gè)定義，最上面這個(gè)紅線(xiàn)就是709，到了白的時(shí)候就切掉，所以為什么到白的時(shí)候我們看的都是自光就是這個(gè)原因。后來(lái)尤其在攝像機(jī)里面，在這個(gè)地方加一個(gè)拐點(diǎn)，拐點(diǎn)以上白的部分就會(huì)有層次，這就是現(xiàn)在目前來(lái)解決動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大的一個(gè)辦法。原來(lái)實(shí)際上OETF是有的，就是伽瑪，是因?yàn)槿藢?duì)暗的噪聲比較明顯，對(duì)亮的噪聲不明顯，所以剛開(kāi)始拍的時(shí)候就把亮區(qū)，然后到CRT的時(shí)候亮區(qū)擴(kuò)展，噪聲還是看不大出來(lái)，低端還可以看的比較好。這就是原來(lái)的伽瑪，伽瑪這個(gè)一直在我們這里起了非常非線(xiàn)型的作用，能夠把動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)大的因素，但是不管怎么說(shuō)，原來(lái)只定了，所以從現(xiàn)在開(kāi)始要把它卡占到0-1000，地下0.01，甚至0.05，這個(gè)七次方的范圍就會(huì)有比較高的動(dòng)態(tài)范圍。這就是所謂的伽瑪。CRT在接收的時(shí)候是把它擴(kuò)張了，亮的地方擴(kuò)張了，因此在開(kāi)的時(shí)候我是把亮的地方給壓縮了，這是原來(lái)的辦法。

　　或者我們可以看一下NTSC是2.2，PAL是2.8MAC是1.8，所以為什么用計(jì)算機(jī)做視頻，不用PC因?yàn)镻C沒(méi)有伽瑪，所以看起來(lái)PC的圖像會(huì)非常非?；液推骄褪沁@個(gè)原因。動(dòng)態(tài)范圍的單位是檔，最大量度，這個(gè)我不詳細(xì)說(shuō)了。這里面的關(guān)鍵感知量化，也就是說(shuō)OETF關(guān)鍵在什么地方？我要變成數(shù)字的時(shí)候，我最好能看不到這個(gè)檔之間的差別，根據(jù)外部的實(shí)驗(yàn)，人眼睛對(duì)門(mén)線(xiàn)預(yù)示的亮度差別的預(yù)值跟亮度成正比，這個(gè)叫Weber定律或者Weber分?jǐn)?shù)。如果用8比特256級(jí)，用其中的233級(jí)亮度還要去掉，用其中的233正好能夠表達(dá)我看不見(jiàn)兩邊有差別的這樣一個(gè)結(jié)果，這就是我們所說(shuō)的感知量化級(jí)，用剛好能識(shí)別亮度電平差作為量化級(jí)的量化方法，這個(gè)方法稱(chēng)為感知量化，或者叫做PQ。為了提高動(dòng)態(tài)范圍克服709的局限性，大多數(shù)攝像機(jī)都有自己的特性，所有這些東西所得到的動(dòng)態(tài)范圍都是不一樣的。除了PQ以外，還有一種叫做HLG，也就是混合伽瑪。為什么這么說(shuō)，如果從人的眼睛曲線(xiàn)來(lái)說(shuō)是這樣的曲線(xiàn)，也就是說(shuō)在這上面是可以看到兩個(gè)級(jí)別之間有界限的，而在這下面是看不見(jiàn)的，如果是15比特的伽瑪是這樣的線(xiàn)，在亮的區(qū)有浪費(fèi)掉了，而在如果是13比特的LOG我們看到正好，按照在暗區(qū)有浪費(fèi)，處理辦法叫做混合，也就是說(shuō)在暗區(qū)用伽瑪在亮區(qū)用LOG，這樣跟PQ有異曲同工，還有它的好處我一會(huì)兒再說(shuō)。

　　可以看到這張圖，把這三張圖放在一起，15比特的伽瑪和12比特的PQ，這就是HLG。這個(gè)圖可以把這四條曲線(xiàn)看的更清楚一點(diǎn)，更明顯這張就是原來(lái)的709這個(gè)就是加拐點(diǎn)，綠藍(lán)的線(xiàn)就是PQ，這個(gè)線(xiàn)就是HLG，這個(gè)HLG我們可以看到，它在暗區(qū)是跟伽瑪是一樣，在亮區(qū)用的LOG它有個(gè)好處跟SDR接收器完全兼容，所以HLG就有這個(gè)好處。有一個(gè)公司對(duì)所有攝像機(jī)做出了測(cè)量，比如說(shuō)對(duì)Alexa索尼，一直到松下的動(dòng)態(tài)范圍做了測(cè)量，這里面還是Alexa最高，從這個(gè)角度看，這個(gè)曲線(xiàn)是關(guān)鍵，也就是說(shuō)你能不能得到比較高的動(dòng)態(tài)范圍，關(guān)鍵是OETV訪(fǎng)問(wèn)函數(shù)的曲線(xiàn)。這是索尼的LOG3和LOG2的比較，這個(gè)曲線(xiàn)可以做很多的調(diào)整，所以會(huì)比SLOG亮一點(diǎn)，上面比較緩一點(diǎn)，所以這個(gè)曲線(xiàn)的形狀對(duì)我們的HDR有非常大的作用。OETF最后從電轉(zhuǎn)到光，實(shí)際上1886很晚才形成，當(dāng)然EOTF不一定非要完全OETF的反函數(shù)，當(dāng)然還有一個(gè)OOTF，也就是光到光的轉(zhuǎn)換函數(shù)，很多人覺(jué)得OETF到EOTF當(dāng)然就是OOTF，但是其實(shí)不然，如果你要把自然光線(xiàn)直接反射到你的電視機(jī)上確實(shí)是，但是大多數(shù)的節(jié)目制作，都有一個(gè)創(chuàng)作，或者說(shuō)我希望尤其是搞電影的，希望我的圖像體現(xiàn)某種我的創(chuàng)作議題，或者暖色調(diào)，灰色調(diào)，像這些來(lái)影響情緒的一些東西，我必須讓能夠從拍攝的前端一直能夠保持到我的拍攝的終端，這種OOTF放在什么地方就是這兩個(gè)其中的一個(gè)關(guān)鍵，光轉(zhuǎn)到電電轉(zhuǎn)到光就是OO，實(shí)際上OO是創(chuàng)作意圖，要先確定什么樣的創(chuàng)造意圖，再確定在整個(gè)范圍當(dāng)中應(yīng)該怎么辦。

　　也就是說(shuō)我們說(shuō)的呈現(xiàn)意圖，系統(tǒng)伽瑪和OOTF，這個(gè)我們就不多說(shuō)了。國(guó)際電聯(lián)在今年七月份頒布了TT2100用于節(jié)目制作和國(guó)際節(jié)目交換的高動(dòng)態(tài)范圍圖像參數(shù)值，這里面規(guī)定了一系列的參數(shù)，我們就不說(shuō)了，看看這個(gè)要求背景和周?chē)炼?，背景亮度?個(gè)nits，周?chē)炼纫彩?個(gè)nits，最小的亮度是0.005，這個(gè)都是我們需要關(guān)注的，所以將來(lái)看超高清的電視，周?chē)牧炼仁遣荒芨叩模绻吣敲茨?.005根本看不見(jiàn)的。這個(gè)都是做了一系列實(shí)驗(yàn)才能得出來(lái)的，這個(gè)我不多說(shuō)了。這個(gè)里面一個(gè)是PQHLG一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題在于OOTF放在什么地方，對(duì)于PQ來(lái)說(shuō)，原來(lái)設(shè)計(jì)的模式是把OOTF放在攝像機(jī)端，我們可以看到OO直接在攝像機(jī)里面就有OO，這個(gè)也就是說(shuō)創(chuàng)造意圖是用攝像機(jī)這邊實(shí)現(xiàn)，這有什么缺點(diǎn)？就是你要使得OOTF能夠保持到接收端，那么你中間必須精確的來(lái)重現(xiàn)，因此為什么PQ要求什么，要求絕對(duì)亮度，把絕對(duì)亮度規(guī)定了，最后要顯示出來(lái)的圖像跟絕對(duì)亮度是相關(guān)的，但是HLG跟傳統(tǒng)的有相關(guān)，OOTF放在接收端，在這個(gè)階段我們就發(fā)現(xiàn)，它可以允許一定偏差，這個(gè)允許偏差可以用最后的OOTF來(lái)完全的校正，這樣一來(lái)就有一個(gè)好處，還有一個(gè)好處傳輸過(guò)程的兼容性就會(huì)比較好，它的要求就沒(méi)那么嚴(yán)格，不是要求絕對(duì)亮度，沒(méi)有跟絕對(duì)亮度完全在一起。

　　兼容的問(wèn)題有很多的方案，比如說(shuō)單一的HDR制作，所有的東西轉(zhuǎn)成SDR，再轉(zhuǎn)成我想要的東西，這是一種方法。還有一種分兩層，一個(gè)是HDR和SDR同時(shí)傳輸，還有一種就是我只傳輸一個(gè)信號(hào)，或者傳輸SDR，或者傳輸HDR，但是另外一個(gè)信號(hào)都是從這個(gè)信號(hào)提取出來(lái)的，單一信號(hào)傳輸，兩種辦法里面，HDR直接傳輸?shù)暮蚐DR直接傳輸?shù)亩急仨毟瓟?shù)據(jù)相關(guān)，也就是說(shuō)剩下的部分都放在原數(shù)據(jù)，所以如果單純兼容機(jī)構(gòu)，必須要有原數(shù)據(jù)來(lái)支持，而原數(shù)據(jù)的支持就必須是端到端是系統(tǒng)。我們可以看到目前來(lái)說(shuō)有這兩大類(lèi)的方法，一大類(lèi)就是單層，一大類(lèi)就是雙層，單層目前SHVC是可以的，顯示可以用一般的HDR顯示，如果用HLG的就可以大家它的SDR，在我們SDR的電視機(jī)上存放?；蛘吣闶怯脤?zhuān)有的，或者SHVC的編碼方式，這個(gè)方式目前用單層的傳輸，現(xiàn)在只有Technicolor，原數(shù)據(jù)提取出來(lái)變成SDR不提取直接可以在SDR上面觀看，這是它的一種兼容方式，也就是說(shuō)Technicolor是能夠以單層DSR的傳輸方式，能夠兼容HDR，也就是說(shuō)HDR信號(hào)我可以從SDR的原數(shù)據(jù)再重新恢復(fù)。所以這個(gè)就是分單層還是雙層的問(wèn)題。

　　原數(shù)據(jù)也有制作原數(shù)據(jù)還有，一大類(lèi)是靜態(tài)原數(shù)據(jù)，還有動(dòng)態(tài)原數(shù)據(jù)，這兩種HLG系統(tǒng)不需要任何內(nèi)容相關(guān)的原數(shù)據(jù)，一個(gè)超高清的顯示只需要知道出現(xiàn)在其輸入端的是HLG的信號(hào)就可以，從這個(gè)角度說(shuō)兼容性是比較好。因?yàn)闀r(shí)間關(guān)系我就不多說(shuō)了，目前大概有四種不同的系統(tǒng)，一個(gè)是系統(tǒng)HDR10，第三就是BBT，前面三種不多說(shuō)了，最后說(shuō)一下Technicolor和飛利浦的HDR，是因?yàn)槟壳斑@個(gè)已經(jīng)成為ETSI的標(biāo)準(zhǔn)，單層直接與SDR兼容的HDR系統(tǒng)，它有非常具體的節(jié)目制作和顯示的，它的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)是今年八月份通過(guò)的。這個(gè)說(shuō)明SDR和HDR，或者HDR要能夠在我們現(xiàn)在的環(huán)境當(dāng)中順利推廣，一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題不在于4K8K，而在于你怎么能夠做到現(xiàn)有的系統(tǒng)更好的兼容，謝謝。還有一些觀看條件系統(tǒng)的標(biāo)定等等，我就不詳細(xì)說(shuō)了。