[分享] 没想到吧,HDMI 2.1a标准就要来了(下)

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 楼主| 发表于 2022-4-3 22:43:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
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回顾HDMI 2.1技术规范之更加重视高帧率
随着传输带宽的大幅度提升,HDMI 2.1技术规范让我们看到了高帧率的重要性。长久以来,我们在帧率方面的关注点都会放在电影方面,很长的一段时间都只是延用古老的24p的帧率,画面的流畅性非常一般,特别是面对高速转换的镜头,很容易会出现卡顿的问题,不过也有导演或用户喜欢这样的显示效果,将其称为菲林感。而到了近年来,数字拍摄技术的飞跃,慢慢地我们看到了60p甚至120p制作的电影出现,目前4K UHD蓝光电影出现的最高帧率为4K/60p,例如李安执导的《比利林恩的中场战事》与《双子杀手》,画面流畅性相信给不少影音爱好者留下了深刻的印象。因此,帧率是衡量画面优异程度的其中一个关键指标,只是在电影领域,我们都忽略了这一点。但是在电竞游戏显示领域,高帧率或显示设备的高刷新率很早就获得了高度重视,现在不少电竞显示器不仅仅是120Hz的刷新率,更是高达144Hz、165Hz甚至是240Hz、300Hz,而且刷新率也并非固定不变,还会随着游戏场景的变化而高低起伏。HDMI 2.1技术规范最高可以支持4K/120p与8K/60p的高帧率,并且也能够支持VRR可变刷新频率。

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回顾HDMI 2.1技术规范之支持动态HDR技术
除了高帧率与高刷新之外,HDMI 2.1还特别加强了对动态HDR技术的支持。目前主流的HDR技术主要分为两大类,一是属于静态HDR技术的HDR10,一是采用元数据的动态HDR技术的Dolby Vision、HDR10+。HDR10与Dolby Vision已经成为了现阶段国内外视频流媒体平台与UHD 4K超高清蓝光的主流HDR技术规格,只是目前家庭影院投影机仅仅支持HDR10,还不能支持Dolby Vision,如果想要感受Dolby Vision的优势,就需要通过激光电视和平板电视来实现了。HDR高动态范围的好处是扩大了整个画面的明暗对比,使得画面中的黑色更深沉,高光更具能量感,从而让整个画面的细节更为丰富,高光部分的色彩更加接近于我们所看到的实际色彩亮度。动态HDR技术的优势,在于其动态范围优化的方式从整部电影,调整为每个场景或每一帧的画面,也就是说对于画面动态范围的处理更为细致,所得到的每一帧画面的明暗对比更为强烈,更能突显HDR高动态范围的优势。对于未来的8K超高清显示必然会结合更为出众的动态HDR技术。这也是HDMI 2.1标准所具备的另外一个重要特点。

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回顾HDMI 2.1技术规范之对游戏方面的优化功能
除了上面所提到的主要技术特点之外,HDMI 2.1也开始强化了在电竞游戏方面的功能,以增加对DisplayPort的竞争力。其中包括了前面所提到的VRR可变刷新频率功能。另外还包括了QMS快速媒体切换功能可以瞬间切换显示内容的分辨率或帧率,而不会有任何显示中断,换句话来说就是彻底解决了我们在切换不同信号源令人讨厌的黑屏等待的问题,实现快速的节目源切换的问题。这个也是HDMI 2.1标准中其中一个最为实用的功能。

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222QFT快速帧传输功能也是一个减少游戏和交互式虚拟现实显示的延迟问题的实用性功能。ALLM自动低延迟模式可以为各种不同的娱乐应用显示的时候,自动设置理想的延迟设置,同时不会干扰观看与交互性应用,主要也是为游戏与VR显示而设的功能。
HDMI 2.1实际上并没有触碰HDR高动态范围的关键点
前面我们回顾了HDMI 2.1的主要技术功能,可以清楚地看到HDMI 2.1属于HDMI技术规范的大幅度升级版本。2021年,我们看到了越来越多的家用显示设备开始采用HDMI 2.1版本的传输接口,以更好地与PS5、XSX这类具备了HDMI 2.1输出接口的游戏主机或PC电脑相匹配,只是需要特别留意的一点,并不是所有采用HDMI 2.1接口的显示设备都能实现8K超高清显示,不少4K显示设备也采用了HDMI 2.1接口,但往往目的是为了与PS5、XSX有更好地兼容性,支持HDMI 2.1关于游戏优化方面的众多技术特点,以提升在游戏方面的流畅体验。总的来看,HDMI 2.1其实关注点并不在HDR高动态范围之上,实际上早期的HDMI 2.0b版本就已经能够支持动态HDR技术了,HDMI 2.1只是在这个基础上特别强调动态HDR技术的重要性,并没有深入地触碰用户在HDR高动态范围电影观看与游戏体验方面的痛点,也就是下面所要提到的Tone Mapping色调匹配问题。

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HDR会存在节目源与显示设备方面的色调匹配难题的原因
为什么HDR会存在节目源与显示设备方面的色调匹配难题?最主要的原因在于创作者在制作端所采用的亮度制作参数普遍高于现阶段消费领域的显示设备,尤其是亮度普遍偏低的家庭影院投影机,HDR节目源的制作亮度与投影机的显示亮度有着明显的差异性。目前,主流的电影后期制作室在制作HDR影片的时候,普遍都会采用1000nit甚至4000nit或以上的高亮度监视器,而制作出来的HDR影片的普遍峰值亮度都在1000nit以上,部分电影的内容最高亮度可达4000nit以上,最高甚至接近10000nit。但家庭影院投影机现阶段所能达到的亮度往往100-250nit之间,即使是亮度稍高的激光电视平均也在400nit左右,这就需要进行色调映射的处理,选择合适的亮度曲线“裁切点”,在亮度与画面细节之间取得平衡,以确保投影机呈现出充足的画面亮度的同时也不会丢失高光的细节层次。

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SBTM(Source-Based Tone Mapping)基于信号源的色调映射功能能够解决HDR显示中的痛点
但是需要留意的一点,并不是每一部HDR电影都采用相同的峰值亮度信息,如果显示设备对所有的HDR电影都采用相同的色调映射处理肯定是不行,我们就需要根据不同的HDR影片手动调整投影机HDR处理的等级。为此,一些显示设备品牌开始加入基于显示设备的自动色调映射处理,让显示设备自行判断每一部HDR影片的亮度信息,包括内容峰值亮度与平均帧峰值亮度,实现更好的HDR高动态范围显示。不过,想要所有的显示设备都具有自动色调映射处理功能,终究不是一个很好的办法。

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于是,HDMI 2.1a就带来了SBTM(Source-Based Tone Mapping)基于信号源的色调映射功能,让信号源设备来处理色调映射,不再需要依赖显示设备自身的处理,从而让每一台HDR高动态范围的显示设备都能显示出基于不同亮度制作的影片的高动态范围影像细节,而不再需要手动调整显示设备的HDR处理等级。SBTM功能还能实现在画中画、独立视频窗口等同时显示HDR、SDR视频或游戏画面。

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不过,想要充分发挥SBTM功能,显示设备需要支持动态HDR格式,如HDR10+与Dolby Vision这类本身就具备了每一帧或每一个场景亮度信息的HDR内容。如果仅仅支持HDR10这类静态HDR技术,即使通过SBTM功能实现信号源设备的色调映射处理,但依旧局限在整部HDR影片的亮度信息,并不能细致地处理影片中每一帧或每一个场景的画面亮度,还是有机会出现某些画面高光过曝或亮度不足的问题。不过,若是你所采用的家庭影院投影机、激光电视或平板电视能够支持Frame Adapt HDR逐帧适配HDR功能,让显示设备自动判别每一个帧画面或每一个场景画面的亮度信息并进行即时处理就另当别论了。
总结

最后,由于目前HDMI论坛暂时还没有透露更多关于HDMI 2.1a相关的技术信息,关于SBTM功能的细节技术参数还有待后续更新。不过,通过播放设备来解决节目源与显示设备的色调匹配难题确实是一种绝佳的解决方案,只要显示设备向信号源提供相关的显示亮度信息与色调匹配的参数,播放设备就能向显示设备输出经过色调映射的HDR高动态范围视频信号,从而极大程度低降低了不同HDR显示设备在处理HDR信号时的差异性,简化用户对于HDR高动态范围显示方面的调校,并能进一步推动HDR10+与Dolby Vision这类动态HDR技术规格的普及。只不过,从现阶段HDMI 2.1在市场中的普及速度以及影音市场各种不定因素,即使是只需要固件升级就能支持,想要全面普及HDMI 2.1a恐怕还要花上一段较长的时间。下一期,我们将会集中来讨论未来网络流媒体与UHD超高清蓝光可能会采用的8K视频压缩技术与相关的8K视频传输与分配技术,敬请留意。

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发表于 2022-4-4 00:42:32 | 显示全部楼层
不明白,为什么不用DP接囗呢?
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太好啦&萬分感謝版主的無私發佈分享%
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在撸一遍。。。
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什么东西啊
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发表于 2022-4-8 10:27:30 来自手机 | 显示全部楼层
垃圾内容,路过为证。
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