從陰極射線管 (CRT) 到4K超高清(UHD)電視，視頻顯示技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。自從十年前高清電視標(biāo)準(zhǔn)首次亮相以來(lái)，內(nèi)容開(kāi)發(fā)人員爭(zhēng)先恐后地創(chuàng)造了新的顯示質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和創(chuàng)新的媒體形式。然而，從高清電視到更高分辨率的4K UHD，再到高幀率 (HFR) 的超高清晰度，并沒(méi)有真正令普通消費(fèi)者驚嘆。這種情況將隨著高動(dòng)態(tài)范圍 (HDR) 的出現(xiàn)而改變，這可能是自高清電視發(fā)展以來(lái)顯示器市場(chǎng)出現(xiàn)的最重要的技術(shù)。

　　HDR的兩個(gè)關(guān)鍵因素，拓展的對(duì)比度及廣色域，為顯示技術(shù)帶來(lái)了一種真正意義上的創(chuàng)新：顯示器對(duì)比度的提高不僅為表現(xiàn)更豐富的暗部細(xì)節(jié)奠定了基礎(chǔ)，而且讓我們可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)更豐富的暗部細(xì)節(jié)和明亮的亮點(diǎn)。

“HDR可能是自高清電視發(fā)展以來(lái)顯示器市場(chǎng)出現(xiàn)的最重要的技術(shù)。”

　　最重要的是，更廣泛、更明亮的色譜可以在該光譜空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更平滑的漸變，提供了超越更高分辨率和更快幀率的、令人驚嘆的圖像質(zhì)量增強(qiáng)。正如杜比實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)部副總裁 Pat Griffis 所說(shuō)，“HDR 已經(jīng)打開(kāi)了潘多拉的盒子，釋放出更豐富的色彩，而不只是是更高對(duì)比度和亮度信息。”

　　HDR 促使一大批激情洋溢的服務(wù)提供商開(kāi)始建立一個(gè)強(qiáng)大的HDR生態(tài)系統(tǒng)，力圖改善用戶的電視體驗(yàn)。一些主要的電視運(yùn)營(yíng)商和OTT服務(wù)已經(jīng)接受了這項(xiàng)技術(shù)。本文討論了這些市場(chǎng)現(xiàn)況以及HDR的未來(lái)潛力。

HDR 市場(chǎng)狀況

　　HDR市場(chǎng)仍然相對(duì)年輕，還存在著技術(shù)問(wèn)題。這些問(wèn)題大多圍繞HDR空間中的各種競(jìng)爭(zhēng)格式。這種情況給業(yè)內(nèi)帶來(lái)了一些擔(dān)憂 — 從電視制作人到視頻制作工作室。

“HDR 已經(jīng)打開(kāi)了潘多拉的盒子釋放出更豐富的色彩，而不只是是對(duì)比度和亮度。”

　　2014年，電影電視工程師協(xié)會(huì)(SMPTE)制定了SMPTE ST.2084標(biāo)準(zhǔn)，定義了母版處理參考監(jiān)看設(shè)備的電光傳遞函數(shù)(EOTF)。該標(biāo)準(zhǔn)的重點(diǎn)不是傳統(tǒng)CRT顯示器的伽馬曲線，而是人眼的對(duì)比靈敏度比率，也被稱為感知量化(PQ)。今天的 HDR市場(chǎng)主要關(guān)注PQ傳遞函數(shù)的應(yīng)用。2016年，國(guó)際電信聯(lián)盟制定了ITU-R BT.2100標(biāo)準(zhǔn)，它定義了PQ、寬色域以及10位和12位色深（單個(gè)像素的顏色分量中的位數(shù)）的組合。同年，美國(guó)消費(fèi)電子協(xié)會(huì)針對(duì)未壓縮的高速數(shù)字接口制定了數(shù)字電視規(guī)范，它隨后被 HDMI Forum 采納為最新 HDMI 規(guī)范的基礎(chǔ)。

　　2016年，在SMPTE的支持下，一套來(lái)自多家技術(shù)提供商（包括杜比、飛利浦、三星和Technicolor R＆D）的動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)工具催生出了SMPTE ST 2094中界定的動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)套件。

　　業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)提供商已經(jīng)推進(jìn)了這些標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用—即，杜比視界(Dolby Vision),HDR10,HDR10+,HLG和SL-HDR格式。

　　杜比視界(Dolby Vision)。專屬于杜比實(shí)驗(yàn)室的杜比視界 (Dolby Vision) 是一個(gè)完整的系統(tǒng)，可優(yōu)化HDR內(nèi)容的創(chuàng)建、分發(fā)和顯示過(guò)程，保證了在不同種類的顯示設(shè)備上呈現(xiàn)精美、一致的圖像。杜比視界 (Dolby Vision) 采用PQ曲線，提供高達(dá)4K的分辨率、高達(dá)12位的色深和動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)。杜比憑借多年的業(yè)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)技術(shù)研發(fā)的投入，創(chuàng)建了完整的杜比視界(Dolby Vision)生態(tài)系統(tǒng)，提供了持續(xù)一致、穩(wěn)定可靠、品質(zhì)一流的HDR解決方案。杜比視界(Dolby Vision)得到了Apple、愛(ài)奇藝、長(zhǎng)虹、創(chuàng)維、海信、康佳、LG、Netflix、松下、飛利浦、TCL、騰訊視頻、Vizio、Vudu和優(yōu)酷等公司的支持。杜比的影像技術(shù)也被納入ATSC 3.0廣播標(biāo)準(zhǔn)（于2018年消費(fèi)電子展期間發(fā)布）和超高清藍(lán)光標(biāo)準(zhǔn)。

　　HDR10。HDR10是一種基于ITU-R BT.2100 PQ標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放格式，得到了戴爾、杜比、LG、微軟、三星和索尼等公司的支持。HDR10缺少動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)，因此缺乏在保留原創(chuàng)意圖的同時(shí)將HDR10圖像與各種顯示器相匹配的能力。

　　HDR10+。截至2018 年初，三星、松下、20 世紀(jì)福斯和華納已經(jīng)聯(lián)合起來(lái)支持新的HDR10+格式 — 目前可通過(guò)亞馬遜視頻和松下超高清藍(lán)光播放器播放。HDR10+為HDR10提供了動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)；超高清藍(lán)光標(biāo)準(zhǔn)中采用了類似技術(shù)，而ATSC 3.0標(biāo)準(zhǔn)中也有此規(guī)定。

Hybrid Log-Gamma。ITU-R BT.2100中還指定了HLG，該標(biāo)準(zhǔn)由BBC 和NHK廣播網(wǎng)絡(luò)最先聯(lián)合提出，目標(biāo)是規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)制作。該技術(shù)得到DirecTV 和YouTube等視頻服務(wù)商的支持。

　　SL-HDR在ETSI TS 103 433中進(jìn)行了規(guī)定，它能夠傳輸標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍 (SDR)數(shù)據(jù)并利用元數(shù)據(jù)重現(xiàn)HDR圖像。SL-HDR由飛利浦國(guó)際和法國(guó)Technicolor R&D聯(lián)合開(kāi)發(fā)。

　　HDR領(lǐng)域不同格式之間的競(jìng)爭(zhēng)區(qū)別于藍(lán)光與HD-DVD的格式之爭(zhēng)。在大多數(shù)情況下，HDR市場(chǎng)強(qiáng)調(diào)兼容性，因此，具有支持杜比視界(Dolby Vision)的顯示器或播放器也能播放HDR10格式的內(nèi)容。HDR標(biāo)準(zhǔn)的具體要求使電視機(jī)制造商更容易支持多種格式。

　　正如杜比實(shí)驗(yàn)室消費(fèi)者娛樂(lè)部高級(jí)副總裁Giles Baker所說(shuō)，”HDR10+和杜比視界(Dolby Vision)可以共存。” Baker指出，松下最近宣布推出首款同時(shí)支持杜比視界(Dolby Vision)和HDR10+的藍(lán)光播放器 — 松下UB820。“我們沒(méi)有任何理由認(rèn)為光盤（和播放器）不能同時(shí)支持這兩個(gè)格式。”

HDR市場(chǎng)的走向

　　HDR生動(dòng)的色彩亮度不僅在影院，而且在家里也大放異彩。HDR內(nèi)容可以通過(guò)多種方式傳輸。 在影院，它以DCP形式被加載到服務(wù)器，再傳輸至放映機(jī)播放。在家庭環(huán)境中，可以通過(guò)超高清藍(lán)光碟、OTT視頻服務(wù)、游戲機(jī)以及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)享受HDR內(nèi)容。

“HDR 鮮活明亮的色彩在影院和家中都大放異彩。”

　　目前，OTT市場(chǎng)正在以HDR引領(lǐng)潮流，愛(ài)奇藝、Netflix、騰訊視頻、優(yōu)酷、亞馬遜和Vudu等主要的流媒體正在提供越來(lái)越多的HDR內(nèi)容。

　　2017年底，Apple宣布其最新一波產(chǎn)品（包括iPhone X、iPad Pro和新款A(yù)pple TV 4K）支持杜比視界(Dolby Vision) 和HDR10，讓消費(fèi)者能夠享受iTunes 上提供的HDR內(nèi)容。最近，Apple稱杜比視界(Dolby Vision)是其首選的HDR 技術(shù) — 互聯(lián)網(wǎng)軟件和服務(wù)高級(jí)副總裁Eddy Cue稱杜比視界是“最佳的HDR 體驗(yàn)”。Apple的加入實(shí)現(xiàn)了數(shù)百萬(wàn)臺(tái)設(shè)備支持HDR技術(shù)，顯示了HDR市場(chǎng)強(qiáng)勢(shì)發(fā)展勢(shì)頭。

　　2018年消費(fèi)電子展(CES)上的一項(xiàng)重大新聞是支持HDR的設(shè)備激增，尤其是支持杜比視界(Dolby Vision)的設(shè)備。超高清藍(lán)光播放器開(kāi)始采用HDR功能，如， 索尼的新款4K杜比視界(Dolby Vision)超高清藍(lán)光播放器。在個(gè)人電腦端，聯(lián)想推出了ThinkPad X1 Carbon和X1 Yoga，這兩款產(chǎn)品都將支持杜比視界 (Dolby Vision)。個(gè)人電腦的兼容性才剛剛開(kāi)始，這暗示著個(gè)人電腦將發(fā)展成為觀看HDR OTT內(nèi)容的主要平臺(tái)。2018年消費(fèi)電子展的另一個(gè)亮點(diǎn)是游戲《戰(zhàn)地 1》和《質(zhì)量效應(yīng)仙女座》的個(gè)人電腦版本開(kāi)始支持杜比視界 (Dolby Vision)。此外，Roku在2018年消費(fèi)電子展宣布推出TCL 4K HDR Roku電視，該款電視也支持杜比視界(Dolby Vision) 。

　　盡管電視機(jī)仍然是主要的觀看HDR內(nèi)容的平臺(tái)，例如長(zhǎng)虹、創(chuàng)維、海信、康佳、LG、松下、飛利浦、索尼、TCL 和 Vizio 等一系列支持。杜比視界(Dolby Vision) 的電視機(jī)，然而越來(lái)越多的用戶正在轉(zhuǎn)向更小的屏幕（如平板電腦和手機(jī)） 來(lái)消費(fèi)內(nèi)容，這預(yù)示著 HDR 應(yīng)用場(chǎng)景的的拓展。與從標(biāo)清到高清，甚至高清到超高清的發(fā)展不同，HDR在較小的屏幕上呈現(xiàn)的視覺(jué)效果同樣令人震撼。結(jié)合 OLED 顯示器，HDR圖像可以在小屏幕上表現(xiàn)更加深邃的色彩并還原更真實(shí)的顏色。

　　然而，HDR技術(shù)最前沿的領(lǐng)域是HDR直播。杜比也看到Comcast Xfinity等技術(shù)提供商的熱情加入。

廣播與HDR

　　迄今為止，HDR收視率的增長(zhǎng)受到OTT流媒體提供的在線電影和電視節(jié)目的影響。HDR在電視直播上的應(yīng)用一直進(jìn)展緩慢，主要是因?yàn)閷⑦@種內(nèi)容送到觀眾家中要困難得多。然而，HDR的優(yōu)勢(shì)在體育賽事等直播節(jié)目中尤為突出，因?yàn)閷?duì)于此類節(jié)目的播放，真實(shí)的色彩和對(duì)比度非常重要。人們對(duì)這一領(lǐng)域 HDR技術(shù)的應(yīng)用熱情高漲。

　　正如國(guó)際廣播與媒體技術(shù)供應(yīng)商協(xié)會(huì)(IABM)在其供應(yīng)趨勢(shì)報(bào)告中指出，包括 2018年采用FIFA世界杯在內(nèi)的體育賽事將增加技術(shù)用戶在媒體上的支出，特別是在UHD和HDR上。2018年的重大事件將成為增加這項(xiàng)技術(shù)支出的天然驅(qū)動(dòng)力。

　　索尼影視娛樂(lè)公司首席技術(shù)官Don Eklund指出，HDR內(nèi)容的匱乏是一道障礙。“我們有一些內(nèi)容的HDR格式很棒，但不是每個(gè)電影制作者都想要突破限制。”他說(shuō)，“他們想講故事，讓您身臨其境。如果您沒(méi)有觀看HDR技術(shù)直播的奧運(yùn)會(huì)，那真的非常可惜。”

　　FIFA是一個(gè)很好的例子。2017年10月，該組織宣布將首次以UHD結(jié)合HDR制作全部64場(chǎng)比賽.主轉(zhuǎn)播商服務(wù)公司（HBS）指出：“借助于混合 UHD/HDR/1080p設(shè)置，在一個(gè)制作鏈的背后將有多種視頻格式（1080i、1080p 或 UHD HDR）可供選擇。” 韓國(guó) 2018年冬奧會(huì)的播出也使用了 HDR技術(shù)。據(jù)Comcast稱，“Xfinity是平昌奧運(yùn)會(huì)NBC奧林匹克4K HDR報(bào)道（包括廣播和流媒體）的協(xié)辦贊助商。”

　　自2017年底以來(lái)，先進(jìn)電視服務(wù)咨詢委員會(huì) (ATSC)（由廣播公司、制造商和科技公司組成的聯(lián)盟）采用ATSC 3.0 標(biāo)準(zhǔn)作為首個(gè)動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)體系。在歐洲，數(shù)字視頻廣播 (DVB) 也發(fā)布了視頻編碼規(guī)范，為支持HDR的廣播鋪平了道路。廣播公司和電視運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)對(duì)HDR直播面臨的各種挑戰(zhàn)，我們也開(kāi)始看到越來(lái)越多的HDR直播試驗(yàn)。

　　那HDR面臨的主要挑戰(zhàn)是什么呢？直播意味著一切都是實(shí)時(shí)發(fā)生的；沒(méi)有通過(guò)后期制作調(diào)整HDR等級(jí)的機(jī)會(huì)。 此外，HDR格式，包括杜比視界依賴于元數(shù)據(jù)，而通過(guò)廣播，很難保證元數(shù)據(jù)完好無(wú)損地傳輸?shù)接^眾的家中。對(duì)于直播工作流程，杜比的方法是編碼階段之前生成元數(shù)據(jù)，以此保證元數(shù)據(jù)不會(huì)在廣播設(shè)備中丟失。

　　直播現(xiàn)場(chǎng)制作環(huán)境、插播廣告和播放區(qū)域的選擇等直播技術(shù)環(huán)境不同于脫機(jī)內(nèi)容的傳輸方式。HDR直播的工作流程必須非常可靠，而且不需要對(duì)現(xiàn)有的SDR工作流程進(jìn)行太多改動(dòng)。因此，廣播公司希望在切換到HDR之前，能夠充分驗(yàn)證HDR的工作流程。

杜比視界 (Dolby Vision) 的與眾不同之處

　　在HDR領(lǐng)域，杜比一直處于領(lǐng)先地位。杜比視界(Dolby Vision)不僅是新一代顯示技術(shù)的革新，還是一個(gè)端到端的生態(tài)系統(tǒng)，旨在提供一致、簡(jiǎn)單和兼容的最佳HDR體驗(yàn)。通過(guò)支持這一生態(tài)系統(tǒng)，杜比處理各種HDR元素而不單是其專有元素，這讓整個(gè)行業(yè)大受裨益。為了提供一致的高品質(zhì)服務(wù)，內(nèi)容鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)（從創(chuàng)作到輸送、回放）都必須保持同步；通過(guò)關(guān)注整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，杜比希望能夠幫助推動(dòng)全行業(yè)的HDR快速發(fā)展。整體目標(biāo)是提供一個(gè)卓越的觀看體驗(yàn)，與內(nèi)容創(chuàng)作者的藝術(shù)意圖相匹配，并涵蓋不同價(jià)格區(qū)間產(chǎn)品，從高端旗艦產(chǎn)品到經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的主流機(jī)型。

如何創(chuàng)建和輸送 HDR 內(nèi)容？

　　電影史是藝術(shù)與技術(shù)的交融。隨著每項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新 — 無(wú)論是在聲音、色彩還是效果方面，內(nèi)容創(chuàng)作者都欣然接受能幫助他們將創(chuàng)作推向新方向的工具。HDR內(nèi)容要求人們以一種不同的方式來(lái)思考創(chuàng)作內(nèi)容。幸運(yùn)的是，杜比視界(Dolby Vision) 提供了一個(gè)強(qiáng)大、完善的內(nèi)容創(chuàng)作流程，用于創(chuàng)建一個(gè)拍攝、后期制作和傳輸規(guī)范，并能保證內(nèi)容提供商在影院、在家庭和在途中所呈現(xiàn)內(nèi)容的質(zhì)量。

　　杜比視界 (Dolby Vision) 端到端工作流程涵蓋了整個(gè)制作階段，從高級(jí)數(shù)字?jǐn)z影機(jī)拍攝開(kāi)始，到對(duì)該視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行基本維護(hù)，包括預(yù)覽、樣片、剪輯、視覺(jué)特效以及調(diào)色。杜比視界工作流程與現(xiàn)有的調(diào)色工作流程非常相似，并已經(jīng)得到所有業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的解決方案提供商支持，包括調(diào)色、轉(zhuǎn)碼和母版處理等環(huán)節(jié)。

　　為了確保各階段的圖像質(zhì)量，有必要使用HDR和廣色域監(jiān)視器審查整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍。在調(diào)色過(guò)程中，杜比視界(Dolby Vision)的動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)包括內(nèi)置控件和分析功能，可以同時(shí)創(chuàng)建影院級(jí)和家庭級(jí)圖像母版，此母版包括HDR和SDR。利用該動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)，杜比能夠通過(guò)所有終端顯示種類映射圖像質(zhì)量，同時(shí)為各種格式提供杜比視界(Dolby Vision)母版。

　　Netflix的合作伙伴幫助中心將杜比視界(Dolby Vision)定義為對(duì)HDR進(jìn)行母版處理并將其輸送給家庭的一種方式，并指出了杜比視界(Dolby Vision)的諸多優(yōu)勢(shì)：

　　對(duì)于電影制作者：以創(chuàng)新方式管理HDR和SDR版本

　　對(duì)于Netflix：?jiǎn)卧碔MF母版文件可以輸送成不同的媒體流

　　對(duì)于客戶：無(wú)論電視功能如何都能享受精美畫(huà)質(zhì)

　　在杜比視界(Dolby Vision)理念中，關(guān)鍵在于HDR工作流程盡可能地為電影制作者和其他創(chuàng)作者提供了顏色更為豐富的創(chuàng)作空間，讓他們能夠借此講述故事或展示活動(dòng)盛況。保留藝術(shù)家要傳達(dá)給觀眾的創(chuàng)作意圖，再加上遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于目前高清電視技術(shù)所能呈現(xiàn)的暗部細(xì)節(jié)、明亮的亮點(diǎn)、色彩空間，這些都帶給觀眾美輪美奐的精彩畫(huà)面。

“杜比視界(Dolby Vision)忠實(shí)地提供了創(chuàng)作者和消費(fèi)者所期望的卓越畫(huà)質(zhì)。”

　　與 HDR10 相比，杜比視界(Dolby Vision)HDR最顯著的優(yōu)勢(shì)是為核心的 HDR圖像數(shù)據(jù)添加了動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)。對(duì)于直播工作流程，杜比的方法是在傳輸編碼之前生成元數(shù)據(jù)，由此保證元數(shù)據(jù)不會(huì)在廣播設(shè)備中丟失。元數(shù)據(jù)保證了支持杜比視界(Dolby Vision)的顯示器能夠盡可能準(zhǔn)確地顯示原始內(nèi)容。支持杜比視界(Dolby Vision)的電視通過(guò)接收動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)，更真實(shí)的呈現(xiàn)亮度、對(duì)比度和色彩信息。

　　對(duì)于HDR10內(nèi)容，您的HDR電視僅接收靜態(tài)元數(shù)據(jù)，電影或電視節(jié)目基本通用的、相對(duì)基本的“全球”信息。UHD Forum指出，這是動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)能夠發(fā)揮關(guān)鍵作用的原因之一。SMPTE ST.2094系列文檔對(duì)元數(shù)據(jù)的定義如下：“元數(shù)據(jù)的作用是將內(nèi)容創(chuàng)建母版處理顯示器上呈現(xiàn)的HDR和廣色域的核心數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可以在色彩空間更小的終端顯示設(shè)備上顯示的圖像。”這些動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)讓元數(shù)據(jù)能夠根據(jù)場(chǎng)景甚至是視頻內(nèi)容的逐幀進(jìn)行更改。元數(shù)據(jù)能夠更改，這樣就能調(diào)整元數(shù)據(jù)參數(shù)，使其更緊密地跟蹤內(nèi)容渲染需求，從而在各種HDR顯示器中實(shí)現(xiàn)最佳內(nèi)容重現(xiàn)。

　　杜比視界(Dolby Vision)具有前瞻性思維，市場(chǎng)也在持續(xù)地接受這項(xiàng)技術(shù)。杜比視界(Dolby Vision)獲得了諸多平臺(tái)，包括藍(lán)光碟、流媒體以及未來(lái)的廣播的認(rèn)可和支持，Apple、松下和索尼只是其中的一小部分。通過(guò)在調(diào)色工具、傳輸技術(shù)以及各類回放設(shè)備提供技術(shù)支持，杜比視界(Dolby Vision) 提供了卓越的畫(huà)面質(zhì)量，忠實(shí)地反映了創(chuàng)作者創(chuàng)作意圖，更好地滿足了消費(fèi)者的期待。