近幾年來,各大電視廠商在電視面板上的競爭可謂相當激烈,OLED、QLED、ULED分庭抗禮,爭奪未來顯示技術的名號,而在不久前,三星又帶著Micro-LED殺入戰(zhàn)局。在幾大顯示技術面前,廠商紛紛站隊,意圖奪取未來電視市場的主動權。顯示技術之爭一時難以停息,同時給消費者帶來,電視購買的只是一塊面板的錯覺。然而,電視廠商在顯示技術上的較量卻涉及多個方面,在消費者不清楚、不了解的領域里,依然暗流涌動。
這里的暗流指的正是HDR和H.265。
HDR:電視畫質的一次躍升
HDR全稱為High Dynamic Range,意為“高動態(tài)范圍”,這里的動態(tài)范圍指的是圖像的亮度和對比度。在大光比環(huán)境下拍攝,普通相機因受到動態(tài)范圍的限制,不能記錄極端亮或極端暗的細節(jié)。HDR就通過對同一個畫面進行多次曝光,在選取曝光的最佳細節(jié)合成最終的圖像。
不過,雖然名字都為HDR,但電視上的HDR和攝影上的HDR是兩樣東西。
在現實中,物體通過反射某種波長的光線進入人眼而有了顏色,也就是說,人眼所感知的色彩實際上既有色彩信息,也有亮度信息。然而,就目前的技術水平而言,電視機無法還原人眼所能看到的真是光影。
早在HDR出現以前,攝像機就已經可以拍攝100000:1的高動態(tài)范圍,而為了能夠在電視終端上顯示畫面,需要對視頻進行壓縮,將動態(tài)范圍調整為標準動態(tài)范圍即SDR,也就是1000:1。
而HDR技術就是電視信號處理和背光技術的提升,使電視機具備播放HDR片源的硬件水平,從而近乎無損地保留拍攝時的高動態(tài)范圍,最終達成視頻拍攝、傳輸到電視解碼、輸出畫面的全HDR表達。實際上,HDR就是提升亮度、色深和色域的技術。
如果說色深表示的是能夠顯示顏色的數量,那么色域指的就是能夠顯示的顏色的范圍。色域決定哪些顏色可以被顯示,色深則決定色彩間的過渡和變化的細膩程度。
在SDR的標準下,紅藍綠三原色被劃分為256級,可以顯示的顏色種類一共有1667萬種。由于256是2的8次方,因此SDR的色深為8bit,而HDR標準下的色深為10bit,也就是紅藍綠三原色被劃分為1024級,能夠顯示10.7億種顏色。10bit相比于8bit而言,就是在8bit的顏色與顏色間添加了更多的過渡顏色,這樣在顯示畫面時不會出現明顯的色階。
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2018-4-3 13:09 上傳
民用顯示器的色域范圍為95%NTSC,也就是BT.709,而HDR的色域標準是BT.2020,超過了先有的色域范圍,同時能夠顯示更加豐富的顏色。
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目前市面上主流的HDR標準有HDR10和Dolby Vision兩種。HDR10有美國消費者電子協會提出,由于其免費開源的特性而被最多的廠商所使用的,迄今為止已經得到了戴爾、LG、索尼等電視廠商的支持。另外主流的游戲主機如PS4和xbox OneS均支持HDR10。 而Dolby Vision即杜比視界是杜比實驗室開發(fā)的超高清藍光電視標準,杜比視界的色深可以達到12bit,一定程度上顯示效果要由于HDR10。然而杜比視界需要繳費給杜比公司進行認證,因此目前僅有少數高端機型使用杜比視界的HDR標準。
H.265:下一代視頻壓縮格式
視頻圖像數據有極強的相關性,就是說有大量的冗余信息。這就導致拍攝出來的視頻體積會非常大,一段未經壓縮的電影體積可能達到20G到200G。如果不對視頻進行壓縮的話,那么傳輸和流媒體播放會存在非常大的不便,也即是說,我們可能需要足夠大的網絡帶寬才能夠流暢地播放在線視頻,否則可能出現觀看一分鐘緩沖一小時的窘況。
因此,在上傳視頻前往往要對視頻進行壓縮,這個壓縮的過程就是編碼,而觀看經過編碼的視頻就需要進行解壓,解壓的過程就是解碼。由于視頻數據大量的冗余信息占據體積,因此編碼的過程就是去除冗余信息。冗余信息范圍空域冗余信息和時域冗余信息。
利用幀間編碼技術可以去除時域冗余信息,它包括運動補償、運動表示、運動估計三個方面。去空域冗余信息則使用幀內編碼技術和熵編碼技術,主要包括變換編碼、量化編碼、熵編碼三個方面。
目前比較主流編碼格式有MPEG-4、H.264、VP8等,其中H.264與MEPG-4和H.263+相比可以節(jié)省50%的碼率,降低存儲容量,同時提供更高的視頻質量。因此是目前運用最廣泛的編碼格式。而H.265則是H.264的升級。
H.265沿用了H.264的混合視頻編碼框架,同時又有了新的技術特點。在相同畫質和碼率下,H.265比H.264占用的空間理論上要節(jié)省50%;而在同樣儲存空間的的條件下,H.265的畫質則要更高一些;H.264可以砸低于2Mbps的速度實現標清數字圖像傳送,而H.265則可以在低于1.5Mbps的傳輸帶寬下實現1080P的全高清視頻傳送。
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同時H.265的運算量是H.264的2-10倍,運算量達到400-500GOPS,這對處理器的性能是不小的挑戰(zhàn)。不過,隨著處理器性能的提升,將來大多數終端解碼H.265將不存在負擔,另外,現在的手機端H.265解碼器尚存在很大的優(yōu)化空間。相信在不久的將來,H.265會取代H.265成為最主流的編碼格式。屆時,我們將會引來高清直播的時代,同時也告別看不清監(jiān)控的時代。
雖然HDR和H.265尚處于導入期,但是隨著硬件和技術的升級,未來的五年甚至十年,這兩項技術將會成為電視機的標配。
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