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LED显示,迎来HDR时代!

字体变大  字体变小 发布日期:2019-05-20  浏览次数:2075
核心提示: 众所周知,LED显示屏发展的过程经历了单双色到全彩,而后走向2K、4K、甚至更高的8K迈进,LED显示屏画质的提升,大家都有目共睹
  众所周知,LED显示屏发展的过程经历了单双色到全彩,而后走向2K、4K、甚至更高的8K迈进,LED显示屏画质的提升,大家都有目共睹,那么HDR究竟又是何方神圣?对提升LED显示屏的画质又有怎样的影响?以下内容就为我们揭开了HDR的神秘面纱。

1什么是HDR呢?

HDR全称是High-Dynamic Range,即高动态范围图像技术。这项技术至早应用于摄影,在拍照过程中开启HDR,可以让原先的暗场景变得更明亮更通透。现在,HDR技术已经应用在了家电、智能终端等各个方面。现在,LED显示领域也迎来了HDR时代!

2HDR能带来什么?

拿电视举个例子。传统电视所能展现的亮度范围极为有限,与人眼所能感知的范围相差甚远。其原因是传统电视在画面明亮处的亮度提不上去,暗处暗不下来。这导致了人眼最终所感知到的画面层次感较差,大量细节丢失。

HDR超画质显示技术能完美的解决此问题。HDR相对于目前市面上主流的SDR 1080P显示技术,具有更高的像素带载:3840×2160;更宽的色域范围:BT2020。同一幅画面能够显示更多的颜色信息,更多图像的细节纹路。同时加上更加先进的电光转换技术,全方位提升了图画的明暗对比度,让一幅画面全方位展现出最真实的样子。

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  图片来源:诺瓦

从上图可以看出,右边的HDR图像显示了更多的亮部和暗部细节。人眼看起来,画面更加饱满,颜色过渡更加平滑。

画质提升的5个维度

作为图像处理行业的先领者,SONY公布了超高清画质的标准,包含了5个维度的提升:分辨率、色深、色域、对比度与帧率。

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  图片来源:诺瓦

超高清蓝光标准要求分辨率为4K,色深为10bit,色域为BT.2020,对比度即是对HDR的要求,帧率为60fps。

下面专门讲讲最难理解的色深与色域:

超高清蓝光标准中规定色深为10bit,即能够显示10.7亿种颜色。

RGB中每一个颜色有2的10次方,也就是1024个等级。RGB三色则共有超10.7亿 (1024×1024×1024)种色彩搭配。

而普通蓝光标准SDR支持的是8bit色深, 只有1677万种颜色,差距悬殊。也就是说,通过10bit输出,颜色更加丰富饱满,同时色阶过渡也会比8bit的更加流畅。

色深相对应的另一个概念叫色域。前者表示所能显示颜色的数量,后者表示所能显示颜色的范围。

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  人眼、HDR、SDR的颜色范围对比(图片来源:诺瓦)

目前民用 LCD/OLED 屏幕所覆盖的显示色域大概是 BT.709,约等于手机厂商宣传的 95% NTSC色域(72%NTSC = 100% sRGB)。近两年有不少手机和笔记本电脑开始支DCI-P3色域,而HDR的色域标准是BT.2020。

BT.709和BT.2020的颜色还原范围如下图。HDR标准的BT.2020色域要远超过现有的SDR色域,能够显示更加丰富的颜色范围,对于整个影像在色彩层次与过渡方面的增强起到了关键作用。

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  图片来源:诺瓦

在现在已经发布的HDR标准中,均对色彩深度和色彩空间作出了相应的规定。这些参数的全面提升,带来了“更好的像素”显示。

3.HDR行业标准有哪些?

HDR10是目前至普遍的HDR标准,是超高清蓝光规格的强制格式。绝大多数HDR显示设备所支持的HDR标准都是指HDR10。

HDR10于2015年8月27日由美国消费者科技协会公布,迄今为止得到了戴尔、LG三星、夏普、索尼和Vizio等监控和电视制造商的支持和认可。索尼的PS4和X Box One S游戏主机均已支持HDR10标准。

HDR10标准对图像还原能力规定了一系列条件,其中就包括我们前面提到的10Bit色深和BT.2020色彩空间。另外显示屏亮度至少在1000尼特以上,只有满足这些条件,才能宣称自己是HDR10。

  HLG是由英国BBC广播公司与日本放送协会NHK共同开发的“数位节目放送”HDR标准,全名为Hybrid Log-Gamma(混合对数伽码),于2015年5月推出。

4.HDR对显示屏的要求是什么?

显示屏的峰值亮度≥1000 nits

显示屏的至低亮度≤0.05 nits

覆盖90%以上的DCI-P3色域空间

高亮度所带来的效果不仅仅只是“晃眼”,还能够带来更加丰富的色彩。

理解显示效果,我们要把所有量化的概念立体化。亮度与色彩之间同样能够产生化学反应。举个例子,真实世界的烟花、火光中心都是有颜色的,但是如果用亮度范围较低的显示设备来再现场景的话, 烟花与火光中心处的颜色可能就无法表达出来,只会是一片惨白。这是因为每一个亮度层次里都包含了不同的色彩。

高亮度只是亮度动态范围的一个象限,另一个是极低的亮度,能够呈现出更加深邃的黑色。这种极高和极低的亮度之间还要有很好的等级控制,这样才是实现HDR技术的基础条件。有了这种极限的亮暗和等级控制,就能 将极限亮度下的色彩表达的更加精准。能包容的亮度范围越大,亮度的层次也会越多,同样的色彩、灰度这些信息也会更加丰富。

而LED具有LCD所不能比拟的高亮度范围优势。在色域范围上,LED也广于LCD。过去制约LED行业HDR技术应用的最大瓶颈是没有能够处理HDR动态范围的处理系统。现在已研制出处理HDR源的控制系统,完美解决了HDR在LED领域应用问题。

LED显示屏行业内出现的第一块支持HDR的显示屏,恐怕非三星2017年推出的全球首块LED电影屏。该LED电影屏安装在韩国乐天电影世界大厦,长10.3米,作为第一款配备HDR高动态范围图像技术的LED电影屏,屏幕上所显示画面的峰值亮度水平大约是标准电影放映机的10倍(146fL:14fL),亮度的一致性有所提升,并且没有光学失真和光波干扰。通俗地讲,就是提高了视频中的色度对比,让白色变得更白,黑色变得更黑,观众观影,会能一种身临其境的感觉。

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身临其境,正是各种显示技术的追求目标。该LED电影屏一经面世,便给我们中国LED显示屏行业极大的震撼。其影响力之大,必将是深远的。其中显而易见的是,HDR技术在LED显示屏上的应用,必将极大地扩大LED显示屏的应用市场。

当前我们LED显示屏正向着高清显示发展,随着小间距间点距的不断缩小、COB/Mini LED,以及未来Micro LED发展,这些进步都会促进LED显示屏画质提升,但是,能够实现“所见即所得”的,目前非HDR技术莫属。一直以来中国LED显示屏企业想要进入巨量的影院市场,但都未能如愿以偿。国际显示巨头三星捷足先登,除了给我们以强烈的震撼,让我们看到了其中的差距,同时也让我们感受到了巨大的危机感。

据悉三星的目标是到2020年底,将在包括美国、中国、欧洲、东南亚等地在内,数量占据全世界10%的影院中安装LED屏幕。相当于全球拥有2万个显示屏。虽说中国LED显示屏如今还占据着全球绝大部分的市场份额,但影院市场这块巨大的蛋糕,对中国LED显示屏企业的重要性不言而喻。倘若错过这个市场的发展机遇,对中国LED显示屏企业来说,将会是巨大的损失.HDR无疑是中国LED显示屏突破现状,缩小差距,追赶国际顶流显示水平的重要技术。赢得未来的竞争,继续扩大我们的应用市场。

 
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