眼花缭乱的HDR，中国自主标准能否找到出路？

在近十年发布的屏幕产品中，HDR逐渐成了成为了一个热词，也成了各大厂商在推销产品时的卖点。然而，由此衍生出来的HDR 10、杜比视界、HDR Vivid和HLG等术语却让人眼花缭乱，这些词究竟意味着什么，我国自主的HDR标准HDR Vivid又能否普及呢？
 
HDR现状
 
HDR即高动态范围技术的简称，动态范围越大，图像上暗部和亮部的细节也就更加丰富。随着4K、8K和高帧率逐渐成为图像和视频上率先突破的技术，早就开始布局的HDR反而在新技术的普及度上有所滞后。

HDR标准的流媒体普及 / flatpanelshd
尽管HDR已经相当普及，然而HDR的规格生态依然处于一个碎片化的状态，既有HDR10、HDR10+这样免费的标准，也有杜比视界这样需要收取专利费的标准。不少标准在解决了硬件上的支持后，也经常发现HDR视频生态缺失的情况。为此，中国也推出了自己的自主开放标准HDR Vivid，试图打破这一现状。
 
HDR 10/10+
 
HDR 10为消费者技术协会在2015年8月27日推出的标准，这也是当前最为广泛使用的HDR格式。HDR10虽然最大峰值亮度在10000尼特，但当前的HDR10内容往往只有1000到4000尼特的亮度。当HDR10内容的峰值亮度高于屏幕时，HDR10的元数据用于提供信息，帮助HDR内容进行调整。然而这些元数据都是静态的，也就是说整个视频都采用了一样的数据，因此其动态效果并不理想。而且HDR10仅支持到10-bit色深的输出，虽然已经满足了当今绝大多数的视频内容需求，但后续的扩展性不足。
 
而HDR10+则是由三星和亚马逊一同推出的HDR标准，在HDR10的技术上加入了动态元数据，更是可以支持到16-bit的色深。2017年8月28日，三星、松下和20世纪福克斯一同成立了HDR10+联盟，一同推广HDR10+，博通、高通、全志等厂商也陆续在SoC上提供了对HDR10+的支持。
 
虽然HDR10+对内容创作公司免费，但对设备厂商却是要收取授权费用的。比如蓝光播放器厂商需要缴纳2500美元的年费，显示厂商需要缴纳10000美元的年费，SoC厂商需要缴纳4000美元的年费。
 
杜比视界
 
杜比视界是杜比实验室推出的专利HDR标准技术，该技术下的最高峰值亮度同样为10000尼特，支持10-bit或12-bit的色深。这同样是一种加入了动态元数据的方案，调整每帧的亮度、颜色和锐度，来匹配最适合内容的效果。

杜比视界与SDR对比 / 杜比
然而，杜比视界作为专利技术，不论是内容创作者还是设备厂商，都是需要交纳专利费的。杜比并没有公布具体的收费细节，据杜比副总裁Giles Baker强调，每台电视的杜比视界专利费低于3美元。为了进一步推动杜比视界的普及，杜比在2021年宣布，如果内容创作者采用杜比自动生成动态元数据的方案，是不需要支付费用的，而如果需要手动调整动态元数据的话，就需要交纳2500美元的年费。
 
虽然作为一个付费的标准，但杜比视界确实目前除了基础的HDR10之外，普及度最高的HDR标准之一。这是因为杜比在视频内容市场的影响力，让好莱坞市场也为其背书，况且对于这些大成本的影片和剧集来说，这些费用并不算什么。
 
杜比还在去年公布了辅助杜比视界的杜比视界IQ技术，通过电视内的光线传感器，进一步根据环境光条件来调节HDR内容的显示。
 
HDR Vivid

HDR Vivid标准路线图 / 海思&CUDA
 
HDR Vivid（菁彩HDR）是由中国超高清视频产业联盟（CUDA）发布的HDR标准。与HDR10+和杜比视界一样，HDR Vivid同样增加了动态元数据，为显示终端提供更加准确的动态范围。HDR Vivid可提供4000尼特的亮度，色域覆盖率高达57.3%，从而实现更加丰富的色彩还原和亮部暗部处理。
 
在视频内容的制作方面，HDR Vivid没有修改已有的HDR10和HLG HDR制作流程，只增加了动态元数据产生的环节。制作者还可以借助自动化动态元数据生成工具，对大量内容进行批量生产，降低开发成本。
 
这也是华为大力推动的HDR标准，华为的海思已经率先支持了这一标准，并推出了商用芯片，华为的智慧屏V系列也是全球首款HDR Vivid认证的产品。此外，晶晨半导体和联发科也在研发支持这一标准的芯片。
 
除了芯片端外，显示终端市场也有不少国内电视厂商加入了这一联盟，但从当前的适配来看，似乎只有康佳的OLED65V1和OLED55V1升级加入了支持，新品上也只有康佳的APHAEA OLED V5获得了认证，而长虹、创维、海信等其他品牌电视的测试认证工作仍在进行中。而移动端上暂时只有Mate 30/40、P40和MatePad Pro提供了支持。内容端方面，目前只有腾讯视频和中国移动的咪咕视频提供了HDR Vivid内容，视频数量上依然还比较少。
 
结语
 
从当前的发展来看，除了最基础的HDR10之外，几个HDR标准的差距并不算很大，但与4K和高帧率这些技术一样，如果没有内容的支持，是无法短期内实现普及的。杜比视界通过内容推动终端设备的发展，已经成了当前高端电视上必备的HDR标准，还有苹果为其在移动设备上推广，除了视频内容外，杜比还在游戏市场推广杜比视界。
 
中国的HDR Vivid想要在国外标准中杀出重围，还有很长的一段路要走。如果不能及时普及内容生态，设备厂商也不会花费心力去做相关的研发和认证，国外显示厂商也不会将其视作国际标准看待。