高动态范围成像对视听行业会有什么影响？

　　高动态范围图像与日常高清电视相当不同，更接近于我们眼睛可以看到的色调值范围，其视觉对比度接近100万:1。

　　自20世纪90年代推出高清晰度电视以来，似乎每隔几年就会出现一些新的“华而不实的”改进版。首先是20世纪90年代后期的平板等离子显示器的推出，随后在2000年初期转向1080p和WUXGA分辨率。

　　几年后，该行业过渡到电视和监视器的液晶显示器面板。2012年突然推出了UHD(4K)成像。当然，3D在2009年以来分辨率与快速提升，其次是近两年行业推出虚拟现实。

　　其中一些趋势实际上就像4K一样。随着消费者越来越多地选择更高分辨率，显示器制造商正在放慢全高清(1920×1080)显示面板的生产，而转向生产UHD(3840×2160)。这反过来意味着我们为数字标牌、课室、会议室和其他应用选择的显示器也将是4K。

　　最新趋势是高动态范围(HDR)的推出伴随着宽色域(WCG)的成像一起成长。简而言之，HDR意味着可以在静止图像和运动图像中显示出很大范围的色调值。便利的摄像机和成像系统可以捕获从9到11个光圈(每个光圈的增加代表亮度值是前一个亮度的两倍)。

　　HDR通过捕获多达22个光圈将其提高到更高的水平，并且再现这些色调值成为采用常规背光或照明系统的显示器的真正挑战。因此，我们现在正在看到新一代具有高背光的液晶电视，以再现HDR图像的极限动态范围。在发光显示方面，有机发光二极管(OLED)也可以再现HDR内容，尽管它的峰值亮度水平较低一些。

　　有些观点认为，CRT显示器的峰值亮度水平约为29英尺朗勃特(100坎德拉每平方米)，表现为接近100%的漫反射白光。在HDR显示屏中，该值基本上保持不变，但更强烈的镜面亮点(如太阳从玻璃板或水面上反射出来，或夜间亮光的路灯)可以在数千cd / m2达到更高的峰值。

　　而HDR并不仅仅是关于极端的亮度。整个灰度级扩展，所以我们应该看到更多的阴影细节以及强烈的镜面光源。如果做法正确，HDR图像与日常高清电视有很大的不同，而且更接近我们眼睛可以看到的色调值，其对比度接近100万:1。

　　有许多方法可以实现更高的亮度。发光二极管的密集阵列可以在直接照明环境中使用。然而，有利的方法是采用嵌入由蓝色LED阵列刺激的纳米尺寸的红色和绿色量子点粒子的特殊光学膜。在2017年使用这种方法的电视机型可以获得2000 cd/m2的小范围亮度值。

　　考虑到一个用于室内的LED视频墙将以全白图像常规地达到3000 cd/m2的亮度，您可以感受到目前的成像技术来跳跃HDR的变化。更重要的是，随着中国电视制造商进入市场，HDR显示器的价格快速下降。

　　从一级制造商那里购买一台55英寸“智能”超高清电视，只需3000多元。而具有基本HDR(静态元数据)功能的65英寸机型可能不到5000元，同一屏幕尺寸的1级HDR机型则低于6000元。

　　我们之前提到了宽色域。这是理所当然的，如果一台相机可以拍摄更广泛的亮度值，它也可以记录更宽范围的色调。目前的8位彩色系统广泛应用于广播和有线电视，蓝光光盘和流媒体的各种功能，总共可以显示1670万种颜色。

　　使用HDR和WCG，播放区域大大扩展，现在每个彩色像素需要10位，生成1,073,741,800种颜色：超过10亿色调!对于使用带有滤色片的白色LED的液晶显示器来说，这太重要了，但它可以在量子点LCD和OLED的范围内实现。

　　HDR / WCG内容的可用性也迫使快速升级显示界面。HDMI 1.3 / 1.4根本无法处理4K HDR信号，所以我们必须使用HDMI 2.0来完成这项工作。甚至版本2.0也是勉强够快：如果4K视频信号使用较低的分辨率(4:2:0、4:2:2)，则可以将HDR信号快速传输到60Hz。但是切换到RGB(4:4:4)颜色模式的话，例如我们可以看到来自计算机视频卡的4K视频，而HDMI 2.0不能通过超过8位色彩的60Hz信号。

　　在DisplayPort方面，则适应性更强。1.2版本(当前版本)可以通过3840×2160p/60信号10位RGB(4:4:4)颜色，但也就这么多了。最新的DP版本1.3，将其最大速度提高到32.4Gb/s，这使得成像12位甚至16位4K HDR内容成为可能。无论如何，需要1.4版本来识别与该内容一起传播的HDR“标志”，并且必须传递给显示器。(HDMI使用HDR和WCG的扩展，使用静态HDR元数据的“a”和用于动态元数据的“b”)。

　　我们现在听到关于“HDR兼容”产品，特别是在信号接口方面，这什么也说明不了。人们说：如果信号分配和交换设备足够快以通过所需的时钟速率，并将HDR元数据(CTA.861.3)转移到显示器，而不会改变，那么它确实是“HDR兼容”。

　　回到原来的问题：HDR会对我们的行业产生影响吗?答案是大大的肯定。有很多客户将会从HDR成像中获益：医疗、监视、军事、研究、虚拟现实和模拟垂直领域将迅速采用这项技术，其他人也将效仿。