为什么你的HDR效果这么差，HDR到底有没有买的必要？

文丨你在你在平泽伟@bigfun社区

原文地址：[Hiraze Yui] 为什么你的显示器放HDR HDR效果不如SDR 黑黑

大家好，我是资源仓鼠Yui Hirasawa

HDR 是 high dynamic range image 的缩写，意思是用高亮度和高对比度来更真实地还原电影的色彩和细节，追求更真实的画面观感。

很认为HDR是近两年诞生的新技术，但其实这个技术早就提出了。早在2002年第13届欧洲图像渲染研讨会上，就有人提出了一种高动态对比度渲染的色调映射算法。随后，在2016年的CES展会上，索尼、三星、LG等各大电视厂商开始推广自家的HDR电视。这时，HDR显示产品开始进入消费者的视野。

两年后的 2018 年，VESA 推出的 DisplayHDR 标准开始在行业中使用。随着标准的发展和技术的升级，现在你会在任何电商平台搜索HDR显示产品以实惠的价格找到大量的HDR。

但这些 HDR 显示器是否能同样出色地显示 HDR 效果？

我最近发布了一个关于如何打开显示器 HDR 显示和观看 HDR 电影的教程。相信有朋友跟着教程，开启了HDR。第一次看到它，就像打开了一个新世界。一切都是那么生动和真实。但在新鲜的喜悦之后，越看显示器，就越觉得有什么地方不对劲。很在评论区留言说颜色偏暗，暗部细节丢失。这是HDR的正常现象吗？

某些显示器即使在 HDR 开启后的观感也不如 SDR。为什么？

今天的文章，从原理到结论。一篇文章告诉您为什么您的HDR效果如此差，以及是否有必要购买HDR。

先看几张对比图，对比后才知道差距和问题。

上面是HDR，下面是SDR。图片均来自手机屏幕。

从下面的对比中可以看出，虽然HDR版本的色彩对比度更高，动态范围更好，但要注意框圈的位置。

在SDR中，鱼缸头部的肩甲细节清晰可见，但在HDR中，鱼缸头部的肩甲细节变得很暗。想看肩甲的细节，眼睛要够近。

在这个比较中，HDR 颜色比 SDR 更像夜晚。但也要注意黄框圈出的两个地方。

HDR 照片左上角的窗口不再可见，虫子裤子的颜色也与夜色融为一体。

可能有人会说是片源问题。我将与其他电影来源进行比较。

本次对比使用的片源是SWTYBLZ压制的妇联3。除HDR和SDR内，HDR和SDR的亮度曲线几乎相同。

接近并达到了 100 多尼特的范围，这就是 HDR 显示范围。屏幕最高亮度被HDR拉到接近10000nit，整个屏幕最暗和最亮部分的亮度差也达到了9999.9nit。

这是明基官网的简化版。可以直观的看到HDR比SDR记录了更多的亮度和色彩信息。同时，HDR的观感更接近现实的观感。

不仅记录亮度信息的方式有差异，显示器读取亮度信息的方式也有差异。

虽然SDR图像亮度范围只有0.1-100nit，但显示器在读取亮度时会等比例放大亮度信息。

例如，在SDR亮度信息为5nit的图像中，将在500nit亮度屏幕上显示25nit亮度，并在1000nit亮度屏幕上显示50nit亮度。 SDR亮度信息为50nit的图像将在400nit亮度显示器上显示200nit，在200nit亮度显示器上显示100nit。

SDR 内容显示的亮度不取决于显示器的亮度，而是取决于图像亮度信息记录的亮度。屏幕越亮，显示的 SDR 内容就越亮。

如下图，虽然录影亮度只有100nit，但在显示器上显示为100% 400nit。

但是HDR和SDR可以说是完全对立的。 HDR的亮度显示效果完全取决于图像中记录的信息，这就是为什么在打开HDR功能后锁定和不受控制的显示亮度的原因。

那么问题来了，如何将 10000nit 的 HDR 图像压缩到亮度只有 400-600nit 的 HDR 显示器中。

答案很简单，经过压缩。

这里使用的术语称为：HDR图像色调映射算法或HDR图像亮度调光算法。简单来说，HDR的图像亮度是通过算法压缩的，这样在亮度不那么高的HDR显示器上还是能得到更好的显示效果。

同时，不同厂商使用的压缩算法略有不同，因此即使是相同的HDR视频在不同的显示器上也会呈现不同的效果。

从我画的两张显示对比图不难看出，在400nit亮度的显示中，100nit亮度只显示SDR图像中25nit亮度的内容，而在HDR模式下，显示为高-轻性能。暗部细节被压缩，100nit的亮度显示100nit的内容。结合最上面的APL图像，HDR和SDR都在正常的亮度范围内，图像亮度差异不大。

换句话说，为了获得高亮度性能，HDR将需要100-200nit亮度才能在正常SDR中显示的所有黑暗细节压缩到100nit以内。这也是为什么HDR的暗部细节在低亮度的显示中会如此差的原因，因为HDR为了高光表现，会压缩暗部细节的亮度。

但亮度对 HDR 的影响远不止暗部细节。如果你看我上面的对比图，你会发现屏幕的四个角比其他地方都亮。这是因为IPS屏幕的通病。由“漏光”引起。

因为相机算法会放大暗部的细节，所以人眼实际看到的漏光没有那么严重。

有没有发现四个角明显发白发亮。这是因为IPS本质上是TFT-LCD，所以和TFT一样，需要背光模组才能正常显示颜色和亮度。这种漏光效应本质上是背光模组照度不均造成的。

目前，有两种主要的背光类型。

一种是直下式背光，背光模组在屏幕后面。这种背光方式亮度均匀度高，不易出现大面积漏光，但造假成本高且厚。

所以现在的厂商大多使用第二种，也就是侧入式背光。测光背光将灯珠置于屏幕底部或顶部，然后通过导光板和置于屏幕液晶层后面的均光板实现屏幕背光。这种背光比直下式结构更划算、更薄。但缺点是液晶层与导光层接触不均匀导致的“漏光”问题。

但是如果你想看HDR，买直射背光，那一定对吧？

其实，直下式背光还有一个问题，渐晕。 HDR的高对比度会使得直射式背光屏幕在显示明亮的物体时会在物体的边缘出现一圈渐晕（类似于人们常说的拍照的佛光）。这种体验影响并不比漏光好。所以，正确的吃法是背光分区。此处不赘述，简单介绍一下。

分割背光可以简单的理解为将普通的直射背光分成几个小区域，每个区域的背光开关由程序单独控制，实现亮处亮暗处暗。例如，Apple 的 XDR 显示器有 576 个背光区域。

分区背光虽然解决了直下型渐晕和边缘型漏光两大问题，但分区背光各背光区域的响应速度和亮度均匀性也是困扰工程师很久的问题时间。

综上所述，没有完美的背光方案，任何背光方案都会有小瑕疵。但如果你想欣赏HDR电影，分区背光的显示设备显然是最好的选择。

但如果你想享受最好的 HDR，背光和亮度是不够的。

还有一个非常重要的因素，色域。

windows系统的默认色域也是SRGB，所以我们常用显示器的色域范围也是SRGB，也就是BT709色域。但是HDR电影使用的色域多为BT2020色域。 BT2020色域的色域体积约为BT709的3倍。

说白了就是BT2020色域比BT709色域显示更丰富的色彩。

BT709

BT2020

但请注意，我并不是说 BT709 色域监视器无法观看 HDR。我也在副标题中说它是最好的HDR。

目前来看，虽然BT2020的色域在HDR上比BT709好，但色彩更饱满。然而，目前市场上还没有家用设备能够实现100%BT2020色域覆盖。即便是索尼的85Z8H（也就是8万块电视）在开启色彩增强模式时也只能勉强覆盖100%的P3色域。

而且，目前电影行业和游戏行业使用的广色域是P3标准，所以想要看HDR电影的朋友不需要追求特别高的BT2020色域。购买 P3 色域电视和显示器可以带来良好的观看体验。

总的来说，HDR技术还处于不成熟的阶段，虽然有相关的认证和相关的片源和厂商的支持。但是，诸如色调映射之类的一些小细节仍然无法完美解决。

只是想玩HDR游戏的普通用户可以购买HDR400-600显示器。如果要观看HDR电影，建议购买具有分区背光和宽色域的大屏幕电视。

切记不要购买具有高 HDR 亮度的桌面显示器。在24-32的桌面尺寸下，如果人眼在正常观看距离下长时间看到600nit以上的亮度，可能会对眼睛造成不可逆的伤害。 （带有分区背光的除外，但不推荐）

那么这篇文章就结束了，这篇文章是我的一些个人经验分享，希望对你有帮助。

我是资源仓鼠 Yui Hirasawa，感谢您看到这里。

如果您有任何建议或意见，欢迎私信给我反馈。你的每一个建议都会让我变得更好。

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