硬核科普｜一文分清HDR10/HDR10+/Dolby Vision_ZNDS问答

cannytjy

高动态范围（HDR-High Dynamic Range）有三种主要制式：HDR10，HDR10 +和杜比视觉（Dolby Vision），三种不同的HDR制式，每种制式都有自个的优势。购买具有HDR功能的新显示器的时候，如果要求不高，你不用担心它支持哪种格式，因为它们都可以通过兼容的显示器提供比普通显示器更好的视觉体验。如果你对视觉表现要求较高，纠结不知哪一款HDR制式更适合自个，以下则是有关三种不同的HDR的区别以及优劣处。阅读到最后，希望你能找到适合自个HDR制式。

HDR10-开放标准
HDR10+ -免版税标准
杜比视觉-版权标准

位深

HDR10 ·10bit
HDR10+ ·10bit
杜比视觉·12bit

位深度在计算机实际上是用每个像素需要的位深度来表示，显示器之所以能够显示颜色，是采用了一种称作“位（bit）”的记数单位来记录所表示颜色的数据。当这些数据按照一定的编排方式被记录在显示器中，就构成了一台数字图像。传统SDR（Soft Ddefinition Radio)制式通常以8bit为主，即显示颜色为1670万个单位。在HDR中，最基础的颜色位深为10bit，即拥有10.7亿个颜色单位。显示器位深度越高，显示的颜色细节就越多，图像也就越逼真，颜色过渡也就更自然。
三种不同的HDR制式，杜比视觉色深度达到了12bit，HDR10和HDR10+均为10bit，也有高达32bit的制式，不过几乎不在消费市场上流通。虽然杜比视觉色深度最高，但是先进市面上大多数的显示器最高只支持10bit，不过随着原材料的迭代，相信支持12bit的显示器也会很快投放于市场。
胜出者：杜比视觉
峰值亮度（Mastered控制范围）

HDR10 ·1K-4Kcd/m²
HDR10+ ·1K-4Kcd/m²
杜比视觉·标准4Kcd/m²，最高可达10Kcd/m²
cd/m²：坎德拉每平方米，指显示器每平方米单位发光强度（1尼特nit=1cd/m²）。

目前市场上大多数杜比视觉内容的主频亮度为4000cd/m²，HDR及HDR10+则根据厂商的不同，显示器主频亮度在1000-4000内徘徊。三种制式均可满足高达达10,000 cd /m²的图像要求，但是现今市面上还没有消费级显示器能达到这个水平，所以在这一点上，三者的区别并不是很大。
胜出者：杜比视觉
相较于其它两种制式，杜比视觉的制式更为统一规范，但是花费也稍高。HDR10/HDR10+也能达到4000cd/m²的标准，不过考虑到实际体验感，差距并不是很大。
色调映射

HDR10 ·PQ映射
HDR10+ · PQ映射
杜比视觉·杜比芯片+PQ映射

对于一幅图像来说，图像的动态范围是指图像最大亮度值比最小亮度的比值。而高动态图像，就是指动态范围大的图像。对于高动态图像而言，其位数往往高于8位（普通的灰度图像位数一般是8位），而显示器的灰度只有8位，所以必须对高动态图像的颜色进行变换，才能显示出来。另外高动态图像的灰度值分布的很不均匀，只有少数的像素点较亮，所以如果直接对图像进行线性的归一化（把灰度最大值映射为255，最小值映射为0）再显示。色调映射（tone mapping）就是为了解决这个问题而生。
如果有一台最大亮度为1400 cd /m²的显示器，那么它如何处理高达4000 cd /m²影片中的高光？也就是当显示器峰值亮度较低，如何处理拥有更高峰值亮度的显示内容？

传统的方法是裁剪，如显示器峰值亮度最高只有1400尼特，影像内容最高峰值亮度为4000尼特，那么显示器就会自动裁剪掉高于1400尼特的亮度，这意味着在高光处将看不到任何细节，并且在该区域中颜色过渡的极为模糊。
另一种方法就是色调映射。在1400尼特的显示器上，从1400尼特到4000尼特的高光会重新映射到1400尼特以下。虽然在1000尼特以下高光处颜色会有一些暗淡，但与高亮显示相比，通过色调映射处理的方法，影像在高光部分要能显示出更多的细节。
在支持杜比视觉制式的显示器中，一般都会配备专有的杜比芯片，该芯片可通过显示器的峰值亮度值来应用色调映射值。也有部分厂家通过杜比的授权以软件来实现这类功能。至于HDR10/HDR10+则因制造商而异，所以也就导致了技术规范的参差不齐。
胜出者：杜比视觉
元数据

元数据是指“中介数据”或者是“数据包”，也可以理解为“数据目录”，通常一台元数据记录着特定的多个数据信息。而一部影片或一帧图像里面就包含了多个元数据信息。三种HDR制式在元数据的集合与处理技术是不同的，HDR10只要求提供静态元数据，只需要获取影像最高峰值亮度来确定整个影像的动态范围。杜比视觉和HDR10+则采用获取动态元数据，这能使中央处理器能够在逐帧或某一段影像场景应用色调映射。
胜出者：杜比视觉和HDR10+，可应用不同光线场景影像
应用

电视机

三种不同的HDR制式随着电视机显示技术的迭代以及消费者品质需求的提高，大多数高档电视机支持除HDR10外，同时还支持杜比视觉或HDR10+。如电视机本身不含有杜比芯片，那么即使使用外部信号源也不会有效果。一些大牌子如索尼、LG、海信和TCL的大多数型号的电视机都支持HDR10和杜比视觉。由于技术自由化，三星选择在HDR10+上进行大力投资研发，旗下牌子电视机或手机均不支持杜比视觉。也有一些极端牌子电视机同时支持三种不同制式的HDR，如松下。
手机

尽管支持HDR的手机非常稀少，不过一般主流牌子手机都会支持一台或两个HDR制式，自iPhone8起，Apple就已经支持杜比视觉，但只有Iphone X、XS、XSMax以及最新的11pro才具有真正的HDR屏幕。
游戏

HDR诞生的初衷是为了让坐在电视机机前的观众能获得更好的观看体验，但随着视频游戏的发展，一些高质量游戏主机均支持HDR10，如PS4/PS4 Pro/ Xbox One，Xbox One和索尼新一代游戏主机PS5均支持杜比视觉。而使用在游戏主机上的杜比视觉制式和普通制式有所差别，其运用了低延迟的技术从而使得在开启HDR的过程中不会额外增加的游戏的延迟。
获胜者：HDR10
总结
通过以上参数分析及应用情况，杜比视觉制式无疑是追求超高视觉体验用户的首选，不过考虑到一分钱一分货，具有杜比视觉制式的显示器价格也会较高。从应用角度上来看，杜比视觉以支持高端电视机/影院等为主，要想体验到与另外两种制式的差异，对外部条件要求较高，通常在家用电视机上，杜比视觉才会发挥其更好的效果。而在日常场景使用里，如使用的显示器较为普通，三种制式视觉体验感相差无几。
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文：柯林果

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很有用，谢谢分享

杜比？？！！这玩意现在不是标配？？

你说的是杜比音效吧，这个不一样[小情绪]

双杜比呀，老弟，虽然国内用处不大

游戏里面有HDR10 PQ 和HDR10 scRGB这两者有什么区别？文中只讲了PQ的那个。

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