HDR与SDR有什么区别,看视频时选择哪个画质好?

HDR与SDR有什么区别,看视频时选择哪个画质好?-语幕
视频网站多种画质选择

在购买电视、显示屏或者在网上观看电影电视剧的时候,通常会看到SDR或HDR,那到底什么是HDR,什么是SDR,它们之间有什么区别,应该选择哪种画质的视频观看体验更好呢?

HDR 高动态范围成像

HDR 含义

HDR 全称是 High-Dynamic Range(又可称为 HDRI),意思是高动态范围成像。在计算机图形学与电影摄影术中,是用来实现比普通数位图像技术更大曝光动态范围(即更大的明暗差别)的一组技术。高动态范围成像的目的就是要正确地表示真实世界中从太阳光直射到最暗的阴影这样大的范围亮度。与普通图像相比,HDR可以提供更多的色彩范围和图像细节,提高图像明暗对比度,所见即所得,极大还原真实环境,呈现极高的图像品质。

HDR 应用

高动态范围成像最初只用于纯粹由计算机生成的图像,应用在摄影领域,后来延伸到手机、电视、LED 显示屏等等显示领域。

在摄影时,曝光时间过短,明亮区域可以真实还原,但较暗区域就看不清细节;曝光时间过长,较暗区域可以真实还原,但明亮区域就变得一片白。为了解决这个问题,所以引出了 HDR 技术。简单来说,就是拍摄几张不同曝光时间的图片,然后再自动或手动合成一张图,这样就可以极大程度还原整体真实环境。

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同一幅图像的三种不同曝光合成 HDR 最终效果图(图源:维基百科,Uffizi图库)

如上三幅小图,中间的曝光是所期望的曝光,也最有可能是场景正常显示的效果。左侧较暗图像使用光圈4曝光,只能显示天空较亮云彩的一些细节。右侧较亮图像使用光圈3曝光,可以显示场景中较暗的部分。大图中便是合成为 HDR 的最终效果。

HDR 技术,既要有 HDR 内容,也要有支持 HDR 的播放显示设备。因此想要看 HDR 画质的视频,你的播放设备必须支持 HDR 画质才行。

拥有 HDR 的手机、电视、显示屏支持显示高动态的内容,提高亮度范围,呈现更细腻的画面细节。

HDR 标准

超高清电视论坛(Ultra HD Forum)也将 HDR 技术列为 UHD 电视标准需要支持的技术之一。目前,电视与移动端使用的 HDR 技术标准主要包括:Dolby Vision、HDR10、HDR10+以及 HLG(Hybrid Log-Gamma)。这些技术标准中定义了相比于传统标准动态范围图像(SDR)更大的亮度范围,更广的色域,更大的比特深度。

SDR 标准动态范围图像

SDR全称是 Standard Dynamic Range,意思是标准动态范围图像。也是传统的影视图像标准,在HDR技术普及之前,过去的1080P图像动态对比都是通过SDR技术呈现的,不过它的动态范围比人眼所能感受到的动态范围要小上很多。

SDR 与 HDR 区别

与 HDR 相比,SDR 图像不具有更全面的细节,不具备更宽的色彩范围。图像曝光过度,图像较亮部分的信息将丢失;同样,当图像曝光不足时,图像较暗部分的信息也会丢失。

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视频画面

HDR 技术的视频每一帧画面都有着不同的亮度、对比度,可以完美还原每帧画面的细节与明暗对比。而 SDR 技术的视频在画面上则相对较差,虽然在理论上可以手动调节画面饱和、对比度可以达到 HDR 相同的效果,但终究是理论,操作起来相当麻烦,多次的调校还容易造成画面失真。

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画面对比

视频明暗

HDR 和 SDR 的所呈现的画面明暗我们可以通过下图来对比,两者一对比可以发现,SDR 图像所呈现的大山较黑暗,其中光亮部的细节并不能表现出来;而从 HDR 图像中我们可以明显地看清楚森林环境背后大山与云朵相对暗部的画面,同时还能根据不同的亮度呈现不一样的亮度细节。

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明暗对比

视频细节

采用 HDR 技术的图像可以呈现画面明暗之间更多的细节,举个例子说明,播放相同的图像,在 SDR 下是在1到100之间用间距为1的点连接起来的曲线;在 HDR 下是在1到1000之间用间距远小于1的点连接起来的曲线。因此,采用 HDR 技术的画面自然可以更好地表现画面色彩饱和度和层次感。

谁更好

通过 HDR 和 SDR 两者的概念和效果对比,一眼就可以看出 HDR 更好一些,毕竟 HDR 技术是随着图像技术不断更新升级后出现的产物,而 SDR 可以说已经是传统技术了,自然比不上新出现的技术。

但当前发行的 4k HDR 视频良莠不齐质量有好有坏,粗制滥造的 4K HDR,效果和 SDR 拉不开差距,甚至有的还不如 SDR,同一部电影的 4K SDR 源自于 4K HDR 片源,就同一部电影而言,4K SDR 效果很难超越 HDR 版本,这是事实,但这是基于电影本身,到了大家各自的设备上播放时就会有各自的实际情况,当自己的设备不能很好支持或者展现一部电影的 4K HDR 时,试一下其 4K SDR 版本,效果可能会有惊喜。