[分享] 如何让4K显示器真正支持HDR效果?

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 楼主| 发表于 2021-3-22 18:46:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
4K家园:
如何让4K显示器真正支持HDR效果?-1.jpg


当被问及最近在显示制造业的一个紧迫问题,资深广播业分析师、指出:那就是最有效、无缝地把高动态范围功能集成到下一代消费类显示器的挑战。行业整体趋势依旧坚定不移地逐步淘汰大屏幕高清电视,并以超高清(3840×2160)电视取代它们。

但是,这种正在进行的转型仍处于初期阶段,这意味着出于各种原因,一些图像显示改善功能当前还不可用,难以理解,或无法在第一代的大屏幕UHD电视实现最有效的形式。这些改进都没有行业近期投身于高动态范围(HDR)更为重要。

因此,你可能会想在购买超高清电视之前思考再三,要确保它真正支持HDR。

现在有多少人有一台4K电视,并且使用了大约一年或两年?不论如何,明年他们将得购买一台新的,因为他们当前的电视可能不支持高动态范围,除非他们设法购买的少数液晶电视具备量子点背光源。

接下来的问题,有多少人正在考虑购买一台4K电视?我们建议他们要再等一年。到那时,我期待许多HDR问题都以基本解决,例如显示接口的兼容性问题,元数据的问题等等,那时他们可以得到一台可靠的超高清UHD电视。但是,如果你现在购买,我不太确定它可以显示HDR内容。

首先,电视必须使用背光系统,该系统能够再现高动态范围的信号。其次,电视的显示界面——最有可能是HDMI——必须支持HDR元数据[HDMI 2.0a版]。这意味着,当CTA-861.3 HDR元数据扩展出现在HDMI流中,无论来自何种内容源,传递到电视,那么电视将进行自我配置以再现HDR视频。

目前,只有两个HDR格式可供消费类显示器使用,第一代HDR电视不一定可靠。第一种格式HDR10,由超蓝光光盘和UHD联盟支持,但目前仅限于10位颜色深度和仅支持静态HDR元数据。第二种格式杜比视觉,使用12位色彩深度控制内容,支持动态的元数据,并有一系列其他功能,吸引许多领先的显示器厂商,但它需要杜比视觉软件内置于显示器。

但是这个问题并不都是把所有的未来内容编入杜比视觉。还有其他提议的HDR系统——来自Technicolor双HDR/SDR单个传输流的提案,结合Phillips类似的想法合。三星展示了其对色调映射方法的动态元数据提案,称为“基于场景的色彩映射”,以允许通过更有限的动态范围功能,在显示器上再现创新的HDR内容,三星公司把这一方案提交给SMPTE[工作组ST-2094],申请成为HDR标准。

然后,有NHK和BBC的混合日志伽玛提案[给国际电联],这是非常适合于带宽有限输送的一个开放系统,并且旨在成为通过广播电波传送HDR的方式。理想情况下,我希望我的新的超高清电视首先显示HDR,第二,我想它支持所有这些HDR格式。

所有这一切都导致了这样一个问题:在下一代UHD消费类显示器可以支持开始出现的任何高动态范围之前,剩余需要解决的主要问题是什么?至于普特曼前面提到,并在他的NAB演示中解释,它涉及向更快的显示接口的过渡。

从长远来看,HDMI接口技术对于HDR“还真是速度不够快”。因此,行业应该考虑过渡到DisplayPort™和superMHL™的替代技术。

HDMI 2.0有每秒18GB的最大时钟速率,这速度足以在60赫兹使用4:4:4 RGB彩色分辨率以8位色彩深度传输4K超高清信号。它也可以处理从10位4K信号,但只是4:2:0颜色。所以,60Hz的4K视频内容引发这样一个潜在的问题——来自计算机或计算机类的媒体播放器,以RGB信号格式——如果以10比特编码这个信号,该信号无法啊通过HDMI 2.0连接。

因此,当前的问题是,因为我们不知道将来内容如何进入电视——如果我是一个玩家,我想查看我挑战电脑游戏的4K视频,会怎么样呢?或者,如果我有一个未来的媒体设备,它以4:4:4的格式传输,我想要做到真正的10位,RGB呢?这对于HDMI太快了——不能传递信号。

这是一个“大问题”,将只成倍增长,因为更高端的4K内容和游戏应用的产生,可供消费者使用家用显示器进行查看和进行互动。

当前版本的DisplayPort [v. 1.2]是在每秒21.6 Gb时速度更快,并且可以在60赫兹,以4:4:4的RGB,10位色彩来传递4K。所以,这应该是传递UHD内容的任何界面的最低要求。虽然HDMI 2.0可以在24赫兹和30赫兹传递10位UHD 4:4:4的视频内容,在60Hz则无法正常工作。色彩分辨率降低到4:2:0是实现60赫兹正常运行的唯一途径。 4:2:0的色彩是我们目前使用的相同分辨率,利用广播,有线电视,卫星电视,DVD,蓝光和视频流传递8位颜色。10位UHD内容最起码应该在4:2:2的色彩格式中传递。

因此,我们应该转移到现有的替代品,而不是不断地等着HDMI的更新。超高清电视制造商都尚未采用superMHL,第一代消费者UHD电视机利用DisplayPort也是有限的。

superMHL技术是由HDMI背后拥有知识产权和专利的同一母公司所有,它解决了可兼容HDR的显示器HDMI的问题。目前,它是最快的接口,但没有人使用它用于电视。一年前有人告诉我们,他们希望设计能在去年前胜出,但并没有。每个人现在似乎都继续支持HDMI。

其他的竞争者,DisplayPort,通常被认为是一个计算机接口。我们现在有1.4版本的DP,它支持显示流压缩(DSC,低延迟的光压缩系统,用于信号与显示器的接口,也由superMHL™支持),有前向纠错,不像HDMI。

事实上,通过DisplayPort 1.4或 superMHL接口,你可能只需要2:1或3:1的压缩获得一个8K信号。最近我见过的所有8K显示器演示要么使用DisplayPort或superMHL,使用显示流压缩。DisplayPort不需要许可——VESA(视频电子标准协会)继续提供它免费的版权。

奇怪的是,DisplayPort的当前版本的(1.2)近几年来一直可用,比HDMI 2.0速度更快,因为它可以连接10位RGB 60赫兹,超高清。我知道有几个厂商都将其添加到他们的电视中,并称之未计算机连接或类似的东西。

但在我看来,下一代电视的关键就是我们希望它是在当前版本电视的显著改善,提供1080p分辨率,具有60 Hz的最大帧速率,能够显示色深,但并不能够显示真正的高动态范围。

因此,当我们升级到超高清UHD,我的感觉是,我们应该抛弃所有这样的想法,即电视都是向后兼容的概念。每一个我们需要提升技术时,将回到从黑白色到彩色的问题,我们必须向后兼容。

我们加快升级到高清HD,但保持隔行扫描的视频格式和基本相同的颜色空间。但是现在,我们有机会采取基于超高清的新电视系统,并且,我们将添加动态范围——这绝对不是向后兼容——和更广泛的色域,并最终是更高的帧速率。这意味着我们应该采用新的显示界面。

这就是超高清系统的美妙之处,它可以给我们带来比以往更好的视觉体验。那么,除了60赫兹,10位,4:2:0颜色,为什么使用接口[HDMI]不足够快呢?这是我的看法,没有理由召集大家谈论HDMI 3.0——这些其他接口已经有所需的速度。

这一转变意味着随着UHD时代的发展,在他看来,8位色彩将不可避免地遭受淘汰。事实上,过去的一年这方面已经取得进展。

长期以来,平板显示器只有8位寻址,所以这哪些内容传入并没有多大影响。10位内容为量化为8位,并根据面板,它有时看上去真的很好。不过,原生8位内容[在现代UHDTV]可以显示色彩轮廓和图像伪影——不应该有任何有限渐变的颜色。

10位色彩摆脱了这一点,现在,我们终于有来自亚洲工厂的10位寻址显示板进入市场。我认为,很快所有的面板进入4K电视都将是10位寻址——我知道来自许多主要制造商。这意味着10位内容进入显示器——即便最初的内容是每个颜色12位甚至16位,然后再量化到10位——看起来的效果也会不错。

这对于60赫兹或59.94帧/秒的实时视频UHD传输非常重要,因为我们基本上是从隔行扫描视频转移。我们最终将进入所有渐进式视频,以59.94帧/秒或60赫兹逐行扫描,10位色彩,可以是4:2:2格式,而不是4:2:0。

综上所述,在我看来,8位色彩将淘汰。我们没有理由把这放入这些显示器了。

这个目标美中不足的是无线传播的内容,其中由于带宽限制,内容可能会继续在4:2:0、8比特彩色格式进行转播。这可以归结为传输的需求,因为如果你要用H.264压缩编码4K,比特率将是相当高的。

但NAB有很多的演示,编码和解码的H.265 [HEVC]编码器价格都相对合理。H.265可以编码超高清的2160P,60赫兹,从演示中可以看出,数据传输率可低至15至16兆位/秒。事实上,在16兆位/秒,编码BT.2020 10位色彩的2160P HDR内容,其视觉效果是很不错的。

您可以给家庭提供UHD,你可以用HDR内容去实现,这些演示表明你可以在大约16兆位/秒传输。即使它需要更快速的连接,像20到30兆位/秒,对于今天的宽带连接是很正常的。

所以,我觉得UHD与所有这些增强功能,以及10位色彩的关键是取决于采用H.265进行编码和解码。我们拥有原生10位面板,如果我们需要更改[远离HDMI],我们将有足够快的接口,所以我们真的只需要做到这一点,摆脱8位色彩格式。
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发表于 2021-3-22 19:32:39 | 显示全部楼层
大人,此事必有蹊跷!
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发表于 2021-3-23 02:39:12 | 显示全部楼层
高手云集 果断围观
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发表于 2021-3-23 09:25:47 | 显示全部楼层
前排,哇咔咔
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发表于 2021-3-23 10:45:29 | 显示全部楼层
众里寻他千百度,蓦然回首在这里!
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发表于 2021-3-27 14:09:38 | 显示全部楼层
我也是坐沙发的
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