為什么我投影機(jī)的HDR圖像太暗?

為什么我投影機(jī)的HDR圖像太暗HDR是指高動(dòng)態(tài)范圍的縮寫,就像UHD一樣

標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)光格式電影通?梢燥@示220個(gè)灰度等級(8位),而HDR電影則使用多達(dá)964個(gè)灰度等級(10位)的可見圖像信息。由于有更多的層次數(shù)量,HDR電影能夠更好地區(qū)分圖像的暗部和亮部,因?yàn)榭捎玫牧炼葘哟问荢DR的 4 倍多。

HDR圖像稱增強(qiáng)對比度和具有強(qiáng)大的色彩,但在投影機(jī)上,最終的圖像比其SDR等效的圖像更暗,這怎么解釋,可以做點(diǎn)什么?這就是我在這篇文章中要討論的東西。

目前投影機(jī)支持的高動(dòng)態(tài)范圍格式有哪些?

HDR10

HDR10是一個(gè)開放的標(biāo)準(zhǔn)(SMPTEST-2086),使用標(biāo)準(zhǔn)化的感知量化器(PQ)方法(SMPTE ST-2084)。顏色和亮度信息在REC.2020擴(kuò)展色彩空間中以10比特的色深傳輸。傳輸?shù)脑獢?shù)據(jù)是靜態(tài)的,即它適用于整個(gè)視頻內(nèi)容。HDR10是首批開放標(biāo)準(zhǔn)之一,幾乎所有制造商都支持。HDR10也總是4K UHD藍(lán)光的一部分,也用于Netflix、Amazon Video等的4K流媒體。

HDR10的特點(diǎn)

開放格式

在SMPTE ST-2084標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了感知量化器(PQ)。

靜態(tài)元數(shù)據(jù)

最低系統(tǒng)要求是HDMI 2.0a

擴(kuò)展色彩空間根據(jù)bt.2020的WCG色彩空間

10位色深

HLG(混合對數(shù)伽馬)

Hybrid-Log Gamma,或簡稱"HLG",是一種全新的方法,由BBC和日本廣播公司NHK開發(fā)。該標(biāo)準(zhǔn)使用相對亮度值,以bt.2020標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ),但將其擴(kuò)展到包括擴(kuò)展的色彩空間和PQ,現(xiàn)在被稱為HLG或bt.2100動(dòng)態(tài)范圍。不需要為HLG支付許可費(fèi),而且該標(biāo)準(zhǔn)也可以在SDR和HDR顯示器上再現(xiàn)。所有HDMI版本都支持HLG,用HEVC和VP9編碼。其優(yōu)點(diǎn)是,HLG傳輸可以在所有電視上播放,無論是SDR還是HDR。

HLG的特點(diǎn)

伽馬和對數(shù)的混合

沒有元數(shù)據(jù)

相對亮度

10位色深

HDR10+

HDR10+建立在HDR10標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,并通過動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)對其進(jìn)行擴(kuò)展。該格式是由三星、Pansonic和20世紀(jì)福克斯公司推出的。Amazon Prime Video、Warner Home Video 和 Philips也支持HDR10+。亮度值可以在逐個(gè)場景甚至逐個(gè)幀的基礎(chǔ)上設(shè)置。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)能夠檢測到復(fù)制屏幕的色彩空間。

特點(diǎn)

SMPTE 2094-40動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)

所有場景的色彩調(diào)整

符合ST.2094的動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)

元數(shù)據(jù)以顏色梯度信息為補(bǔ)充。

要求至少有HDMI 2.0a

在bt.2020或bt.709色彩空間的色彩再現(xiàn),取決于顯示設(shè)備。

10位色深

什么是HDR元數(shù)據(jù)?

SMPTE ST.2086是一個(gè) "主顯示設(shè)備色彩量"元數(shù)據(jù),用于描述用于掌握內(nèi)容的顯示器的能力。SMPTE ST.2086元數(shù)據(jù)包括RGB原色的CIE色度坐標(biāo)(x,y)、白點(diǎn)和母帶顯示設(shè)備的最小/最大亮度。

平均光照度(MaxFALL)是一個(gè)靜態(tài)的HDR元數(shù)據(jù),對應(yīng)于整個(gè)數(shù)據(jù)流中每幀最高的平均圖像亮度。MaxFALL元數(shù)據(jù)值的單位是尼特,是亮度的單位。

最大內(nèi)容亮度水平(MaxCLL)是一個(gè)額外的靜態(tài)HDR元數(shù)據(jù),對應(yīng)于整個(gè)流中最亮的像素。MaxCLL元數(shù)據(jù)用尼特表示。

亮度是高動(dòng)態(tài)范圍圖像的關(guān)鍵。

1尼特是一個(gè)測量單位,對應(yīng)于一坎德拉/平方米。它是一種亮度的測量,對應(yīng)于眼睛可以感知到的表面的亮度的視覺感覺。SDR(非HDR)平板顯示器達(dá)到100尼特。兼容HDR的顯示器必須達(dá)到至少540尼特的水平。今天最好的顯示設(shè)備可達(dá)到2000尼特。SMPTE ST 2084標(biāo)準(zhǔn)甚至希望將來可以達(dá)到10,000尼特。

在視頻投影的世界里,由于圖像被反射到屏幕上,達(dá)到這樣的亮度峰值就變得非常復(fù)雜,甚至不可能實(shí)現(xiàn)。亮度越高,投影機(jī)的燈泡或激光器就必須更強(qiáng)大。例如,對于一個(gè)3米長的幕布,為了獲得100尼特,而不是上述的540尼特,你都需要一臺功率為1570流明的投影機(jī)。

為什么我的HDR圖像太暗?

投影機(jī)對高動(dòng)態(tài)范圍圖像的正確再現(xiàn),很少能以 "開箱即用 "的方式實(shí)現(xiàn)。這通常是由幾個(gè)因素造成的。電視機(jī)和投影儀的光輸出通常是有限的,制造商有時(shí)不存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)或存儲(chǔ)不正確,因此,播放設(shè)備沒有收到正確的值,無法在屏幕上正確顯示圖像。最后一點(diǎn)對投影機(jī)用戶來說非常重要:HDR標(biāo)準(zhǔn)從來沒有為家庭影院投影機(jī)開發(fā),而是專門為非常明亮的電視機(jī)開發(fā)的。

 

因此,必須考慮到投影機(jī)的亮度,才能顯示出動(dòng)態(tài)范圍。用一臺打到32英尺的投影機(jī),這個(gè)值是1000尼特,用一臺只打到20英尺的投影機(jī),它將是大約650尼特。只有在考慮到這一比例時(shí),HDR圖像的平均亮度才會(huì)顯得與SDR圖像相等,但卻有一個(gè)額外的好處,即陰影圖像的對比度和準(zhǔn)確性更高,高光部分更明亮。

信號源的編碼也很重要,決定了投影機(jī)應(yīng)該支持哪些亮度等級,哪些應(yīng)該被忽略。

如果投影機(jī)在再現(xiàn)水平方面沒有適當(dāng)?shù)南拗,就像在這種情況下,該產(chǎn)品將被配置為從0到10,000尼特而不被限制,它將為HDR "高光 "保留其亮度,這甚至不出現(xiàn)在99%的圖像中。這就是為什么圖像太暗的原因:要再現(xiàn)的層次配置錯(cuò)誤。

因此,在制造投影機(jī)時(shí),制造商必須決定如何根據(jù)投影機(jī)的能力將HDR圖像中從0到1000尼特的亮度變化轉(zhuǎn)化為圖像顏色的適當(dāng)梯度。這在今天的大多數(shù)家庭影院放映機(jī)上是按廠家預(yù)設(shè)進(jìn)行的(沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn))。

這就是為什么當(dāng)對比度和亮度水平調(diào)整不當(dāng)時(shí),你最終會(huì)發(fā)現(xiàn)畫面太暗,黑色被阻擋,而SDR畫面看起來更好。

蜘蛛俠SDR           

                                                    

蜘蛛俠4K HDR 對比度調(diào)整不好

要糾正這一點(diǎn),你將不得不手動(dòng)進(jìn)行。最大亮度水平使用對比度滑塊設(shè)置,最暗點(diǎn)使用亮度設(shè)置。這兩種操作必須在投影機(jī)上進(jìn)行,而不是在使用專用測試模式的信號源上進(jìn)行。你會(huì)同意我的看法,這不是很 "即插即用",而且HDR電影并不是都以相同的MaxFALL和MaxCLL水平編碼的。

在一些少見的設(shè)備上,如最新的JVC投影機(jī)的視頻處理,通過一個(gè)稱為DTM(動(dòng)態(tài)色調(diào)映射)的設(shè)備,負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)分析每個(gè)HDR圖像的水平。這也可以由madVR等軟件來處理實(shí)現(xiàn)。

更多對用戶友好的解決方案開始出現(xiàn),例如通過實(shí)時(shí)檢測和播放動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù),將HDR 10+整合到愛普生EH-LS12000(最近在我們進(jìn)行了測試)等投影機(jī)中,但如果你沒有這樣的設(shè)備或不使用帶有DTM的軟件,除了根據(jù)放映的電影調(diào)整對比度和亮度設(shè)置,沒有其他方法來糾正太暗的HDR圖像。阿強(qiáng)家庭影院網(wǎng)

總結(jié)

在把你的投影機(jī)和洗澡水一起扔出去并大喊 "商業(yè)陰謀 "之前,通過閱讀這篇文章了解你的設(shè)備的極限,并遵循這些簡單的提示,使用avsforums 4K HDR套件的白色和黑色削波測試模式調(diào)整對比度和亮度,你可以在這里找到。

具有動(dòng)態(tài)HDR元數(shù)據(jù)管理功能的市售投影機(jī)列表。

JVC DLA-N5/N6/N8/N11

JVC DLA –N80/N98/N118

愛普生EH-LS12000B/EH-LS11000W

LG HU80KG/ LG HU85LA

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