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— 探讨电视HDR功能的重要性:亮度映射和精确细节,提升画质? —

更新时间:2023-05-10 19:00:01 编辑:丁丁小编

最近测试了和体验了一些电视,发现一些电视上新增了一些画质部分的功能。其中最让人感兴趣的是两个,一个是HDR亮度映射功能,一个是杜比视界精确细节功能。之所以我们说这两个功能比较有趣,一个是之前大多数电视是不支持这两个功能的,HDR亮度映射功能一般厂商有自己的一套机制,或者根据行业内固有的规则来实现;另一个原因也是其中一些功能在之前的芯片上无法实现,比如杜比视界精确细节,而在今年大家都开始使用联发科的新芯片后,这一功能才得以降临安卓电视上。

这两个功能实际上对于用户观看HDR视频或者玩HDR游戏,都是会有牵涉的,因为它们最终都涉及到HDR画面的实际表现。所以我们觉得有必要单独把这两个功能拿出来聊聊,当然这其中的原因也是目前支持的电视逐渐增多。在之前像LG其实有一些HDR亮度映射的选项,从去年的C2开始也可以支持杜比视界精确细节功能;而现在TCL则是首个支持用户手动选择HDR映射模式以及杜比视界精确细节的国内电视厂商,这对于国内电视的画质来说,有着正面的意义。

HDR亮度映射:亮度无法达到的解决方案

HDR映射功能是每个电视都要做的,当然这里涉及到很多相对复杂的东西,我们尽量以简单的说法来解释,不做太多原理方面的技术说明。HDR游戏也好,HDR视频也好,都会有自己的亮度设置,按照正常的逻辑来看,一个画面创作人的意图是多少亮度,那么电视上相应显示出多少亮度,是最佳的状态。一般来说,一款电视的HDR效果好不好,主要是看电视的亮度是否能尽量接近输入画面的亮度,这个我们通常用PQ曲线图来查看。

关于PQ曲线图和EOTF测试,这里我们不多说,大家可以这么理解:电视在HDR下的亮度表现越符合图像输出的原始亮度,那么表现也就越好,就越能体现创作人想要传达的画面意图。打个比方,一个画面有100nits的原始亮度数据,如果电视这个时候也发出100nits的亮度,那就是完美匹配,如果这个画面高于100nits或者低于100nits,那么都是不准确的,画面就会显得过亮或者过暗。

每个厂商对画面的理解不一样,所以在PQ曲线的表现上也不同,有的可能会很准确,有的可能会很糟糕,通常来说所有电视的在电影模式下的PQ曲线是最佳状态。但无论PQ曲线表现如何,实际上电视是不可能达到一个完美的HDR状态的,这受限于目前电视亮度的不足,比如一个视频画面的亮度达到了10000nits,可目前市面上并没有10000nits的电视,这个时候电视就会有自己的一套机制去解决这个问题。

对于电视而言,当图像的数据中出现自己无法达到的亮度,就会用两种方法去解决,第一种方法就是暴力剪裁,当图像数据出现无法达到的亮度时,电视直接咔嚓一下将更高的亮度信息给切断了,一律以自己能显示的最大亮度呈现。这样做的好处就是能让用户获得电视最高的亮度,但是由于更高的亮度信息被干掉了,所有原本更高亮度的画面,在电视上只能以相同的亮度显示(通常是电视的峰值亮度),所以这种高亮度的画面就会丢失细节。

而另一种方法就是我们所谓的HDR亮度映射了。尽管电视达不到画面应有的亮度数据,但是电视会采用压缩亮度的方案来呈现更高亮度的画面,这样虽然电视实际的亮度会降低,但能保持画面的信息,所以会有更多的细节呈现。值得注意的是,电视这种压缩亮度的HDR映射方案,可以很早就介入,也可以比较晚介入。有的电视在画面亮度信息超过300nits就开始采用亮度映射的方案,有的电视则因为自己本身亮度较高,可能要检测到1000nits的亮度信息时才会开始压缩,这要看电视厂商和具体产品的设计思路了。

一般来说,目前的电视在HDR环境下,都会采用HDR亮度映射的方案,只是压缩的比例、介入的亮度环境会有区别。通常而言,本身亮度较低的电视,会很早就开始进行HDR映射,反正自己亮度都低,还不如呈现更多HDR的高亮细节,比如一些中低端的电视就会这样做。但无论如何,不管是采取剪裁还是亮度映射,电视总会遇到自己达不到的亮度,所以当HDR亮度映射最终达到了电视自己的峰值亮度,那么这个时候和剪裁一样,也只会以相同的峰值亮度显示画面了。

所以这就要电视厂商考虑了,如果电视本身的峰值亮度足够高,那么应该什么时候做亮度映射?因为说白了,厂商是希望能发挥出自己电视的优势,也就是尽量给用户提供最大亮度的画面表现,剪裁是最简单的方案,剩余的只要把峰值亮度以下的PQ曲线做好就行了。但同时大家都在拼画质,一味高亮而缺乏细节的粗暴剪裁手段又太过简单,所以HDR亮度映射的方案就显得很重要了。

几种电视的HDR映射方案:交由用户自己掌控

以LG的C2系列OLED电视举例,这款电视峰值大概在800nits左右,在HDR映射部分,它提供了关闭、开启以及HGiG三种方案。在正常HDR映射下,如果画面信号是在600nits以下,那么它可以做到完美的PQ曲线,也不用做任何HDR亮度映射,因为这并没有超过它的峰值亮度;如果画面信号的亮度是1000nits以上,那么大概在600nits左右就开始做亮度映射,直至达到自己的峰值亮度;如果是画面信号亮度更高的话,比如4000nits,LG的C2甚至在200nits起就开始做亮度映射了,直至达到自己的峰值亮度,这样在遇到比如画面是超高亮数据时,虽然亮度达不到,但还是能展现出足够的细节。

至于HGiG这种映射方案,实际上只针对游戏。它可以说是一种暴力剪裁,从PQ曲线来看,低于峰值亮度时,可以达到完美的PQ曲线,而在超过峰值亮度以后,画面一律以峰值亮度显示。按照我们之前说的,这种情况遇到更高亮的画面时,会出现细节不足甚至曝光过度的可能。但HGiG有意思的地方是,无论是游戏主机还是PC,都可以让用户检测电视的亮度,然后PC和游戏主机就会根据电视的亮度,让输出的内容最高亮度不会超过电视的亮度,这样就能做到完美匹配电视亮度,此时画面细节也有了,同时还能体现出电视的亮度优势。相当于让硬件设备自己进行亮度压缩和映射,电视只负责正常输出画面就行。

不过HGiG只适合游戏和PC,因为这些硬件有办法检测出电视的亮度,而看视频就不行了,视频设备大多数可不会知道电视的亮度,倒是一些蓝光播放器可以让用户自己选择电视的输出亮度,这样蓝光播放器自己来做亮度映射,电视就不用考虑这个问题了,这样的效果也是比较好的。只不过HGiG虽是一种理想状态,但游戏软件公司太多,哪怕主机或者PC检查到了电视的最高亮度,并且在系统中去限制软件的亮度,但还是有游戏表示:老子就是要全力输出亮度,就不支持HGiG!遇到这种游戏,电视和用户也只能徒呼奈何……

而最近TCL的电视在HDR亮度映射上,也做出了一些新花样。细心的人会发现在播放HDR视频时,TCL最新款的电视多出了三个HDR亮度映射的选项,分别是亮度优先、细节优先和平衡。其中亮度优先就是我们说的亮度剪裁,在达到峰值亮度前后,画面都不做亮度映射,或者将亮度映射的点设置得比较高,这样尽量展现最大亮度。

而细节优先和平衡两个选项,则是HDR映射相对早的介入,在画面亮度信息不是很高的时候就开始压缩亮度,从而在HDR视频中展现更多的细节。实际上从我们的体验来看,在一些局部的超高亮画面下,无论是什么样的HDR映射选项,TCL的亮度都是一致的,这说明无论是剪裁也好,还是HDR亮度映射也好,已经达到了亮度的极限。倒是一些非高亮的场景,细节优先和平衡选项,会明显地降低亮度。

以这一画面不同HDR映射模式来看,“细节优先”的模式画面的确感觉整体亮度要低一些,但是阳光照射的画面更有质感和细节;而“亮度优先”的模式在整个画面上感觉都要更亮,只是高光下细节要缺乏一些。不过可以告诉大家的是,在最亮的太阳这部分,两者的亮度其实是一致的,亮度的差异主要是非高光的部分。这是因为即使是用HDR映射,太阳的亮度也达到了电视的极限,但是通过HDR映射的确要比暴力剪裁获得更多的画面细节。至于整体亮度是不是达到用户的需求,则因人而异了。

我们不去具体讨论TCL在这个画质选项上,三种不同选择的亮度压缩程度,我们想说的是,这应该是第一款将HDR映射的效果交由用户自己选择的国产电视,如果用户需要更高的整体亮度,或者需要更多的HDR画面细节,都可以根据自己的喜好选择,不再只让电视自己死板的发挥,这对于用户来说绝对有着正面的意义,特别是影音爱好者以及画质发烧友。

稍微需要提醒的是,在我们的体验中,这个选项只出现在HDR10以及HDR10+的视频上,而杜比视界的视频则没有开启这个选项,这是因为杜比视界有自己的一套HDR映射逻辑。这不仅出现在TCL电视上,包括LG以及其他电视在播放杜比视界视频时,也都没有可调整的HDR映射选项,这对用户来说倒也算省心。

杜比视界精确细节:且不管好不好,至少LG不再“垄断”

我们之前介绍过杜比视界精确细节这个功能,简单来说这是杜比视界的一个图像增强系统,这个功能需要配合杜比视界IQ来实现,当打开杜比视界IQ和杜比视界精确细节的时候,配合环境光线和亮度,当视频场景处于非常黑暗的时候,这个功能将为用户呈现出更多的暗部细节。在拥有这个功能后,当用户观看杜比视界的视频时,能获得更多的暗部细节。

这个功能实际上属于杜比视界IQ的更新功能,但它的确需要芯片拥有更多的算力才能实现。所以在过去,除了2022年采用Alpha 9 Gen 5画质芯片的LG电视支持以外,其他所有电视都不支持。而联发科也只能在新的Pentonic系列芯片上才支持,也就是说2023年之前的安卓电视都不会支持这个功能,包括索尼也是如此。甚至索尼今年大多数电视由于继续采用MT5895芯片也不会支持,理论上也只有使用Pentonic 1000的A95L才会支持。

除了LG之外,目前国内确定支持杜比视界精确细节的只有TCL的Q10H,不过相信所有采用MT9653芯片的TCL电视最终都会支持这一功能,毕竟MT9653芯片就是联发科的Pentonic 700,是原生就能支持杜比视界精确细节的!这也是首个支持杜比视界精确细节功能的国内电视品牌,从画质技术和功能方面而言,TCL今年的电视的确是可以打一个非常高的分数。

当然杜比视界精确细节的主要目的是让用户可以进一步看清楚杜比视界视频中的暗部细节,不过这个功能之前一些LG的用户表示因为提升了局部亮度,虽然看得更清楚,但反而容易破坏原本的画面意图,甚至一些细节虽然会更明显,但画质有崩坏的嫌疑。不过我们自己进行的体验对比,则没有明显发现画质有崩塌的问题,看起来应该是进行了修复。

在我们的体验中,开启杜比视界精确细节后,画面并没有很夸张地提升亮度,只是在一些稍微阴暗的部分提升了少许亮度,这样的确能把一些细节看得更清晰,同时我们也没有感受到提升这点亮度后,画面有更多的噪点或者涂抹状的东西,所以这个效果我们认为还是能接受的。而且我们觉得,无论这个功能到底实用不实用,但是作为杜比视界的一项技术,好不好用是用户说了算,所以关键的地方是厂商愿意不愿意将这技术下放,这的确表明了厂商的一个态度。

写在最后

实际上从联发科新一代电视芯片问世以来,我们都期待着电视在2023年有更完善的表现,特别是在画质、接口部分。目前来看,大多数电视厂商还是比较保守,包括索尼这样的海外巨头,大多数产品并没有实质的变化;而国内部分,大家都在普及MT9653芯片,但目前来看似乎也只有TCL愿意在画质和功能上做更多的尝试。

当然随着时间的推移,我们相信厂商能将新的芯片以及面板、背光等技术优势发挥出来,毕竟现在国内电视行业在中高端产品上内卷得这么厉害,除了价格之外,技术上的能力如何也很可能决定一个电视品牌在今年的命运。从我们的角度来看,无论是HDR映射功能还是杜比视界精确细节功能,这些选项的提供与否,多少说明了电视品牌在针对市场和用户上的态度。我们也希望有更多的厂商能在技术开发上走得更远一些,因为每一点让用户感到惊喜的小小进步,最终都会形成一个巨大的合力反馈给厂商!

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