當(dāng)我們談?wù)?a href="http://www.1cnz.cn/v/" target="_blank">視頻技術(shù)時(shí)，超高清視頻（Ultra High Definition，簡(jiǎn)稱UHD）無疑是當(dāng)今最令人興奮的領(lǐng)域之一。前幾期，我們?cè)诟咔逡曨l方面分別介紹了超高清視頻的各項(xiàng)技術(shù)，包括：HDR、編解碼、三維聲、超分技術(shù)、數(shù)字版權(quán)、虛擬演播室和云端視頻制作，今天我們來展開談一下國(guó)內(nèi)高清視頻的標(biāo)準(zhǔn)HDR Vivid。

關(guān)聯(lián)回顧

全圖說電視的發(fā)展歷史

全圖說視頻編解碼的發(fā)展歷史

由淺入深說高清——聊聊高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）

由淺入深說高清——HDR的標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)

我們前面用了9期來談超高清視頻相關(guān)的各種技術(shù)，相信大家應(yīng)該已有了深刻的認(rèn)知。超高清絕對(duì)不是4K/8K分辨率這么簡(jiǎn)單。只有更高的視頻刷新幀率、高動(dòng)態(tài)范圍、更廣的色域，更廣的視角，更好的HEVC編解碼技術(shù)、三維聲，終端顯示畫面能力、以及以5G、Wi-Fi、光傳輸和CDN為代表的通信技術(shù)等配搭，才促成了超高清視頻時(shí)代的來臨。才會(huì)給用戶帶來了更為清晰的視頻畫面、更廣闊的視野、更逼真的色彩、更流暢的畫面，更具臨場(chǎng)感的沉浸式音視聽視頻體驗(yàn)全面升級(jí)。

當(dāng)然，超高清視頻的產(chǎn)業(yè)升級(jí)，不僅僅是消費(fèi)領(lǐng)域拉動(dòng)的。航空航天、醫(yī)療影像和安防監(jiān)控領(lǐng)域，都依仗著超高清技術(shù)的加持，才能讓天文學(xué)家探索更遙遠(yuǎn)的茫茫宇宙，才能幫助醫(yī)生更精準(zhǔn)地診斷病患和完成復(fù)雜手術(shù)，才能營(yíng)造一個(gè)安全和諧的社會(huì)。

超高清視頻的產(chǎn)業(yè)升級(jí)和生態(tài)繁榮，一定離不開標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的加持。從前幾期的介紹我們也看到了，超高清視頻很多相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域都存在標(biāo)準(zhǔn)共存，相互角力的狀況，高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）也不例外。

超高清視頻不僅是用戶高質(zhì)量視聽體驗(yàn)的剛需和趨勢(shì)所在，也已成為全球范圍內(nèi)視頻產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的重要賽道之一。

前面幾期有介紹，在2015年8月27日發(fā)布的高動(dòng)態(tài)范圍標(biāo)準(zhǔn)HDR10是靜態(tài)HDR標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，盡管它是全球開放免費(fèi)的。但是靜態(tài)元數(shù)據(jù)，意味著整個(gè)視頻使用單一的元數(shù)據(jù)來控制所有畫面的色彩和細(xì)節(jié)。不能動(dòng)態(tài)適應(yīng)不同場(chǎng)景、不同亮度的視頻片段和終端形態(tài)。這種元數(shù)據(jù)無法充分展露HDR的最大表現(xiàn)力。

杜比視界（Dolby Vision）和HDR10+盡管都支持動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)，但它們都是針對(duì)場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)調(diào)整。這意味著元數(shù)據(jù)可以優(yōu)化每個(gè)單獨(dú)場(chǎng)景的亮度、對(duì)比度和顏色，從而更準(zhǔn)確、更逼真地呈現(xiàn)內(nèi)容。這可以帶來更一致的跨場(chǎng)景觀看體驗(yàn)，尤其是在從一個(gè)場(chǎng)景到另一個(gè)場(chǎng)景的照明或顏色發(fā)生顯著變化的情況下。但是，在單個(gè)場(chǎng)景中亮度、對(duì)比度和顏色快速變化的情況下，此方法可能效果不佳，因?yàn)樵獢?shù)據(jù)可能無法跟上變化。產(chǎn)業(yè)需要逐幀都動(dòng)態(tài)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)。

另外，我國(guó)是全球最大的電視市場(chǎng)，市場(chǎng)對(duì)HDR技術(shù)的需求很高。然而，HDR技術(shù)最初是由歐美公司主導(dǎo)的，他們?cè)贖DR技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上持有著較大的話語權(quán)，且收取高額的專利費(fèi)。我國(guó)也是高清視頻產(chǎn)業(yè)設(shè)備生產(chǎn)大國(guó)，整個(gè)價(jià)值鏈的高成本和有限的設(shè)備支持阻礙了生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。因此自主研發(fā)HDR技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有助于打破對(duì)歐美公司的依賴。

也正是基于這種背景，HDR Vivid應(yīng)運(yùn)而生。

世界超高清視頻產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（UWA）突破技術(shù)瓶頸，正式發(fā)布了HDR Vivid （菁彩）高動(dòng)態(tài)范圍視頻團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，成為動(dòng)態(tài)HDR視頻標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域的新勢(shì)力。HDR Vivid的誕生與發(fā)布，不僅填補(bǔ)國(guó)內(nèi)關(guān)鍵技術(shù)空白，更是超高清產(chǎn)業(yè)生態(tài)中特別是在內(nèi)容制作及內(nèi)容生產(chǎn)力工具上的又一次革新與顛覆。

HDR Vivid標(biāo)準(zhǔn)工作組在2019年12月份成立。經(jīng)過CUVA（中國(guó)超高清視頻產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，UWA的前身）成員與主要視頻企業(yè)的多次磋商，2020年5月份，HDR Vivid標(biāo)準(zhǔn)第一稿制定完成，并在次月對(duì)外公開征求意見。HDR Vivid的第一部分：《高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）視頻技術(shù)第1 部分: 元數(shù)據(jù)及適配》，在2020年7月份發(fā)布。如今HDR Vivid標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)延展到系統(tǒng)集成、后期制作、顯示播放設(shè)備、軟件、編解碼等等領(lǐng)域：

• • 《高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）視頻技術(shù) 第1部分 元數(shù)據(jù)及適配》

  • 《高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）視頻技術(shù) 第2-1部分：應(yīng)用指南 系統(tǒng)集成》

  • 《高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）視頻技術(shù) 第2-2部分：應(yīng)用指南 后期制作》

  • 《高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）視頻技術(shù) 第3-1部分：技術(shù)要求和測(cè)試方法 顯示設(shè)備》

  • 《高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）視頻技術(shù) 第3-2部分：技術(shù)要求和測(cè)試方法 便攜式顯示設(shè)備》

  • 《高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）視頻技術(shù) 第3-3部分：技術(shù)要求和測(cè)試方法 播放設(shè)備》

  • 《高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）視頻技術(shù) 第3-4部分：技術(shù)要求和測(cè)試方法 播放軟件》

  • 《高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）視頻技術(shù)第3-5部分：技術(shù)要求和測(cè)試方法 實(shí)時(shí)編碼設(shè)備》

  • 《高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）視頻技術(shù) 第3-6部分_技術(shù)要求和測(cè)試方法 播放軟件用設(shè)備》

從概念的提出到形成草案，再到實(shí)施和部分落地僅用了兩年多，可以說HDR Vivid的發(fā)展速度非常快。據(jù)了解，目前包括采集、制作、編碼、傳輸、播放、解碼、顯示等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)都已做好HDR Vivid商用化的準(zhǔn)備。HDR Vivid將迎來全面商用化，屆時(shí)消費(fèi)者可以能夠通過大多數(shù)顯示設(shè)備看到更加豐富的色彩與畫面細(xì)節(jié)。

HDR Vivid和其他的HDR標(biāo)準(zhǔn)相比，綜合優(yōu)勢(shì)是非常明顯的：

相較于傳統(tǒng)的SDR（標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍）技術(shù)，HDR Vivid的制作域高光亮度已經(jīng)是其40倍，最大亮度支持10000nit，并且支持10/12bit色深、P3到BT.2020色域。這使得HDR Vivid能夠通過增強(qiáng)明暗對(duì)比，建立更加鮮明的層次感和立體維度，更好地還原內(nèi)容創(chuàng)作者的初衷，給予調(diào)色師更多的可能性，從而使得用戶能夠通過每一幀畫面感受到更加豐富的光影世界。

此外，HDR Vivid還能夠借助動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)和智能映射，根據(jù)每個(gè)場(chǎng)景的亮度和色彩信息動(dòng)態(tài)調(diào)整顯示效果，從而在終端設(shè)備上呈現(xiàn)最優(yōu)的觀看效果，確保消費(fèi)者能夠獲得極致的視覺體驗(yàn)。這使得HDR Vivid成為了一種極具潛力的高動(dòng)態(tài)范圍技術(shù)，能夠進(jìn)一步提升視頻的表現(xiàn)力和視覺效果，讓觀眾們能夠更好地享受高質(zhì)量的視頻內(nèi)容。

4.2 還原創(chuàng)作者真實(shí)意圖，用技術(shù)打造廣闊創(chuàng)作空間

HDR10+ 和杜比視界中使用的逐場(chǎng)景動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)調(diào)整允許在每個(gè)場(chǎng)景的基礎(chǔ)上進(jìn)行逐幀調(diào)整。這意味著元數(shù)據(jù)可以優(yōu)化每個(gè)單獨(dú)場(chǎng)景的亮度、對(duì)比度、色調(diào)和顏色，從而更準(zhǔn)確、更逼真地呈現(xiàn)內(nèi)容。這可以帶來更一致的跨場(chǎng)景觀看體驗(yàn)，尤其是在從一個(gè)場(chǎng)景到另一個(gè)場(chǎng)景的照明或顏色發(fā)生顯著變化的情況下。但是，在單個(gè)場(chǎng)景中亮度、對(duì)比度和顏色快速變化的情況下，此方法可能效果不佳，因?yàn)樵獢?shù)據(jù)可能無法跟上變化。

HDR Vivid 中使用的逐幀動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)調(diào)整允許在每幀的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整。這意味著元數(shù)據(jù)可以優(yōu)化每個(gè)單獨(dú)幀的圖像，從而更精確和細(xì)致地呈現(xiàn)內(nèi)容。這可以帶來更逼真和更詳細(xì)的觀看體驗(yàn)，尤其是在場(chǎng)景中照明或顏色快速變化的情況下。然而，這種方法可能需要更多的處理能力，并可能導(dǎo)致計(jì)算量更大的觀看體驗(yàn)，這可能不適用于所有設(shè)備。但從執(zhí)行效果來看，與Dolby Vision和HDR10+相比，HDR Vivid標(biāo)準(zhǔn)在色彩重現(xiàn)和明暗細(xì)節(jié)處理方面更加突出，可以更好地適應(yīng)中國(guó)市場(chǎng)的特殊需求。

HDR Vivid技術(shù)可根據(jù)不同場(chǎng)景逐幀或逐鏡頭自動(dòng)分析動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)，并且創(chuàng)作者還可以根據(jù)創(chuàng)作意圖手動(dòng)調(diào)節(jié)元數(shù)據(jù)，從而使創(chuàng)作具有更多的靈活性。在實(shí)際調(diào)色中，HDR Vivid支持幀級(jí)動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)功能的應(yīng)用可以讓制作人員和創(chuàng)作者更直接地觀察到畫面變化。在專業(yè)內(nèi)容制作中，HDR Vivid的高動(dòng)態(tài)范圍和寬色域?qū)傩詫⒆畲蟪潭鹊剡€原創(chuàng)作者的意圖，從畫面細(xì)節(jié)、層次和色彩方面呈現(xiàn)更多細(xì)膩和真實(shí)的效果。然而，不同的題材和場(chǎng)景需要進(jìn)行美術(shù)、攝影、場(chǎng)景、燈光等的設(shè)計(jì)，因此，調(diào)色不能僅僅是“一鍵生成”，實(shí)際的效果和實(shí)用功能方向也會(huì)有所不同。

4.3 智能計(jì)算+個(gè)性化適配，實(shí)現(xiàn)多端統(tǒng)一

HDR Vivid動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)技術(shù)為視頻源每一幀圖像提供了亮度和色調(diào)信息，使每一幀畫面都能保留完整的亮度和色調(diào)，但不同產(chǎn)品類型、顯示技術(shù)的顯示終端硬件規(guī)格差異較大，畫面呈現(xiàn)也就千差萬別。所以，相同的信號(hào)如何在不同規(guī)格的終端上呈現(xiàn)出最佳且統(tǒng)一的畫質(zhì)是HDR需要重點(diǎn)解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。

針對(duì)顯示模塊環(huán)節(jié)的智能計(jì)算方案是HDR Vivid 在多終端顯示一致性的關(guān)鍵所在。HDR Vivid 的智能計(jì)算方案，是通過智能實(shí)時(shí)分析視頻源元數(shù)據(jù)和終端參數(shù)，自動(dòng)適配最佳映射方案，使不同終端設(shè)備都能還原HDR 的優(yōu)質(zhì)畫面。

可見HDR Vivid這一技術(shù)與藝術(shù)相結(jié)合的標(biāo)準(zhǔn)，很大程度保證了實(shí)際到戶的效果。因此，HDR Vivid標(biāo)準(zhǔn)在統(tǒng)一終端呈現(xiàn)效果方面發(fā)揮了特別大的作用。

4.4端到端媒體系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)

HDR Vivid 標(biāo)準(zhǔn)提供了公開、完善、先進(jìn)的全鏈路端到端技術(shù)方案，技術(shù)內(nèi)容包括HDR 前處理、編碼傳輸、解碼、HDR/SDR 顯示模塊，每個(gè)環(huán)節(jié)都提供了具體的算法和解決方案，完善和開放程度超過了國(guó)內(nèi)外任何一種HDR標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)有UHD HDR視頻可平滑升級(jí)為HDR Vivid視頻，降低技術(shù)實(shí)現(xiàn)門檻。來自 HDR 源的動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)在前端制作階段被提取和編碼，并且在傳輸過程中不需要修改。自適應(yīng)是基于設(shè)備端的動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)執(zhí)行的。

4.5更好的本地化和定制能力

HDR Vivid標(biāo)準(zhǔn)的研發(fā)是由中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所和國(guó)內(nèi)多家知名企業(yè)聯(lián)合開發(fā)的，這意味著中國(guó)在HDR技術(shù)領(lǐng)域擁有了更多的話語權(quán)和產(chǎn)業(yè)鏈布局的優(yōu)勢(shì)。更好地適應(yīng)中國(guó)市場(chǎng)的特殊需求，促進(jìn)本土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有助于增強(qiáng)超高清視頻技術(shù)在中國(guó)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。HDR Vivid標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，可以提高超高清視頻的視覺效果和觀感體驗(yàn)，有助于增強(qiáng)超高清視頻技術(shù)在中國(guó)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

5.1HDR Vivid元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

元數(shù)據(jù)中的參數(shù)如下：

• • 系統(tǒng)起始碼system_start_code，8位無符號(hào)整數(shù)。表示系統(tǒng)版本號(hào)。

  • RGB 分量最大值中的最小值minimum_maxrgb_pq[w]，12位無符號(hào)整數(shù)，表示顯示內(nèi)容的最小亮度。

  • RGB 分量最大值中的平均值average_maxrgb_pq[w]，12位無符號(hào)整數(shù)，表示顯示內(nèi)容的平均亮度。

  • RGB 分量最大值中的變化范圍variance_maxrgb_pq[w]，12位無符號(hào)整數(shù)，表示顯示內(nèi)容的變化范圍。

  • RGB 分量最大值中的最大值maximum_maxrgb_pq[w]，12位無符號(hào)整數(shù)，表示顯示內(nèi)容的最大亮度。

  • 色調(diào)映射標(biāo)識(shí)tone_mapping_enable_mode_flag[w]，1位無符號(hào)整數(shù)，表示傳送色調(diào)映射的標(biāo)識(shí)。

  • 色調(diào)映射參數(shù)數(shù)目tone_mapping_param_enable_num[w]，1 位無符號(hào)整數(shù)， 表示當(dāng)前色調(diào)映射參數(shù)組的數(shù)目減1 。

  • 參考目標(biāo)顯示器最高亮度targeted_system_display_maximum_luminance_pq[I][w]，12位無符號(hào)整數(shù)，表示元數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的參考顯示器的最高亮度。

  • 基礎(chǔ)曲線標(biāo)識(shí)base_enable_flag[I][w]，1 位無符號(hào)整數(shù)， 表示傳送基礎(chǔ)曲線的標(biāo)識(shí)。

  • 基礎(chǔ)曲線參數(shù)m_p base_param_m_p[I][w]，14 位無符號(hào)整數(shù)， 表示基礎(chǔ)曲線參數(shù)。

  • 基礎(chǔ)曲線參數(shù)m_m base_param_m_m[I][w]，6 位無符號(hào)整數(shù)， 表示基礎(chǔ)曲線參數(shù)。

  • 基礎(chǔ)曲線參數(shù)m_a base_param_m_a[I][w]，10 位無符號(hào)整數(shù)， 表示基礎(chǔ)曲線參數(shù)。

  • 基礎(chǔ)曲線參數(shù)m_b base_param_m_b[I][w]，10 位無符號(hào)整數(shù)， 表示基礎(chǔ)曲線參數(shù)。

  • 基礎(chǔ)曲線參數(shù)m_n base_param_m_n[I][w]，6 位無符號(hào)整數(shù)， 表示基礎(chǔ)曲線參數(shù)。

  • 基礎(chǔ)曲線參數(shù)K1 base_param_K1[I][w]，2位無符號(hào)整數(shù)，表示基礎(chǔ)曲線參數(shù)。

  • 基礎(chǔ)曲線參數(shù)K2 base_param_K2[I][w]，2位無符號(hào)整數(shù)，表示基礎(chǔ)曲線參數(shù)。

  • 基礎(chǔ)曲線參數(shù)K3 base_param_K3[I][w]，4位無符號(hào)整數(shù)，表示基礎(chǔ)曲線參數(shù)。

  • 基礎(chǔ)曲線調(diào)整模式base_param_Delta_enable_mode[I][w]，3位無符號(hào)整數(shù)，表示當(dāng)前基礎(chǔ)曲線映射參數(shù)的調(diào)整系數(shù)模式。

  • 基礎(chǔ)曲線調(diào)整系數(shù)base_param_enable_Delta[I][w]，7 位無符號(hào)整數(shù)， 表示當(dāng)前基礎(chǔ)曲線映射參數(shù)的調(diào)整系數(shù)值。

  • 三次樣條標(biāo)識(shí)3Spline_enable_flag[I][w]，二值變量。值為‘1’表示應(yīng)傳輸三次樣條參數(shù)。值為‘0’表示不應(yīng)傳輸三次樣條參數(shù)。

  • 三次樣條區(qū)間組數(shù)量3Spline_enable_num[i][w]，1位無符號(hào)整數(shù)，指示色調(diào)映射使用的三次樣條區(qū)間組數(shù)量。

  • 三次樣條區(qū)間模式標(biāo)識(shí)3Spline_TH_enable_mode[j][I][w]，2位無符號(hào)整數(shù)，指示色調(diào)映射的三次樣條模式。該值的范圍為0-3。

  • 三次樣條區(qū)間斜率和暗區(qū)偏移量標(biāo)識(shí)3Spline_TH_enable_MB[j][I][w]，8位無符號(hào)整數(shù)，指示色調(diào)映射的三次樣條區(qū)間參數(shù)的斜率和暗區(qū)偏移量。

  • 三次樣條區(qū)間參數(shù)3Spline_TH_enable[j][I][w]，12 位無符號(hào)整數(shù)， 指示色調(diào)映射的三次樣條區(qū)間參數(shù)。

  • 三次樣條區(qū)間2 偏移量3Spline_TH_enable_Delta2[j][I][w]，10位無符號(hào)整數(shù)，指示色調(diào)映射的三次樣條區(qū)間參數(shù)偏移量。

  • 三次樣條區(qū)間調(diào)整強(qiáng)度3Spline_enable_Strength[j][I][w]，8位無符號(hào)整數(shù)，指示色調(diào)映射的三次樣條區(qū)間的修正幅度參數(shù)。

  • 顏色校正標(biāo)識(shí)color_saturation_mapping_enable_flag[w]，二值變量。值為‘1’表示應(yīng)傳輸顏色校正參數(shù)，值為‘0’表示不應(yīng)傳輸顏色校正參數(shù)。

  • 顏色校正數(shù)目color_saturation_enable_num[w]，3 位無符號(hào)整數(shù)， 指示顏色校正數(shù)目參數(shù)。

  • 顏色校正強(qiáng)度color_saturation_enable_gain[I][w]，8 位無符號(hào)整數(shù)， 指示顏色校正強(qiáng)度參數(shù)。

5.2基礎(chǔ)曲線和三次樣條曲線

從上面元數(shù)據(jù)的參數(shù)中，我們看到了大量提到兩個(gè)關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)曲線和三次樣條曲線。這兩個(gè)曲線在HDR Vivid色調(diào)映射（Tone Mapping）中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

基礎(chǔ)曲線通常是根據(jù)人眼視覺感知模型來設(shè)計(jì)的，以確保圖像在不同亮度級(jí)別下具有合理的對(duì)比度和飽和度，并使其在不同的HDR顯示設(shè)備上具有一致的外觀。而三次樣條曲線則可以根據(jù)特定設(shè)備的響應(yīng)特征進(jìn)行優(yōu)化，以最大程度地保留圖像的細(xì)節(jié)和動(dòng)態(tài)范圍。三次樣條曲線由多個(gè)小段組成，每個(gè)小段都是一條三次多項(xiàng)式曲線。這些小段通過節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接，并且可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。三次樣條曲線比基礎(chǔ)曲線更加平滑和精確，因此可以更好地適應(yīng)各種顯示設(shè)備的響應(yīng)特征。

在Tone Mapping過程中，基礎(chǔ)曲線通常被用作初始曲線，它定義了將輸入信號(hào)映射到輸出信號(hào)的基本方式。三次樣條曲線則被用來進(jìn)一步優(yōu)化這個(gè)過程，以使得圖像在不同亮度級(jí)別下具有更好的細(xì)節(jié)和對(duì)比度。通過一次樣條和低亮區(qū)三次樣條，可以保護(hù)暗部細(xì)節(jié)，并防止這些細(xì)節(jié)被壓得過暗。而通過高亮區(qū)三次樣條，可以最大化地保留高亮細(xì)節(jié)，并避免這些細(xì)節(jié)被過度壓縮。這樣就可以使圖像在各種不同的HDR顯示設(shè)備上呈現(xiàn)出最佳的外觀效果。

5.3 飽和度調(diào)節(jié)（Saturation Adjustment）

我們?cè)趧?dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)參數(shù)定義的最后，還看到了顏色校正，這個(gè)其實(shí)說的就是飽和度調(diào)節(jié)。

亮度改變帶來的最大問題就是會(huì)同時(shí)造成飽和度的改變。因此，HDR Vivid 技術(shù)在進(jìn)行色調(diào)映射后，還會(huì)進(jìn)行顏色校正即飽和度調(diào)節(jié)，保證其色彩與映射前的源主觀效果一致。當(dāng)涉及到HDR Vivid的飽和度調(diào)節(jié)時(shí)，一般會(huì)有兩個(gè)主要考慮因素：人眼對(duì)顏色的感知和顯示設(shè)備的響應(yīng)特性。

對(duì)于人眼對(duì)顏色的感知，需要考慮到顏色的飽和度與亮度之間的相互作用。當(dāng)亮度較低時(shí)，飽和度可能會(huì)變得更難以感知，而在高亮度下則可能更容易感知。因此，在進(jìn)行HDR Vivid飽和度調(diào)節(jié)時(shí)，需要根據(jù)顯示設(shè)備的亮度范圍，對(duì)不同亮度下的飽和度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以確保飽和度的變化在不同亮度范圍內(nèi)都能夠被人眼準(zhǔn)確感知。

此外，對(duì)于顯示設(shè)備的響應(yīng)特性，需要考慮到不同設(shè)備的顏色響應(yīng)曲線可能存在差異。因此，針對(duì)不同的HDR顯示設(shè)備，可能需要使用不同的飽和度調(diào)節(jié)曲線，以適應(yīng)不同的設(shè)備響應(yīng)特性。這可以通過對(duì)HDR Vivid飽和度曲線進(jìn)行調(diào)整來實(shí)現(xiàn)。

HDR Vivid標(biāo)準(zhǔn)體系已經(jīng)完成端到端技術(shù)規(guī)范、應(yīng)用集成規(guī)范、認(rèn)證測(cè)試規(guī)范等，并持續(xù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)快速、可持續(xù)、高質(zhì)量的發(fā)展。為了保證最優(yōu)的顯示效果，準(zhǔn)確地把握每一個(gè)環(huán)節(jié)的要點(diǎn)與要求，HDR Vivid 構(gòu)筑了端到端解決方案。首先，源端輸入為PQ/HLG 格式的HDR 視頻；前處理模塊可以基于HDR 視頻進(jìn)行分析，生成靜態(tài)元數(shù)據(jù)與動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)；編碼傳輸模塊可以將HDR 視頻與元數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼封裝，輸出HDR Vivid 碼流；解碼模塊可以對(duì)碼流進(jìn)行解碼分析，得到HDR解碼視頻與元數(shù)據(jù)；HDR 和SDR 顯示模塊會(huì)結(jié)合元數(shù)據(jù)與目標(biāo)顯示終端參數(shù)，對(duì)HDR視頻進(jìn)行相應(yīng)的顯示適配處理，并在顯示終端上正確顯示。

下面將分別介紹內(nèi)容制作端、內(nèi)容分發(fā)與終端處理方案。

6.1 內(nèi)容制作端方案

制作HDR Vivid圖像需要使用一系列的后期制作技術(shù)和軟件工具。通過合理的處理和優(yōu)化，可以實(shí)現(xiàn)最佳的圖像效果，并最大化地保留圖像的細(xì)節(jié)和動(dòng)態(tài)范圍。在制作HDR Vivid圖像時(shí)，需要采用一系列的后期制作技術(shù)來達(dá)到最佳效果。

• • 色彩校正和匹配：在制作HDR Vivid圖像之前，需要對(duì)拍攝的RAW文件進(jìn)行基本的色彩校正和匹配，以確保不同攝影機(jī)拍攝的圖像色彩一致性。這可以通過使用專業(yè)的色彩校正軟件和調(diào)色板來完成。

  • 色調(diào)映射：制作HDR Vivid圖像的關(guān)鍵步驟之一是色調(diào)映射。色調(diào)映射是將高動(dòng)態(tài)范圍圖像轉(zhuǎn)換為低動(dòng)態(tài)范圍圖像的過程。在這個(gè)過程中，需要使用適當(dāng)?shù)乃惴▉硖幚韴D像的亮度和飽和度，并確保在不同的顯示設(shè)備上呈現(xiàn)出最佳的圖像效果。

  • 色彩分級(jí)和修飾：在制作HDR Vivid圖像時(shí)，需要對(duì)圖像進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳史旨?jí)和修飾。這可以通過使用專業(yè)的調(diào)色軟件來實(shí)現(xiàn)。通過對(duì)圖像的色彩進(jìn)行微調(diào)和修飾，可以進(jìn)一步增強(qiáng)圖像的色彩和對(duì)比度，并增加圖像的深度和細(xì)節(jié)。

  • 噪聲和銳化：在HDR Vivid圖像制作的過程中，噪聲和銳化也是需要考慮的因素之一。在這個(gè)過程中，需要使用適當(dāng)?shù)能浖ぞ邅斫档驮肼暡⒃黾訄D像的銳度和清晰度。這可以提高圖像的質(zhì)量和視覺效果。

  • 輸出和呈現(xiàn)：在HDR Vivid圖像制作完成后，需要對(duì)圖像進(jìn)行適當(dāng)?shù)妮敵龊统尸F(xiàn)。這可以通過使用專業(yè)的HDR顯示設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。使用HDR顯示設(shè)備可以確保圖像在不同的光線環(huán)境下都具有一致的色彩和亮度，并最大化地保留圖像的細(xì)節(jié)和動(dòng)態(tài)范圍。

隨著HDR Vivid標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布和越來越多的HDR Vivid視頻內(nèi)容的需求，相關(guān)視頻后期制作廠商確實(shí)在第一時(shí)間重視并積極跟進(jìn)。主流的后期編輯系統(tǒng)，如索貝EditMax提供了對(duì)HDR Vivid標(biāo)準(zhǔn)的全面支持，這使得視頻后期制作的流程更加高效和便捷。

作為國(guó)內(nèi)主流影視后期制作工具，索貝在 HDR Vivid 問世之初就參與相應(yīng)的調(diào)研和研究，并將其與各種算法效果對(duì)比，對(duì)相關(guān)規(guī)則進(jìn)行了調(diào)整和修改。在算法成型后就進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計(jì)研發(fā)。開發(fā)的成果也同時(shí)拿到內(nèi)容制作方進(jìn)行驗(yàn)證。用戶的反饋表明基于理論層面上設(shè)計(jì)的東西，基本上都可以進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整、預(yù)覽，并有了初步可接受的處理效率，無論前期的試驗(yàn)效果還是后來的大規(guī)模使用，基本都達(dá)到了預(yù)期。

HDR Vivid標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，也得到了海外制作工具廠商和專業(yè)的調(diào)光調(diào)色軟件的認(rèn)可與支持，例如Blackmagic Design DaVinci Resolve Studio和FilmLight Baselight等。

2022 年4月，Blackmagic Design發(fā)布了DaVinci Resolve 18，新版本在Windows、Mac和Linux三大平臺(tái)支持了HDR Vivid 標(biāo)準(zhǔn)的功能。DaVinci Resolve 18 提供了包括HDR Vivid在內(nèi)的元數(shù)據(jù)設(shè)置面板、HDR 模式節(jié)點(diǎn)調(diào)整、支持ST.2084和HLG HDR色彩映射的色彩空間變換、支持HDR監(jiān)看的內(nèi)建示波器。DaVinci Resolve 18 還加入了一個(gè)全新的下一代HDR 一級(jí)調(diào)色面板，支持自定義區(qū)域曝光和調(diào)色控制，以及感知色彩一致圖像處理，讓用戶可以對(duì)HDR 調(diào)色進(jìn)行全面控制。

FilmLight 公司對(duì) HDR Vivid 標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布和應(yīng)用同樣高度重視，認(rèn)為 HDR Vivid 將會(huì)成為未來一個(gè)具有強(qiáng)技術(shù)性、且被影視行業(yè)高度認(rèn)可和接受的新的HDR 標(biāo)準(zhǔn)。因此，早在 2021 年中，F(xiàn)ilmLight 公司就開始積極探討支持 HDR Vivid 的可行性。經(jīng)過半年時(shí)間的對(duì)接商討，最終決定首先讓 FilmLight 的 Baselight調(diào)色完成系統(tǒng)集成 HDR Vivid。FilmLight 在高端市場(chǎng)始終擁有穩(wěn)定的客戶群體，其 Baselight 調(diào)色系統(tǒng)于 2007 年引進(jìn)中國(guó)，很快就成為數(shù)字中間片行業(yè)首選的調(diào)色系統(tǒng)。

隨著越來越多的專業(yè)軟件支持HDR Vivid標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)的視頻后期制作技術(shù)也得到了快速的發(fā)展和普及，這使得HDR Vivid視頻的制作成本逐漸降低，而制作速度也得到了大幅提升。這將進(jìn)一步推動(dòng)HDR Vivid技術(shù)的普及和應(yīng)用，為觀眾帶來更加真實(shí)、震撼的視覺體驗(yàn)。

6.2 內(nèi)容分發(fā)方案

在內(nèi)容分發(fā)階段，其中很關(guān)鍵的一環(huán)是云端轉(zhuǎn)碼方案。云端智能處理場(chǎng)景是利用云端算力，對(duì)HDR Vivid 視頻進(jìn)行轉(zhuǎn)碼處理，以及自動(dòng)化生成HDR Vivid的重要手段。目前云端已具備帶有將HDR Vivid 元數(shù)據(jù)進(jìn)行解析和透?jìng)鞯哪芰ΑＴ贫宿D(zhuǎn)碼的處理流程包括對(duì)輸入文件格式的解析、解碼、處理、編碼、輸出文件格式生成等步驟。

端到端的自動(dòng)化云端HDR 媒資生產(chǎn)過程主要有：

元數(shù)據(jù)修改后直接透?jìng)鳌Ｏ葘⒃獢?shù)據(jù)解析成文本格式（如XML 或者JSON 格式），進(jìn)一步修改后，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)嵌入到媒體流中。通過元數(shù)據(jù)的直接透?jìng)鳎蓪⒃曨l的元數(shù)據(jù)信息直接寫入轉(zhuǎn)碼后的視頻，保證原始作者的創(chuàng)作意圖。

非HDR Vivid 視頻轉(zhuǎn)換后修改再透?jìng)鳌Ｈ绻斎氲脑家曨l是不帶有HDR Vivid元數(shù)據(jù)的HDR 視頻，那么可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)生成元數(shù)據(jù)并嵌入視頻流。

對(duì)于輸入源視頻為SDR 視頻的情況，可先將SDR 視頻轉(zhuǎn)換為HDR 視頻，轉(zhuǎn)換方式可采用傳統(tǒng)逆色調(diào)映射（Inverse Tone Mapping）或者基于AI 技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后對(duì)原始畫質(zhì)進(jìn)行提升重建，然后進(jìn)行元數(shù)據(jù)的自動(dòng)化生成和寫入。

6.3終端處理方案

接收端播放設(shè)備在接收到HDR Vivid碼流后，需要先進(jìn)行視頻解碼，分析出其中的動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)并基于此進(jìn)行HDR 渲染，最終呈現(xiàn)出高質(zhì)量的畫面內(nèi)容。這里的HDR Vivid 碼流可以是經(jīng)過后期制作的精品內(nèi)容，也可以是直播場(chǎng)景中的實(shí)時(shí)碼流等。具體實(shí)現(xiàn)基本流程如下圖顯示：

一般可以將解碼方式分為兩種：硬件解碼和軟件解碼。

6.3.1 硬件解碼

硬件解碼播放是指終端顯示設(shè)備利用自身具備的硬件解碼能力，從HDR Vivid碼流中解析出動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)并根據(jù)元數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)映射及色彩校正，最終在設(shè)備上正確顯示的過程。目前，支持硬件解碼播放HDR Vivid 的設(shè)備日趨多元化，包括且不限于相應(yīng)品牌電視、手機(jī)、平板電腦等。即使是尚不具備硬件解碼能力的顯示設(shè)備，也可能通過支持軟件解碼播放的APP、播放器等，觀看到HDR Vivid內(nèi)容。若以上解碼能力皆不具備，終端顯示設(shè)備會(huì)將元數(shù)據(jù)丟棄，按原始碼流格式正常播放（HDR10/HLG），這也體現(xiàn)了HDR Vivid良好的后向兼容性。

6.3.2 軟件解碼

軟件解碼播放是指依靠軟件解碼能力將動(dòng)態(tài)元數(shù)據(jù)從HDR Vivid碼流中解析出來，并基于此在終端設(shè)備上進(jìn)行動(dòng)態(tài)映射及色彩校正并正確顯示的過程。目前，應(yīng)用的具體形式包括且不限于智能手機(jī)、平板電腦、智能電視上的APP 以及PC 上的視頻播放器等。由于該方案不受硬件設(shè)備支持的限制，一定程度上對(duì)大范圍地推廣優(yōu)質(zhì)HDR Vivid 內(nèi)容有著積極的影響，有利于促進(jìn)HDR Vivid 產(chǎn)業(yè)鏈的形成與發(fā)展，也可以看作對(duì)硬件解碼播放場(chǎng)景一個(gè)較好的補(bǔ)充。

7.1當(dāng)前的進(jìn)展

HDR Vivid標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布兩年以來，在內(nèi)容供給、制作工具、服務(wù)平臺(tái)、編碼傳輸、芯片、終端設(shè)備等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)均取得了一系列突破。該標(biāo)準(zhǔn)的核心技術(shù)已實(shí)現(xiàn)在超高清視頻內(nèi)容制作、編碼、接收、解碼、顯示等端到端的全產(chǎn)業(yè)鏈布局，率先應(yīng)用于北京冬奧會(huì)、冬殘奧會(huì)的相關(guān)轉(zhuǎn)播活動(dòng)。

截至到2022 年10 月，電信運(yùn)營(yíng)商IPTV 用戶超過3.7 億，4K/8K 智能機(jī)頂盒支持HDR Vivid，會(huì)為用戶提供更真實(shí)的HDR Vivid超高清視頻體驗(yàn)。根據(jù)電信運(yùn)營(yíng)商IPTV 業(yè)務(wù)規(guī)劃和集采要求，中國(guó)電信4K 智能機(jī)頂盒、移動(dòng)魔百和均支持HDR Vivid。

在百城千屏等大屏應(yīng)用方面，眾多屏幕廠家積極參與UWA 聯(lián)盟相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定工作。通過HDR Vivid 技術(shù)加持為戶外大屏能夠帶來超高清晰度、超高亮度、超高對(duì)比度、高刷新率和廣視角、廣電級(jí)超高清畫面顯示。

在2022 年11 月卡塔爾足球世界杯, 中國(guó)移動(dòng)攜手世界超高清視頻產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟共同推動(dòng)HDR Vivid、Audio Vivid 商用落地，打造纖毫畢現(xiàn)、聲臨其境的視聽盛宴。這也是我國(guó)自主超高清音視頻標(biāo)準(zhǔn)首次用于世界杯直播，國(guó)產(chǎn)超高清音視頻標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入“移動(dòng)端規(guī)模化商用”時(shí)代。

另外，在短視頻、網(wǎng)絡(luò)直播、VR/XR、游戲、微信視頻以及在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療健康行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)伙伴都在積極應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù)，HDR Vivid 也在各種業(yè)務(wù)場(chǎng)景得到探索和實(shí)踐。

7.2 未來發(fā)展建議

作為一項(xiàng)新興的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，HDR Vivid在未來的發(fā)展中仍有很大的潛力和機(jī)會(huì)。以下是對(duì)HDR Vivid未來發(fā)展的幾條建議：

• • 推廣宣傳：為了推廣HDR Vivid技術(shù)，需要更多的推廣宣傳。可以在各種媒體上進(jìn)行宣傳，如互聯(lián)網(wǎng)、電視廣告、影院宣傳等，以吸引更多的觀眾和生產(chǎn)者。同時(shí)也可以在專業(yè)的行業(yè)展覽上進(jìn)行宣傳，以向?qū)I(yè)人士展示HDR Vivid的潛力和優(yōu)勢(shì)。

  • 開發(fā)專業(yè)設(shè)備：隨著HDR Vivid的普及，需要更多的專業(yè)設(shè)備來支持它的應(yīng)用。例如，HDR Vivid顯示器、攝像機(jī)、投影儀等，這些設(shè)備需要滿足HDR Vivid的高要求，并且需要與HDR Vivid標(biāo)準(zhǔn)兼容。

  • 增強(qiáng)后期制作技術(shù)：HDR Vivid標(biāo)準(zhǔn)需要更高水平的后期制作技術(shù)來支持，因此需要繼續(xù)開發(fā)和完善相關(guān)的后期制作技術(shù)，以滿足制作的需求。例如，更高效的調(diào)色調(diào)光工具、更高精度的色彩映射算法等。

  • 促進(jìn)開放合作：吸引世界范圍優(yōu)質(zhì)產(chǎn)業(yè)資源加入到標(biāo)準(zhǔn)體系的產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建中，加快技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在廣播電視、新媒體、影視娛樂等方面的應(yīng)用推廣。構(gòu)建端到端產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)上下游深入合作，促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)模應(yīng)用。

  • 拓展應(yīng)用領(lǐng)域：以重大賽事、活動(dòng)推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用與普及。推動(dòng)在文娛、工業(yè)制造等領(lǐng)域的應(yīng)用，打造標(biāo)桿案例。以體育、娛樂等重大活動(dòng)賽事為抓手，推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)先行先試，以具體落地案例促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的深度合作，提升觀眾認(rèn)知。除了影視制作領(lǐng)域，HDR Vivid技術(shù)還可以應(yīng)用于其他領(lǐng)域，如游戲、虛擬現(xiàn)實(shí)、衛(wèi)星地圖等。因此，需要拓展HDR Vivid的應(yīng)用領(lǐng)域，以創(chuàng)造更多的商業(yè)機(jī)會(huì)。

總之，HDR Vivid技術(shù)在未來的發(fā)展中需要不斷推廣和完善，才能更好地服務(wù)于影視制作行業(yè)，并在其他領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。面向未來2-3 年，通過加快部署面向個(gè)人、家庭、車載、影院、行業(yè)的應(yīng)用，鼓勵(lì)內(nèi)容制作行業(yè)，分發(fā)平臺(tái)加快內(nèi)容制作和分發(fā)，加速產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)筑，推進(jìn)行業(yè)演進(jìn)，構(gòu)筑未來超高清視音頻產(chǎn)業(yè)的技術(shù)和人才基礎(chǔ)。

好了，十期的超高清視頻系列本期就是最后一期了，下次，我們將挖新坑，再帶著大家探索其他的技術(shù)領(lǐng)域。對(duì)超高清視頻有興趣的同學(xué)，可以點(diǎn)擊下面的往期回顧，進(jìn)一步理解整個(gè)系列的全貌。

————<超高清視頻系列完>————