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在2014年的CES展會上,電視行業(yè)祭出了4K、量子點(diǎn)和HDR等眾多新技術(shù);2年后,4K和量子點(diǎn)已經(jīng)變得相對親民,但[A1] HDR卻依舊和今年的8K分辨率一起搶盡風(fēng)頭。從1080P到4K的分辨率瘋漲,意在提升電視的清晰度;而上一年的量子點(diǎn),則是要提升電視的色域范圍,但新技術(shù)帶來的視覺提升,卻并沒有大家想象中的大。
其中很重要的原因是電視畫質(zhì)的最大瓶頸,其實(shí)已經(jīng)不在分辨率和色域,而是在于畫面的對比度/寬容度。即使電視有再高的清晰度和色域,如果畫面對比度和動態(tài)范圍不夠,就無法接近肉眼所觀察的效果,分辨率和色域的提升就無法全力發(fā)揮了。
對比度/寬容度一直是被LCD液晶電視技術(shù)進(jìn)步所遺棄的部分,更精確地說,這是之前技術(shù)所無法解決的問題,而這就是剛出現(xiàn)的HDR電視所希望改善的。
HDR全稱是High Dynamic Range,中文譯名是高動態(tài)范圍,指同時容納亮部和暗部細(xì)節(jié)的能力。它最廣為人知的應(yīng)用在拍照領(lǐng)域,我們平時拍照時都會發(fā)現(xiàn),雖然人眼看得到,但鏡頭里面的人臉會在背光下黑成一團(tuán),背景的天空和強(qiáng)光下物體又會亮成一片,這就是拍照設(shè)備寬容度/動態(tài)范圍不足的表現(xiàn)。
相機(jī)的HDR通過快速拍攝欠曝和過曝的樣張,在過曝樣張中提取暗部細(xì)節(jié),在欠曝樣張中提取亮部細(xì)節(jié),用算法把它們合成同時具備明暗細(xì)節(jié)的高動態(tài)范圍照片。
雖然目的都是讓還原展現(xiàn)圖像的各處明暗細(xì)節(jié),但在電視領(lǐng)域中的HDR,從處理變成了展示輸出的端到端解決方案。最終效果是增加圖像明暗和色彩的“深度”,令色彩更加突出,更加接近肉眼所見。這就是宣傳語“不代表更多的像素,而是更好的像素”的由來。
最早最著名的HDR電視起源于杜比推廣的Dolby Vision計劃,最早的原型機(jī)出現(xiàn)在CES2014展會,但直到CES2015,杜比也沒能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。而HDR電視的下一次爆發(fā)則是在2015年9月的德國IFA展,三星、夏普等國際大廠紛紛在新品中搭載HDR技術(shù),緊隨其后的是松下、LG和索尼。
雖然幾乎所有的家電巨頭都已經(jīng)意識到HDR技術(shù)的重要性,但HDR還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),很多產(chǎn)品并未達(dá)到業(yè)內(nèi)和用戶預(yù)想的HDR效果。LG標(biāo)榜的是超高亮度,三星是峰值照明,松下是重塑動態(tài)范圍,夏普、TCL等則選擇了杜比的HDR技術(shù)。而部分國產(chǎn)廠商,僅僅在軟件上加入HDR視頻解碼功能就在標(biāo)榜自己是HDR電視了。
而在這一次的電視技術(shù)革新中,走在最前面的其實(shí)是國內(nèi)廠商創(chuàng)維。其早在2015年6月1日,就在臺北發(fā)布了全球首臺量產(chǎn)的4K HDR電視G8210。后者的技術(shù)指標(biāo)直到今日,依舊比國際大廠要高不少,在HDR技術(shù)領(lǐng)域完成了彎道超車,并超越了國際大廠同行整整半個時代。
如果說有真正的HDR行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的話,那創(chuàng)維的標(biāo)準(zhǔn)就是最接近終版的一個。整體來說,真正的HDR電視標(biāo)準(zhǔn),其實(shí)是國產(chǎn)廠商樹立的。
相機(jī)HDR雖然可以帶來更多的明暗部細(xì)節(jié),但作為代價,明暗度的數(shù)據(jù)信息丟失了,畫面的整體對比度會有一定程度的下降,導(dǎo)致畫面灰蒙蒙。所以電視上的HDR,除了片源和硬件解碼讓原片數(shù)據(jù)像手機(jī)照片那樣“HDR化”之外,還需要電視面板本身的支持。
HDR的高動態(tài)范圍,說白了就是兩件事:高寬容度以及對比度。前者主要由解碼芯片和片源完成,而后者則是對面板最高最低亮度的改進(jìn),但他們每一個都是硬生生的門檻。
對比度是最高和最高亮度的比值,提高的方法要不是降低最低亮度,要不就提高最高亮度,這分別對應(yīng)OLED和現(xiàn)在主流LCD屏幕的長處。前者可以關(guān)閉像素點(diǎn),做到真正的純黑,但亮度過高會影響壽命;后者雖然無法做到真正的純黑,但可以相對容易地做到超高亮度。
在LCD液晶面板的HDR電視中,屏幕亮度從普通電視最高的400尼特躍升到了800尼特,創(chuàng)維G8210甚至已經(jīng)做到1000900尼特以上。這是一個什么樣的概念呢?一般手機(jī)最高亮度在400-500之間就可以在日光底下正常使用了,而創(chuàng)維的真·HDR電視的最高亮度值已經(jīng)是其2倍了。
要做到如此高的亮度,除了要大幅增加屏幕背光的燈數(shù)外,G8210 真HDR電視搭載了LGDisplay最新的4色4K面板,大幅提升面板透光率,帶來了色彩表現(xiàn)更加通透的“副作用”,讓顏色顯示和灰階過度更加自然鮮活。
除了高亮度外,HDR電視還需要極強(qiáng)的黒場表現(xiàn)。但LCD屏幕從原理上收到了限制,其通過控制液晶分子的透光率來控制黑場,但液晶分子不可能完全阻擋背光,如果背光沒做好而亮度不均,就是俗稱的漏光了。這就是LCD面板黑場一直孱弱的重要原因。
而真正的HDR電視則搭載了區(qū)域控光技術(shù)。以創(chuàng)維G8210為例,其4K local dimming背光分區(qū)技術(shù)把一整片的背光,換成了為上百個區(qū)域獨(dú)立的LED燈珠,可以根據(jù)現(xiàn)實(shí)內(nèi)容進(jìn)行分區(qū)的亮度調(diào)節(jié),在需要黑場的時候可以把最低亮度壓低到驚人的0.02尼特。
區(qū)域控光技術(shù)在LCD和OLED之間取的一個平衡臨界值,成本遠(yuǎn)比OLED低的同時,卻做到了接近的暗場表現(xiàn)。伴隨這些技術(shù)一起的,還有G8210上面那塊LGDisplay的4色4K面板自帶的超廣色域表現(xiàn)。
HDR電視除了高對比度,還需要解碼芯片輸出高動態(tài)范圍的視頻信號。但HDR視頻源需要更加柔和的色彩過渡,其需要解碼的每像素點(diǎn)需要10bit的位數(shù),10bit解碼能輸出10.7億色,比現(xiàn)在主流的1600色高了整整兩個數(shù)量級,原來的解碼芯片顯然已經(jīng)無力支撐了。
創(chuàng)維等真正的HDR電視,在半年前就已經(jīng)搭載了瑞昱RTK2997芯片,可以處理60P的4K/10bit的HEVC碼流,是極少數(shù)可以完美支持10bit HDR片源解碼的芯片。
要真正發(fā)揮HDR電視的全部實(shí)力,還需要專門重制的HDR內(nèi)容。HDR內(nèi)容的處理難度比起3D化和4K化要低不少,但依舊需要電影業(yè)界的努力,目前國外亞馬遜和Netflix對HDR的態(tài)度都非常積極,而創(chuàng)維等部分國內(nèi)和國外廠商都已經(jīng)宣稱還會陸續(xù)加入HDR專區(qū)了。
對比需要拍攝和視頻文件進(jìn)行重錄/轉(zhuǎn)制的4K技術(shù),即便沒有特制的HDR視頻源,HDR技術(shù)也能讓原有的任意標(biāo)準(zhǔn)視頻展現(xiàn)出應(yīng)用的高動態(tài)范圍,可以在同樣的視頻里面看到原來看不到的豐富細(xì)節(jié),提升效果遠(yuǎn)比4K和量子點(diǎn)簡單粗暴,成本效益比非常巨大。
HDR技術(shù)對LCD面板的明暗細(xì)節(jié)提升,甚至令其在畫質(zhì)上可以與OLED一較高低。和只能用在LCD液晶屏幕上的量子點(diǎn)技術(shù)不同,HDR技術(shù)同樣可以被用在下一代的OLED屏上。在技術(shù)周期上說,這會是個非常有前景和非常長壽的技術(shù)改進(jìn)。
得益于高普適性和相當(dāng)長的效益周期,它也被業(yè)內(nèi)人士看作是比3D、4K更重要的革新。雖然如今還沒有聯(lián)盟創(chuàng)立大家公認(rèn)的HDR標(biāo)準(zhǔn),但最早實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的創(chuàng)維G8210已經(jīng)是真正的HDR電視。以這部機(jī)器為藍(lán)本,創(chuàng)維其實(shí)已經(jīng)樹立了相當(dāng)高的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)了。
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