二零一七年六月十九日
By 1月时特约编辑
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最黑的黑人:关于制作HDR要知道的十件事

高动态范围, 或HDR, 给视频制作者一个扩展的颜色和亮度范围来显示他们的视频. 从标准的角度来看，这是从矩形开始的旅程. 709视频到矩形. 2020年，正如你所看到的图1. 从亮度的角度来看，它是从300-500尼特到1000 - 4000尼特的旅程. 从市场营销的角度来看, 这是观众在屏幕上看到的最黑的黑人的承诺.

虽然从高清到4K的过渡很简单, 从标准动态范围(SDR)到HDR的转变更为深刻, 它需要许多新的工具和工作流程的变化. 在本文中, 我将列出关于HDR你需要知道的10件事，并向你介绍一些HDR制作人和技术人员, 以及这些生产商一路利用的技术.

1. 其实很简单.

HDR听起来很复杂，在技术层面上确实如此. 然而，抽象地说，它只涉及五个简单的概念.

第一个, 以获得HDR显示所需的扩展亮度和调色板, 你必须以10位或更高的格式捕获和维护视频. 其次，您需要对视频进行颜色分级，以充分使用扩展的调色板. 第三, 你必须选择并支持一种或多种HDR技术，以达到最广泛的观众数量. 第四, 对于其中的一些技术, 您需要通过生产工作流管理颜色和其他元数据，以优化端点上的显示. 最后, 尽管您将使用与以前相同的编解码器和自适应比特率(ABR)格式, 你必须更改一些编码设置，以确保与选定的HDR电视和其他设备兼容.

我并不想过分简化，你应该知道这一点 VIVE生活方式网络该公司在3月份的NAB展会上首次推出了HDR直播服务，并表示这花了“几个月的时间”&D”来完成其工作流程. 然而, 我们将在接下来的讨论中讨论这五个步骤, 这应该让你对制作和分发HDR视频时所面临的问题有一个高层次的概述.

图1. 矩形. 709 vs. 矩形. 2020 vs. P3色彩空间(来自Lars Borg的SMPTE题为SMPTE ST 2094和动态元数据的SMPTE演讲), 首席科学家, Adobe)

2. 说了这么多，你可能在短期内并不在乎.

嘿, 我很感谢你读这篇文章, 但除非你的目标客户有HDR显示器, 制作HDR内容是没有意义的. 今天, 而且是为了短期的未来, HDR显示器唯一集中的地方是客厅. 如果你正在制作优质内容, 您可能希望以hdr兼容的格式拍摄长尾内容, 但如果你主要面向电脑和移动设备发行, 要达到临界质量还需要几年的时间. 如果你不制作优质内容, 在你考虑进行普通的培训之前，还需要几年的时间, 新闻, 市场营销, 或其他HDR格式的企业视频.

另一方面, 如果你是一家瞄准OTT的付费发行商, 你应该很好地与HDR计划和工作流程. 根据IHS Markit的数据在美国，2016年HDR电视的出货量约为400万台，预计到2020年将达到3000万台. 因为HDR内容来自Netflix, VUDU, 以及大多数其他优质内容分销商, 它正在成为高端OTT的赌注.

3. 有两个基本问题.

首先，您的生产软件不足，至少在短期内是这样. 其次，您的显示硬件不足. 为什么? 因为前面讨论过的颜色和亮度的扩大. 多年来，我们一直在和矩形合作. 709色域如图1所示，是RGB光谱中最小的正方形. 我们用矩形拍摄、捕捉、编码和显示我们的视频. 709. 这是大多数windows显示器的色域, 2015年及之后的mac电脑扩展到数字电影(P3)格式, 即使这样，也比矩形代表的颜色少得多. 2020. 试图彩色级视频片段绑定为一个矩形. 在矩形中显示2020. 709甚至P3色彩空间就像试图用你看不见的颜色作画.

亮度也是如此，它是用尼特来测量的. SDR显示器和计算机显示器显示在300和500尼特之间, 而HDR显示目标1,000尼特或更高. 再一次。, 如果不使用显示准确预览的硬件和软件，你就无法调整最亮的亮度. 出于这些原因, 在工作流的某个点上, 你需要在显示的硬件和驱动显示的软件上对颜色和亮度进行分级.

不过，您不必从头开始. 现有工作流的许多硬件和软件组件将继续像以前一样工作. 例如, Adobe Premiere Pro目前还不能显示HDR(不过很快就会推出), 但可以通过hdr相关的元数据. 所以你仍然可以在Premiere Pro(或Final Cut Pro X)中编辑, 但是你可能需要一个色彩分级程序来优化视频中的色彩和对比度.

4. 你可以用你现有的相机(用于视频点播).

拍摄HDR格式的视频有两个必要条件. 第一个, 相机必须拍摄HDR视频, 也就是说动态范围在11到15档之间, 广色域, 4 k的决议, 最好是每秒60帧. 第二个, 它必须以原始或对数格式存储该信息，以保留传感器的完整动态范围. 这意味着许多老年人, 然而，高质量的数字电影摄像机, 比如Red One或Epic, 还能用来拍摄HDR来制作VOD吗.

例如，VIVE Networks正在使用Red Epic进行VOD制作. 我们稍后会讨论, 然而, VIVE不得不使用更新更贵的索尼HDC-4300来进行直播和直播到磁带制作.

5. 您需要选择一个或多个HDR标准.

作为内容制作人，你的工作就是让你的内容看起来尽可能好，并让它能够在尽可能多的终端上播放. 表1 介绍了HDR的三个最突出的选项以及它们的一些关键特性. 让我们找出这三个，然后深入研究表格.

hdr table1

表1. 比较前三名HDR技术

短暂的, 杜比视界是杜比公司开发的基于标准的系统, 谁的主要商业模式是电视机的授权收入, 移动, 还有其他玩家. 请注意，杜比视界显示硬件向后兼容HDR10, 所以每个启用杜比视界的设备都可以播放HDR10.

HDR10是一个由许多公司和行业组织支持的开放标准. 最后, 混合Log-Gamma (HLG)是由英国广播公司和日本国家广播公司NHK联合开发的, 它需要一种可以在HDR和SDR 4K电视机上显示的单一格式, 并且可以用于直播和传统的广播频道.

表1中的前四行涉及质量，从元数据开始. 在杜比视界和HDR10, 元数据包含颜色和亮度信息，以优化显示器上的图像. 与杜比, this 信息 is dynamically updated throughout the video; with HDR10 (but not HDR10+, 下面讨论), 这是静态, 整部电影只拍一次.

图2 说明了不同之处. 在左边，一个色调映射值应用于不同亮度的剪辑. 因此，两个最暗的片段对比度很差，尽管最亮的片段看起来很完美. 在右侧，应用多个色调映射值来匹配内容. 两个颜色较深的片段对比度要好得多, 当最亮的剪辑, 掌握与静态解相同的值, 看起来一样. 以这种方式, 动态色调映射, 通过动态元数据启用, 应该产生卓越的体验吗.

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图2. 静态vs. 动态色调映射(改编自Borg的演示)

如表所示，HLG不使用元数据. 相反，它部署了一个 混合动力 存储将SDR数据与HDR数据分离的颜色和亮度信息的方法. SDR使用传统的 γ 曲线与SDR显示兼容, 而HDR数据是使用对数曲线编码的，允许兼容的HDR显示器在显示的额外亮度和对比度上拉伸信号. 这允许一个比特流同时服务于SDR和HDR集, 你可以看到这个名字是如何从段落中斜体的单词中衍生出来的. 在本专题的后面部分，您将了解更多关于这种技术所带来的创造性挑战.

在元数据, 杜比视界最多可以处理12位, 这可能有助于避免色带和其他两个处理10位的系统的类似问题. 虽然目前大多数HDR的对比度显示峰值在1左右,000年尼特, 你可以掌握杜比视界高达4,000年尼特, 这应该会让它在未来更适合功能更强大的电视. 最后, 作为许可证的一部分, 配备杜比视觉的显示器使用一致的色彩映射引擎，应确保杜比视觉掌握的内容提供更好的色彩和色调准确性.

如上所述，与没有HDR的旧4K电视机的向后兼容性是HLG的主要驱动因素. 杜比视界可以通过双层系统支持向后兼容, 其中基础层包含遗留的SDR位流，可选的增强层携带补充信号和杜比视界元数据. 用于交付到已知的支持杜比视觉的系统, 您还可以生成一个包含视频和元数据的单层, 大多数生产商使用的是哪种方法. HDR10没有支持SDR设备的配置.

截至发稿时, 三星和亚马逊发布了HDR10+, 也就是带有动态色调映射的HDR10. This takes HDR from static mapping on the left in 图2 to dynamic mapping on the right; a very significant improvement. 该功能将通过固件更新在2017年的电视和旧的hdr10兼容电视上提供.

图3 显示了针对上述技术的各种制造商和出版商的pre-NAB支持. 全面覆盖, 您将不得不选择两种或可能三种技术，并创建必要的比特流来支持它们. 希望这个名单不会继续增长.