Hvad er HDR Display? 4K HDR vs SDR & HDR10 vs. HDR400

Hvad er HDR-skærm?

High Dynamic Range (HDR) Dynamisk område er forskellen mellem lys og mørke inden for billedbehandling. Jo større dynamisk område, jo større mængde af lyse og mørke detaljer registreres på billedet på samme tid.

• Der er HDR i fotografering;
• Der er HDR i film;
• Der er HDR i video;
• Der er HDR i displayet;

Men ingen af ​​disse HDR'er refererer til den samme teknologi.

HDR udstyret på mobiltelefoner er faktisk en multi-frame compositing teknologi, hvor telefonen optager flere billeder på samme tid i et enkelt billede. Og bruger derefter algoritmisk behandling til at kombinere de lyse og mørke dele af de forskellige rammer sammen, for at bevare både fremhævede detaljer og mørke detaljer på samme tid.

 Dette er ganske rigtigt i tråd med formålet med HDR high dynamic range, men da det er manuelt involveret, varierer effektniveauet mellem forskellige telefoner.

Og der er nogle gange problemer med overkorrektion og unaturlig kontrast. Derfor hører denne slags HDR-behandlede billeder eller videoer strengt taget stadig til kategorien SDR.

Ægte HDR er teknisk defineret som HDR efter sit eget unikke sæt af fotoelektriske konverteringsmekanismer - konverteringen mellem optiske og elektriske signaler. Når vi tager et billede, vil den virkelige scene blive gemt som et digitalt signal til billedet, som er en proces med at konvertere optiske signaler til elektriske signaler.

Det er klart, at den såkaldte HDR af mobiltelefonfotos kun er en softwareproces, som ikke involverer konvertering af fotoelektricitet, så de kan ikke betragtes som ægte HDR, hvilket teknisk kaldes "tone mapping".

Hvad er SDR Display?

SDR refererer til Standard Dynamic Range Image. Det er også den traditionelle standard for film- og tv-billeder. Før populariseringen af ​​HDR-teknologien blev den dynamiske kontrast af 1080P-billeder tidligere præsenteret gennem SDR-teknologi, men dens dynamiske rækkevidde er meget mindre end det dynamiske område, som det menneskelige øje kan opfatte.

Forskellen mellem HDR og SDR

Teknologi forskel

Først og fremmest er der det tekniske aspekt, gammakurven er forskellig mellem de to. Gammakurven definerer en ikke-lineær ændring i lysets luminans i et billedsystem.

Kategori	Løsning	Kvantiseringsbitdybde	Farveplads	Lysstyrkeområde
HDR	3840*2160	10/12 bit	Rec. 2020	0.0005-10,000
SDR	/	8/10 bit	Rec. 709	0.05-100

SDR og HDR bruger forskellige gammakurver, hvilket betyder, at når vi ser på en HDR-kilde, ser vi flere luminansoplysninger. I sidste ende har HDR en højere farvedybde, bredere dynamisk område og stærkere farveudtryk.

Bitdybdesammenligning

Bitdybde refererer til antallet af farver, der kan vises pr. pixel. Jo større bitdybden er, jo flere farver kan der vises, hvilket resulterer i en jævnere og mere naturlig graduering. For eksempel kan en 8-bit skærm vise cirka 16.77 millioner farver, mens en 10-bit skærm kan vise cirka 1.07 milliarder farver.

Sammenligning af farveskaladybde

Kontrasten af ​​farveskalaen refererer til rækkevidden af ​​alle farver, der kan vises. Diagrammet til højre viser rækkevidden af ​​alle RGB-værdier, som det menneskelige øje kan opfatte. Trekanterne angiver farveskalaen: Jo større trekanten er, jo flere farver kan vises.

Videoramme

HDR-video har forskellig lysstyrke og kontrast for hvert billede, hvilket perfekt kan gendanne detaljerne og kontrasten mellem lys og mørke i hver enkelt ramme. SDR-video er relativt dårlig, selvom man i teorien kan justere skærmens mætning og kontrast manuelt for at opnå samme effekt af HDR, men det er stadig en teori, det er ret besværligt at betjene, og flere justeringer vil nemt resultere i en forvrænget billede.

Video lys og mørke

Vi kan sammenligne ovenstående billede. SDR-billedet præsenteret af bjerget er mørkere, hvor detaljerne i de lyse og lyse dele ikke kan vises. 

Fra HDR-billede kan vi tydeligt se skovmiljøet bag bjerget og skyerne af billedets relative mørke, men også i henhold til de forskellige lysstyrker for at præsentere lysstyrkedetaljerne er ikke de samme.

Video detaljer

Billeder med HDR-teknologi viser flere detaljer mellem det mørke og det lyse på skærmen. Som et eksempel har det samme billede, der afspilles i SDR, en kurve med prikker fordelt på 1 til 100, og i HDR har det en kurve med prikker med meget mindre end 1, mellem 1 og 1000. Som et resultat heraf er billeder med HDR-teknologi naturligt vise bedre farvemætning og graduering.

HDR-teknologistandarder:

	Dolby Vision	HDR10	HDR10 +	HLG
Vis kurve	PQ	PQ	PQ	HLG
Bitdybde	10/12 bit	10 bits	10 bits	10 bits
Lysstyrkeområde (nits)	0.001-10,000	0.003-1,000	0.003-1,000	-1,000
Farveplads	Rec. 2020/P3	Rec. 2020	Rec. 2020	Rec. 2020
Metadata	Dynamisk	statisk	Dynamisk	Ingen
Licenser	Gebyr	Gratis	Gratis med enhedscertificeringsgebyr	Gratis
Kodningsmetode	Proprietær hardware	Software	Software	Software
Tone Mapping Metode	Officiel algoritme	Proprietær algoritme	Proprietær algoritme	Ingen

HDR og SDR: Whjeg er bedre?

Gennem effekten af ​​HDR- og SDR-sammenligning kan vi vide, at HDR er bedre, trods alt er HDR-teknologi med kontinuerlig opdatering og opgradering af billedteknologi efter fremkomsten af ​​produktet. Mens SDR er den traditionelle teknologi, naturligvis ikke sammenlignet til den nyopståede teknologi.

Men den nuværende udgivelse af 4k HDR videokvalitet er blandet, kvaliteten af ​​god og dårlig, rå 4K HDR, effekten og SDR og SDR kan ikke trække hullet, og endda nogle er ikke så gode som SDR, den samme film 4K SDR fra 4K HDR-kilden.

I forhold til den samme film, er 4K SDR-effekten svær at overgå HDR-versionen, men dette er baseret på selve filmen, til afspilning af deres respektive udstyr vil have deres eget. Men når det kommer til at spille det på dine egne enheder, vil du have din egen virkelighed. Når dine egne enheder ikke kan understøtte eller vise 4K HDR af en film godt, så prøv dens 4K SDR-version, og du kan blive forbløffende resultatet.

Hvordan realiserer man HDR-skærm?

Der er fem dimensioner af billedet, der skal forbedres for at opnå en standard HDR-skærm: luminans dynamisk område, gråtoner, farveskala, opløsning og billedhastighed.

Frame rate

Når du afspiller nogle hurtige dynamiske billeder, vil billedhastigheden være for lav, hvilket vil føre til takkede dynamiske billeder, træk og andre visningsabnormiteter. LED-skærmen kan være så høj som 2880-7680HZ opdateringshastighed med front-end-afspilningsudstyret 60-120 billeder af skærmens input, for effektivt at løse problemet med højhastigheds-dynamiske billeder, der viser abnormiteter.

Gråskala

HDR-skærmstandarder kræver en videofarvedybde på 10 bit. Sammenlignet med den konventionelle videofarvedybde på 8-bit krav, blev gråniveauet udvidet med 4 gange. For at opnå HDR-skærmeffekten skal du specifikt tilpasse videokilden og afspilningsudstyret til at understøtte HDR-tilstand, LED-skærmen kan være så høj som 18Bit gråskala.

Luminans dynamisk område

HDR-skærm kræver et højere dynamisk lysstyrkeområde, konventionelle LCD eller andre skærme har kun et lysstyrkeområde på 40-400nit lysstyrke, mens LED-skærmen kan nå et lysstyrkeområde på 0.5-1200nit lysstyrke. Sammenlignet med andre skærme er LED-skærmens lysstyrke dynamiske forhold større, mere i overensstemmelse med kravene til HDR-skærm.

4K Resolution

HDR-videokildeformatet er 3840*2160 4K-opløsning, LED-skærm har ubegrænset kombination, frie splejsningsegenskaber, kan nemt splejses til 4K, 8K-opløsningsniveaudisplay.

farveskala

Konventionel skærm SDR-tilstand farveskalakrav for RC.709, HDR farveskala for BT.2020 farvegengivelsesindeks er væsentligt bedre end RC.709, LED display farveskala er tættere på kravene i BT.2020, som er langt væk fra eksotisk skønhed af den maksimale grad af genopretning til skærmen foran den ser dig.

Hvad er HDR 10?

HDR 10 er en specifikation, der blev offentliggjort af CEA (Consumer Electronics Association) i 2015, herunder flere nøglepunkter: understøttelse af farveprøvetagning for 4:2:0, understøttelse af farvedybde for 10 bit, understøttelse af farveskala for BT.2020, og vigtigst af alt , "evnen til at bære HDR-information (SMPTE ST 2086 Luminance Curve) i Metadata (efterbehandlingsinformation)". Derudover kan de vigtigste "billedmetadata bære HDR-information (SMPTE ST 2086 luminanskurve), hvor det maksimale indholdslysniveau (MaxCLL) er 1000 nits."

Hvad er bedre, HDR10 eller HDR400?

HDR10 og HDR400, HDR500, HDR600, HDR1000 osv. Det virker ens begreber, alle med et tal efter HDR, men den faktiske betydning er vidt forskellig.

HDR10 er et af de mest almindeligt og udbredte HDR-formater, og henviser til protokollen og standarden for transmission af HDR-indhold mellem grafikkortet og skærmen, som er en åben standard, der ikke kræver betaling af nogen form for copyright- eller certificeringsgebyrer.

HDR400, HDR500, HDR600, HDR1000, HDR1400 er VESA's Display HDR-klassifikationer. Display HDR er en standard til måling af HDR-effekten af ​​en skærm, som er baseret på understøttelse af HDR10.

Den er opdelt i klasser efter skærmens lysstyrke, farveskala, farvedybde, dæmpningstype, sortniveau osv. HDR400, kræver kun en skærm med maksimal lysstyrke på ikke mindre end 400nit, native 8bit farvedybde, 95% RGB farveskala , og global dæmpning.

* Global dæmpning (Global dæmpning): Der er kun én baggrundsbelysningspartition på skærmen, og den kan kun justeres ensartet over hele skærmen. Enten er hele skærmen lysere, eller hele skærmen er mørkere.

* Regional dæmpning (lokal dæmpning): Skærmens baggrundsbelysning er opdelt i flere områder, hvor hver region kan justere lysstyrken uafhængigt.

HDR500 og derover, certificeringskravene er blevet kvalitativt forbedret: områdedæmpning, 10bit farvedybde, 90% DCI-P3 farveskala osv., hvoraf den vigtigste er områdedæmpningen, kan i høj grad forbedre kontrasten og det dynamiske område, til opnå en ægte HDR-oplevelse, 10bit farvedybde og P3 bred farveskala på samme tid kan også give en bedre følelse af farveopfattelse.

	Minimum peak luminans (cd/m²)	Farveområde (farveskala)	Typisk lysdæmpningsteknologi	Maksimal sortniveau-luminans (cd/m²)	Maksimal forsinkelse for justering af baggrundslys (antal videorammer)
DisplayHDR 400	400	sRGB	Skærmniveau	0.4	8
DisplayHDR 500	500	WCG*	Zone-niveau	0.1	8
DisplayHDR 600	600	WCG*	Zone-niveau	0.1	8
DisplayHDR 1000	1000	WCG*	Zone-niveau	0.05	8
DisplayHDR 1400	1400	WCG*	Zone-niveau	0.02	8
DisplayHDR True Black 400	400	WCG*	Pixel-niveau	0.0005	2
DisplayHDR True Black 500	500	WCG*	Pixel-niveau	0.0005	2
DisplayHDR True Black 600	600	WCG*	Pixel-niveau	0.0005	2

*WCG: Bred farveskala

Ofte stillede spørgsmål:

Understøtter HDMI 2.0a transmission af HDR-dataformat?

I selve transmissionsprocessen vil kildesiden identificere, om vaskesiden understøtter HDR-funktion gennem DDC-kanal. hvis det er understøttet, vil det transmittere metadatapakken, og synkesiden justerer skærmparametrene i henhold til den erhvervede metadatapakke for at realisere HDR-effekten. Du kan henvise til CTA-861-G-specifikationen.

Byte#	7	6	5	4	3	2	1	0
1	Tagkode (0x07)			Længde af følgende datablok = n bytes
2	Udvidet tagkode (0x06)
3	F37=0	F36=0	ET_5	ET_4	ET_3	ET_2	ET_1	ET_0
4	SM_7	SM_6	SM_5	SM_4	SM_3	SM_2	SM_1	SM_0
5	Ønsket indhold Max Luminansdata (8 bit)
6	Ønsket indhold Maks. rammegennemsnit luminansdata (8 bit)
7	Ønsket indhold Min luminansdata (8 bit)

Hvad er forskellen mellem HDR10 og HDR400?

HDR10 og HDR400 kan ikke sammenlignes sammen. Hvorfor?

HDR10: Det er en standard for HDR, der ligner HDR10+, HLG, HDR Vivid, DOLBY VISION osv.
HDR400: Det er en certificering af skærmens HDR-visningseffekt [VESA DisplayHDR-certificering], der angiver niveauet af HDR-effekten på skærmen, svarende til HDR600, HDR1000 og så videre.

Derfor kan HDR400 kun måle det gode og det dårlige ved skærmen, men det kan HDR10 ikke. HDR10 kan kun vise, at skærmen understøtter HDR10 standardafkodning.