HDR学习之旅（一）

1. HDR VS LDR

绝对亮度VS相对亮度
  对于HDR图像和LDR图像来说，两者的亮度是存在区别的，这种区别不仅仅是亮度是范围，也在于亮度的意义上。对于LDR图像，因为LDR显示设备的亮度范围有限，并且编码格式也是只有0-255，因此能够显示的颜色和亮度范围有限，为了让有限的亮度空间能够合理利用，LDR图像亮度实际上并实际上并不对应显示场景中的亮度，而是一种相对亮度，通过伽马映射，将LDR图像映射到显示器支持的亮度范围中，再显示处来。而HDR图像对比LDR图像来说，亮度值就是绝对的亮度值，由于HDR显示器设备的亮度范围足够大，因此HDR图像每一个像素点记录的亮度值，就是显示自HDR显示器上的亮度值。
图一
HDR和LDR图像的色域范围也有很大差别。如图一所示，BT709也就是SRGB色域，BT2020包含自然场景人类可以看到的大多数颜色。
图像显示技术的最终目的就是使得显示的图像效果尽量接近人们在自然界中观察到的对应的场景，HDR图像和视频有着更高的亮度、位深、以及更广的色域，因此无法在正常显示器下进行显示。
2. 常见的HDR显示技术
图二
1、HDR10是2015年，美国电子协会（CTA）提出的，采用PQ曲线，10bit量化，标准BT2020色域，HDR10没有动态元数据，不能实现向后的SDR兼容。
2、HDR10+是2017年三星在HDR10基础上提出的，支持动态元数据，可以逐帧调整亮度，峰值亮度最高为4000nit，所需要的硬件标准和杜比视界差不多。
3、杜比视界由杜比实验室提出，使用ST2084作为传递函数，10bit/12bit位深，bt2020色域，相比于HDR10 的静态元数据，杜比视界采用的是动态元数据，可以根据场景信息对显示效果进行优化。
4、HLG是日本NHK公司和英国BBC合作开发的技术标准，在SDR显示器上也能正常播放，相比于HDR10，它能够适应档次较低的显示器，亮度范围最低支持500nit，最高支持2000nit，Sony一直用的这个技术，遗憾的是HLG的输出不带动态元数据，跟HDR10一样只能支持静态元数据，这方面比杜比视界和HDR10+要逊色。
5、SL-HDR1由飞利浦和Technicolor共同提出的，使用动态元数据，10bit位深，bt2020色域，同时兼容SDR显示器。