家电知识堂:OLED是HDR电视非常好的技术形态
2016年开始,似乎电视圈的所有非互联网品牌都在讲一个词,HDR。继3D、4K、曲面、量子点、OLED等最近几年火热的新技术过后,HDR将成为2016年显示技术的必争高地,而且各家都已经完成了相应的产品布局。
尽管HDR在摄影圈是个早已被念叨多年的词语,然而HDR电视的概念可以认为是在2016年才初现雏形。那么,这个叫做HDR的东西是什么显示原理?又有什么技术特性?在目前我所接触的各电视品牌的技术描述中,索尼是为数不多可以成体系的将HDR技术普及清晰的品牌。
1HDR的意义:为了扩展图像中亮部和暗部对比以及影像细节而生
科普HDR,肯定是从已知应用最成熟的领域来说,我最早也是通过摄影开始接触HDR技术的。HDR是高动态范围图像的缩写,其中动态范围是指亮度高低的范围和对比度,高动态范围拥有更加宽广的明暗亮度范围和更高的明暗对比,它是为了扩展图像亮部与暗部区域的对比以及影像细节表现。文字表述有点生硬,咱们这么看:
这是两张在地铁上使用手机拍摄的清晨日出风光,拍摄时我针对不同区域测光对焦。按照相机的测光程序,它有两个选择,帮我保留画面中“亮”或者“暗”的某一个部分细节,所以我得到的图一是太阳轮廓很清晰,而且光线的过度均匀,但前景死黑;而图2基本看不到太阳的形状了,天空也丢失了清晨朝霞的艳丽,但前景车体的轮廓更明显。这两种图像风格均是手机在不同测光条件下正常拍摄的图像,然而它们都与肉眼看到的情况大不相同。
经过HDR处理,天空的亮度和色彩信息被最大化保留,同时暗部细节得到了很大程度的还原
在手机或是相机所拍摄的24位JPG图像中,经过压缩的图像格式并没有更多空间去保留更多色彩和“亮度”信息,所以在面对这种明暗光线“亮度”差别很大的场景时,单次曝光的图片只能尽量保留高亮度区域细节或者黑暗部分,无法同时留住高亮和暗部图像的细节,也就是无法还原出人眼所看到的真实明暗对比,HDR技术便是为了还原更多的明/暗部位图像细节而生。
上面的实例中,讲解的是仅仅静态图像应用下HDR技术的原理和意义,HDR处理过的照片可以对等于我们平时所说的片源。对于电视系统而言,它要解决的是如何还原HDR片源所想要表达的宽广动态范围。 典型的明暗场景下不同物体亮度值 在真实世界里,能够将光线反射到人眼的物体都会表现出色彩和亮度,例如上图,它标注了在明亮和黑暗环境下不同物体的亮度数值,最高亮度除以最低亮度就是这个画面下的最大对比度,它也对应着这个场景下的动态范围。对于电视而言,现有技术水平还无法做到还原人眼观看的真实光影对比情景,这与电视自身的显示技术限制有关,同时视频(片源)的拍摄和传输同样制约着电视对明暗光比的表达。 目前为止,我们接触的绝大部分影视片源都是基于“标准动态范围(SDR)”制作的,注意,我们指的并不是拍摄。HDR电视和片源格式出现之前,数字摄像机已经可以制作远高于电视还原能力的动态范围。然而为了照顾显示端的技术显示,拍摄的视频内容需要“压缩”处理,输出到电视的视频信号便从相对较高的动态范围压缩到标准动态范围。HDR技术电视因为信号处理和背光技术的提升,他们具备表达HDR片源的硬件实力,所以拍摄阶段的高动态范围信号便可以通过近似无压缩的形态输入到电视,至此,也就完成了从视频拍摄、传输到电视解码、输出画面的全HDR表达。 从上面的理论知识普及我们看出,想要做到更高的明暗对比,两种做法最为直接和必要:提高电视的亮度输出、或者能够最大化控制暗场下沉。在背光的可控属性上,OLED可以说是具备了制作HDR电视的先天基因优势。 OLED与LCD结构对比 上面图像表述了LED电视与OLED电视的本质区别,LED电视的背光亮度、暗场下沉是根据背光整体调整的,也就是说电视画面会整体偏亮或者偏暗,但不会朝向更亮和更暗的两个极端发展。 OLED呢,因为每个像素都有“背光”独立照顾的原因,最高亮度下他能发挥出单一背光元件的最高功率,而暗场则能完全关闭背光输出,如此来看,明暗对比数据就相当彪悍了,这也就是为什么OLED都以无限对比度当做宣传重点。 当然,现有技术背景下,OLED还需要攻克亮度峰值的技术壁垒,如果真能得以实现,配合无敌的暗场表达OLED绝对能够成为HDR电视的非常好的面板属性。■2HDR实现:电视背光控制、信号处理、片源缺一不可
3HDR电视 关键要做好背光的控制