全新的HDR在數字影像技術流程中的實踐應用

范嵬瑋

（作者單位：吉林藝術學院新媒體學院）

全新的HDR在數字影像技術流程中的實踐應用

范嵬瑋

（作者單位：吉林藝術學院新媒體學院）

2016年會成為HDR之年嗎？這句話是現在業界討論最多的話題，HDR技術也是即將全面代替4K技術的一次新的數字技術革命。HDR技術也將成為新的國際標準化，并且在2016年達到產業化。2016年，HDR技術通過電視新品來帶動消費電子。HDR技術的標準化其實早就有了較為成熟的概念。在這些概念下也催生出HDR圖像拾取，HDR圖像調整，HDR圖像顯示等幾方面，來完成HDR圖像的豐富和逼真程度。

HDR；SMPTE；ST-2084；Dolby Vision；UHD

1 HDR概念梳理與HDR標準

HDR（High Dynamic Range）“高動態范圍”的首字母縮寫，它代表著對比度高于“普通”畫面。SDR（Standard Dynamic Range）“標準動態范圍”的首字母縮寫，目前在電影院和電視屏幕上看到的都是標準動態范圍對比度的普通畫面。

1.1 顯示亮度

那么如何定義HDR顯示標準呢？根據顯示設備上的EOTF（電光傳輸函數）和OETF（光電傳輸函數）的不同，EOTF主要是在顯示上定義標準，OETF則是攝影機在影像拾取上定義。PQ（感知量化）傳輸曲線SMPTE ST-2084，它已經是HDR顯示的EOTF的新標準。經過測試ITU-R 1886和PQ，后者絕對亮度最大值達到了10 000 nits，而后者亮度最大值為100 nits。ITU-R 2100混合對數伽馬曲線（HLG）與PQ相比，前者亮度最大值為1000 nits。因此ITU標準定義了兩種不同的HDR顯示。HLG成為電視傳輸曲線的標準。Dolby Vision是一套“高品質、高動態范圍與廣色域的娛樂內容輸出系統”。目前現階段它使用（SMPTE ST-2084）。Dolby Vision的亮度范圍在0～10 000 nits，而現今的顯示技術（截止2016年）Dolby Vision母帶顯示器亮度范圍在0.005～4 000 nits。Dolby Vision放映系統中放映機對比度更高，亮度更高，色彩范圍也越寬廣。Dolby Vision也將是新的院線標準。

1.2 顯示色域

UHD聯盟是由制造商、影業公司和內容發行商組成的共同體，聯盟負責制定標準。ARRI是UHD聯盟成員。ITU-R BT.709是HDTV的編碼色彩空間，電視機、計算機顯示器和監視器都支持Rec.709的色彩空間。而ITU-R BT.2020編碼色彩空間是比Rec.709大的色域。并且被UHD聯盟認證了Ultra HD Premium，提出必須滿足最低的UHD參數標準。色彩空間：BT.2020；母帶顯示、內容傳輸方式、回放顯示都是SMPTE ST-2084。也就是說這臺電視機的色域不能低于DCI-P3色域的90%。即便是OLED技術亮度最高達到1000nits。DCI-P3是數字放映機色彩空間，它覆蓋大約72.9%的Rec.2020色域，隨著顯示設備和激光技術的進化，不僅在UHD電視機領域，Rec.2020都有可能替代DCI-P3。

2 HDR圖像拾取

電影和電視領域的HDR屬于UHD標準的范疇，是一種技術的提升。且能夠記錄、顯示亮部和暗部的細節。所以必須采用很高寬容度的傳感器，讓HDR圖像更為豐富，畫面更為逼真。ARRI數字攝影機錄制ARRIRAW格式帶有LOG-C伽馬，且通過假色曝光工具來準確的曝光。Amazon和HBO也都在用ARRI數字攝影機來創作HDR節目。

3 現場監看HDR

3.1 比對畫面

DIT組通過ARRI Color Tool來修改上游的CDL里的數值；或通過BMD DaVinci Resolve制作一個3D LUT。通過他們將LOG-C畫面轉換為PQ編碼的HDR圖像。并把Look文件放進攝影機里。

3.2 HDR圖像分配

ARRI攝影機HD-SDI畫面，攝影指導監看HDR畫面。MON OUT送到DIT監看LOG-C和HDR畫面。或通過Look Box分配3D LUT畫面。

3.3 后期剪輯

通過帶有PQ編碼的HDR，3D LUT分配給后期軟件都可以套用Look文件用于電視機監視HDR、監視器監視HDR進行后期剪輯。

3.4 后期調色

HDR的工作流，先將LOG-C（或ARRIRAW）素材導入調色系統，然后應用一個3D LUT轉換給監視器輸出。當然也可以自己創建自己畫面風格，在機內試用或者用于母帶制作。

4 結語

通過一些HDR圖像拾取的經驗，拍攝運動鏡頭時，對比度越高越明顯。曝光控制上范圍可以擴大，由于HDR自身的動態范圍增大，如果出現高光削峰和暗部損失，在HDR畫面中會變得更明顯。現場監看需要一個3D LUT將LOG-C畫面轉換成HDR圖像。

現在HDR技術正在迅速發展，HDR的技術指標和國際標準也陸續出現，HDR將全線代替廣播電視、電影的制作工藝和流程。HDR技術的盛行也無形的推動教育的發展，新媒體下的新一輪變革即將把我們的“所見即所得”更加逼真化，使全世界的影像達到一個新高峰。