斗破苍穹续集,完美世界

HDR（高動(dòng)態(tài)范圍）是4K的標(biāo)配，大家研究眾多。今天著重聊下索尼新的 HDR Look。

首先說(shuō)下目前的發(fā)展背景。HDR 在實(shí)際應(yīng)用中不斷改進(jìn)，相關(guān)制作理念不斷升級(jí)，主要表現(xiàn)在：

1、 指南升級(jí)：ITU-R BT.2408-4（HDR 電視制作操作實(shí)踐指南）基于實(shí)踐，在持續(xù)更新；
2、 制作公司的LUT數(shù)量增加：代表性的 BBC LUT 針對(duì)不同應(yīng)用，也在不斷增加，目前更新到1.5版本（20個(gè)LUTs）。BBC 是 HLG 的標(biāo)桿，所以相關(guān) LUT 都是以標(biāo)準(zhǔn)的 HLG 為中心；
3、 廠家方法升級(jí)：代表性的比如索尼，從 HLG 曲線入手，既支持原始的 HLG，也提出基于 HLG 的變量，從早期的 HLG_Live，升級(jí)為新的一套HDR Look，方便現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)播制作。

正是因?yàn)?HDR 在理論上具有些許復(fù)雜性，那么在實(shí)踐中就有了追求簡(jiǎn)便調(diào)整的需求，但也要精益求精，于是上述提到的 LUT 調(diào)整方式和 HLG 變量基礎(chǔ)上的固定參數(shù)調(diào)整形式，成為目前應(yīng)對(duì)個(gè)性化和統(tǒng)一化兩種場(chǎng)景的主要方式。國(guó)內(nèi)從業(yè)者，使用固定參數(shù)方式為多。比如央視會(huì)有測(cè)試后的參數(shù)設(shè)定要求。東京奧運(yùn)會(huì)，不同設(shè)備支持 LUT+ 固定參數(shù)調(diào)整兩種方式。

LUT 針對(duì)特定場(chǎng)景，可以獲得較好的效果，但是場(chǎng)景更換，則需要更換 LUT。固定參數(shù)調(diào)整操作較為復(fù)雜，針對(duì)不同場(chǎng)景，可以獲得較為理想的效果。

在 ITU-R BT.2390-8（用于制作和國(guó)際節(jié)目交換的高動(dòng)態(tài)范圍電視）和ITU-R BT.2408-4（HDR 電視制作操作實(shí)踐指南）中都提到了一個(gè)詞“Look”，與此相關(guān)，索尼公司的產(chǎn)品中，發(fā)展了新的和“Look”有關(guān)的新理念和新設(shè)置。以下介紹 HDR Look 的基本涵義，并結(jié)合索尼產(chǎn)品的設(shè)置，拓展 HDR 的運(yùn)用。

什么是 HDR Look？作用是什么？

我們先來(lái)看看什么是 Look，Look 可以翻譯為“觀感”，是一個(gè)描述畫面觀感的術(shù)語(yǔ)，在電視行業(yè)，它主要被認(rèn)為是畫面的色彩飽和度與畫面色調(diào)的結(jié)合。

從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，它是由視頻信號(hào)的 OETF 和顯示端 EOTF 共同來(lái)定義的，包括調(diào)色師/技術(shù)人員賦予視頻信號(hào)的創(chuàng)意。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是通過(guò) HDR Look 的不同設(shè)置，可以調(diào)整整個(gè)范圍內(nèi)視頻信號(hào)的畫面觀感，從而給 HDR 圖像創(chuàng)意控制提供額外的靈活性。

什么是HLG_Live?

索尼最早采用的是 S-Log3 作為中間母版，在末端通過(guò) HDRC-4000 轉(zhuǎn)換為 HLG，為了最小化轉(zhuǎn)換流程，同時(shí)保持 S-Log3 高質(zhì)量畫面，索尼于 2017 年提出了 HLG_Live。HLG_Live 幾乎覆蓋了 S-Log3 OOTF 相同的動(dòng)態(tài)范圍，它可以視為以HLG（BT.2100）為載體，具有 S-Log3 高質(zhì)量的 HDR 曲線。這種 S-Log3 和 HLG 結(jié)合用于轉(zhuǎn)播的理念，有幾個(gè)考慮：

• 首先 S-Log3 在低亮度區(qū)域（100nit）和 SDR 的 OOTF 非常類似，那么 HDR 制作中用 SDR 調(diào)光，可以得到較好的效果。
• 其次得益于 S-Log3 在高亮部分可以很好的呈現(xiàn)圖像而不會(huì)過(guò)度曝光的優(yōu)勢(shì)，HLG_Live 相較于 HLG（BT.2100）具備更高的亮度和飽和度。S-Log3 設(shè)計(jì)值可覆蓋 6000nit，HLG 是 1200nit。
• 再者，S-Log3 本身寬廣的記錄特性，可以作為中間母版，在多種曲線轉(zhuǎn)換時(shí)，盡可能減少損失。

圖1：HLG 和 HLG_Live 的關(guān)系

HLG_Live 是索尼對(duì) HLG 的改進(jìn)版本，也可認(rèn)為是“索尼版” HLG，配置在索尼廣播級(jí)4K系統(tǒng)攝像機(jī)、4K ENG 肩扛攝錄一體機(jī)等設(shè)備上。在這些設(shè)備上既可以選擇 BT.2100 定義的標(biāo)準(zhǔn) HLG，也可以選擇索尼的 HLG_Live。

HLG_Live 和 HLG 的區(qū)別

HLG_Live 與 HLG 的區(qū)別是靈敏度與轉(zhuǎn)換SDR時(shí)的增益差不同。例如，索尼 HDC4300 攝像機(jī)設(shè)置為 HLG_Live 時(shí)，其靈敏度比設(shè)置為 HLG 時(shí)提升了 5dB，接近1檔光圈，對(duì)低照度拍攝非常有利，HLG_Live 可以理解為標(biāo)準(zhǔn) HLG (OETF) + Live (HDR Look/OOTF)。但請(qǐng)注意，在監(jiān)視器端，不管是選擇 HLG_Live 還是 HLG，EOTF 都選擇 HLG。

HDRC-4000 自 2.30 版本后增加了 HDR Look 功能，與之前的 HLG_Live 的聯(lián)系和區(qū)別見下圖。

圖2：HDR Look 介紹

什么是 Natural Look 和 Traditional Look

前面提到，Look 指的是圖像的色彩飽和度和圖像色調(diào)的結(jié)合，從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，它是由視頻信號(hào)的 OETF 和顯示端 EOTF 共同來(lái)定義的。Look 分為 Natural Look 和 Traditional Look。

圖3：HDR Look 分類

Natural Look “自然” 觀感

Natural Look “自然”觀感是一個(gè)新的術(shù)語(yǔ)，被用來(lái)非正式地描述以 ITU-R BT.2100 標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建的 HLG HDR 格式的觀感。也就是我們常說(shuō)的 HLG（ITU-R BT.2100），它僅將伽馬非線性曲線應(yīng)用于亮度分量信號(hào)，而不是R、G、B分量。因?yàn)檫@一過(guò)程可以創(chuàng)建更為精細(xì)的色彩呈現(xiàn)，從而與攝像機(jī)所成像的本地畫面的色彩參數(shù)相匹配，因此顯示圖像的飽和度更接近于真實(shí)場(chǎng)景，故稱為“自然”觀感。

Traditional Look “傳統(tǒng)” 觀感

Traditional Look “傳統(tǒng)” 觀感，之所以稱為 “傳統(tǒng)” 觀感，是因?yàn)樵?HDR 之前的 SDR 就是以這種觀感存在的，而 S-Log3（Live）、HLG（Live，Mild）與 SDR 具有相似的 “傳統(tǒng)” 觀感，它們的 OOTF 伽馬曲線被獨(dú)立地應(yīng)用于R、G、B分量，因此會(huì)增加圖像飽和度，使畫面看起來(lái)比真實(shí)場(chǎng)景更鮮艷，這也符合過(guò)去以來(lái)觀眾被電視培養(yǎng)的觀看習(xí)慣。與此類似的情況，BBC針對(duì)更多彩色HDR圖像的需求，會(huì)采取標(biāo)準(zhǔn) HLG 轉(zhuǎn)換 LUT表+攝像機(jī)圖像參數(shù)控制的方式。ITU-R BT.2390 中描述了如何在增加色彩飽和度的情況下依然可以在顯示端保持色調(diào)曲線不變，并正確顯示HLG圖像。HDR Look 中的 Live 和 Mild 正是利用這一原理，產(chǎn)生比 Natural 更高的色彩飽和度。

圖4：ITU-R BT.2390 中 Live 和 Mild 對(duì)應(yīng)原理描述

不同 HDR Look 的特點(diǎn)

實(shí)際上，現(xiàn)在的 HDR Look 中的 Live 對(duì)應(yīng)的是原來(lái)的 HLG_Live，Natural 對(duì)應(yīng)的是原來(lái)的 HLG_BT.2100，而 Mild 為新增加的，畫面飽和度介于 HLG_Live 和 HLG_BT.2100 中間的一種信號(hào)設(shè)置，它針對(duì) DR（顯示光參考）和SR（場(chǎng)景光參考）的往返轉(zhuǎn)換（Round-Trip）有一定優(yōu)勢(shì)，Mild 進(jìn)一步減小了 DR 上 + SR 下往返轉(zhuǎn)換時(shí)飽和度增大的問(wèn)題，擴(kuò)展了往返轉(zhuǎn)換組合的靈活性。

此設(shè)置用于定義畫面觀感。這些選項(xiàng)稱為 “實(shí)時(shí)(Live)”，“柔和(Mild)”和“自然(Natural)”，它們的圖像特點(diǎn)匯總在下表中。

圖5：HDR Look特點(diǎn)