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自 1925年诞生起，电视机就成为了家庭中不可或缺的消费电子产品，而随着用户对生活品质的不断提升，对电视机的设计要求也在不断提高，电视机产品先后经历了一系列重大技术变革。不过在最近的几年时间中，电视机产品的主要改进集中在画质和观赏体验体验方面，电视机厂商先后在分辨率、响应时间、色彩等方面进行了改进。不过，在最基础的亮度方面，电视机厂商似乎一直没有太大的动作，直到2016年，索尼正式将原本应用摄影的HDR技术引入电视机产品，全面提升了电视机产品的亮度，成为了电视机行业的全新标准。这套标准的引入，标志着电视机产品正式补全了显示技术中的短板，为消费者带来全新的画质体验。
影响画质的五维空间
影像端的HDR成像和这里说的电视领域的HDR标准，实现一样的效果或者结果，但却是两种不同的概念。前者是实现拍摄效果的一种技术，后者是电视的显示标准。在说标准之前，我们要帮助大家回顾一下近年视频标准的发展轨迹，帮大家去理解为什么会有HDR这样的出现。
向速度挑战的进化：响应时间的进化
在电视机技术发展之初，由于普遍采用CRT显像管，因此只要显像管中的不见能发出电子束击打荧光粉，屏幕就能立刻发光，由于电子束击打荧光粉，因此CRT电视反应时间仅为1～3ms，在这个时代中被强调提到的更多的是刷新率。一般来说，只要刷新率达到60Hz或超过60Hz，用户就不会感到画面有延迟或闪烁。但当采用液晶面板时，由于技术原理完全不同，刷新率的概念就被顺利成章地忽略了。
当电视机全面转向使用液晶面板时，一个非常现实的问题被开始摆在桌面上公开，那就是液晶面板的响应时间。简单来说，液晶电视机的画面改变是通过液晶分子的变化实现的，由于液晶分子从接收到信号到完成变化需要一定的时间，因此在速度不够的情况下，屏幕显示的画面会有一定的滞后。用更严格的话来说，响应时间就是液晶电视机面板各像素点对输入信号反应的速度，即像素由暗转亮或由亮转暗所需要的时间。
在液晶技术开始被采用的早期，由于技术上的限制，多数液晶面板的响应时间最多只能达到25ms，换算成显示速度话，就代表着每秒显示约40帧画面，只能说是保持基本流畅（熟悉电脑游戏的玩家应该知道，一般游戏的速度达到每秒显示约60帧画面才能算是流畅），因此在呈现一些高速画面时，屏幕会有残影。但在家庭中，用户除了使用电视机观赏电影、电视剧之外，收看各种体育赛事也是主要用途之一，因此当使用早期的液晶电视机是收看诸如足球比赛或赛车之类具有大量高速画面的体育赛事时，体验是相当糟糕的，为此甚至有呼声要求开发新型显示技术，但这显然并不具有现实意义，因为一项技术从开发到最后实用必然需要一定的时间沉淀，仓促上马的全新技术多半会折戟沉沙。 于是，在这样的压力下，电视机厂商将提升液晶面板的响应时间作为头等大事来认真对待。在技术人员的不懈努力下，到目前为止，液晶电视机的面板响应时间已经获得了极大的提升，从早期的16ms，一直进步到4ms，甚至还有响应时间达1ms的产品出现。按照正确的换算方式，当响应时间达到16ms时，画面显示会每秒约60帧画面，这已经是流畅的标准，但面对部分高速画面还是有一定的困难；当响应时间达到8ms时，画面显示会每秒约125帧画面，除去大部分高速细节外，这类面板已经足够满足用户的需求，但电视机厂商并没有满足于这个标准，因为随之而来的高分辨率显示技术对响应时间又有了全新的要求；电视机厂商在之前的技术基础上，又再次升级，将显示面板的响应时间提升到了 4ms，这也意味这电视机的画面显示速度可以达到每秒约250帧画面，足够满足用户在相当长时间内需求。
由于面板和背光技术的进步，超广色域面板的普及进程也开始加快，在超广色域面板进入市场之初，由于生产成本的原因，产品推广的速度极慢。但随着性价比更高的LED背光的出现，超广色域电视机面板的普及一下就进入了快车道，采用这种技术的面板色域能达到118%，具有亮度高、色域广、反应快、可独立开关等诸多优势。更重要的是，其呈现出的色彩更丰富、更鲜艳，能大幅度提升用户的视觉感受。正是由于这样的因素，超广色域面板的普及，是继全高清分辨率面板普及后，第二个达成普及目标的电视机技术。 补全短板的终极进化：亮度对比度的进化
在速度、色彩、细节、解析度上都分别取得进步后，电视机厂商惊讶的发现，作为电视机最基础参数的亮度却一直没有变化。由于电视在视频画面展示上的局限性，如何最大限度的提升电视画质显示效果，让用户尽可能的感知真实世界，一直是电视厂商孜孜不倦的研究课题。如同当年的“3D”、 “4K ”所掀起的跟风热潮一样，HDR标准从2016年起便在各大电视厂商便开始摇旗呐喊中纷纷登场，一时间 HDR电视俨然成为了新年标配。但由于并未有统一标准，对于行业内推出的多个“形态”的HDR电视，可谓是众说纷纭、褒贬不一，这令消费者在进行电视选购前对HDR的认知与甄别显得极为重要。
前面谈到在HDR技术应用到电视之前，电视领域执行的SDR标准是一个推出近20年的标准，屏幕执行亮度为300nits，而这里谈到的HDR技术则达到了1000nits。与影像领域不同，在电视上实现HDR需要一个复杂的生态系统，由于液晶电视的非自发光特性，若想让亮度显示范围达到以往SDR不能企及的水准，不仅需要软件的兼容，更要硬件的支持与优化。由于电视在视频画面展示上的局限性，如何最大限度的提升电视画质显示效果，让用户尽可能的感知真实世界，一直是电视厂商孜孜不倦的研究课题。在HDR技术推出以前，广色域技术被认为是可以最大限度的还原现实世界色彩的一大法宝，事实上，不少电视厂商也将此技术运用在其高端4K电视上。然而色域的扩大并不能完全改善显示色彩的丰富度，亮度的动态范围扩展才能让画质显示的色彩空间更加丰富。HDR电视的出现，可以改善现有显示设备亮度范围的还原限制，带来更丰富的色彩、更多明暗细节和更高明暗对比。此外，亮度的动态范围得到提高以后，除了能带来更高的亮度以及对比度以外同时也会影响到另外一个元素—色彩。比如我们用平均测光来拍摄焰火，在焰火最终盛开那一刹那，最亮的位置全部是白的，水中的焰火倒影却是有颜色，但与我们眼睛看到色彩却有所不同。道理很简单，水中倒影因为它的亮度降低了，所以正好符合在SDR这个色彩空间的值里面，但是超过SDR色彩空间值的那个亮度值的色彩，它无法被再现出来，它只能以白色或者过曝的一种方式来进行还原。
写在最后
目前来说，很多高端的摄像机早已经支持HDR拍摄技术，如索尼的F55，F65，这样高端的摄影器材，说是高端，其实现在在电影圈子里面已经非常普及了，比如2015年热播的《芈月传》包括最新一集的007，都是采用HDR模式记录的。现在瓶颈主要在于传输和显示，传输包括我们把这个内容记录成一种什么样的格式传出去，就目前情况来看，蓝光碟片和网络将是我们第一时间收看HDR片源的最佳途径，而广电端涉及到设备的更新换代，则还需要一段不短的时间。
影响画质的五维空间
影像端的HDR成像和这里说的电视领域的HDR标准，实现一样的效果或者结果，但却是两种不同的概念。前者是实现拍摄效果的一种技术，后者是电视的显示标准。在说标准之前，我们要帮助大家回顾一下近年视频标准的发展轨迹，帮大家去理解为什么会有HDR这样的出现。
向速度挑战的进化：响应时间的进化
在电视机技术发展之初，由于普遍采用CRT显像管，因此只要显像管中的不见能发出电子束击打荧光粉，屏幕就能立刻发光，由于电子束击打荧光粉，因此CRT电视反应时间仅为1～3ms，在这个时代中被强调提到的更多的是刷新率。一般来说，只要刷新率达到60Hz或超过60Hz，用户就不会感到画面有延迟或闪烁。但当采用液晶面板时，由于技术原理完全不同，刷新率的概念就被顺利成章地忽略了。
当电视机全面转向使用液晶面板时，一个非常现实的问题被开始摆在桌面上公开，那就是液晶面板的响应时间。简单来说，液晶电视机的画面改变是通过液晶分子的变化实现的，由于液晶分子从接收到信号到完成变化需要一定的时间，因此在速度不够的情况下，屏幕显示的画面会有一定的滞后。用更严格的话来说，响应时间就是液晶电视机面板各像素点对输入信号反应的速度，即像素由暗转亮或由亮转暗所需要的时间。
在液晶技术开始被采用的早期，由于技术上的限制，多数液晶面板的响应时间最多只能达到25ms，换算成显示速度话，就代表着每秒显示约40帧画面，只能说是保持基本流畅（熟悉电脑游戏的玩家应该知道，一般游戏的速度达到每秒显示约60帧画面才能算是流畅），因此在呈现一些高速画面时，屏幕会有残影。但在家庭中，用户除了使用电视机观赏电影、电视剧之外，收看各种体育赛事也是主要用途之一，因此当使用早期的液晶电视机是收看诸如足球比赛或赛车之类具有大量高速画面的体育赛事时，体验是相当糟糕的，为此甚至有呼声要求开发新型显示技术，但这显然并不具有现实意义，因为一项技术从开发到最后实用必然需要一定的时间沉淀，仓促上马的全新技术多半会折戟沉沙。 于是，在这样的压力下，电视机厂商将提升液晶面板的响应时间作为头等大事来认真对待。在技术人员的不懈努力下，到目前为止，液晶电视机的面板响应时间已经获得了极大的提升，从早期的16ms，一直进步到4ms，甚至还有响应时间达1ms的产品出现。按照正确的换算方式，当响应时间达到16ms时，画面显示会每秒约60帧画面，这已经是流畅的标准，但面对部分高速画面还是有一定的困难；当响应时间达到8ms时，画面显示会每秒约125帧画面，除去大部分高速细节外，这类面板已经足够满足用户的需求，但电视机厂商并没有满足于这个标准，因为随之而来的高分辨率显示技术对响应时间又有了全新的要求；电视机厂商在之前的技术基础上，又再次升级，将显示面板的响应时间提升到了 4ms，这也意味这电视机的画面显示速度可以达到每秒约250帧画面，足够满足用户在相当长时间内需求。
由于面板和背光技术的进步，超广色域面板的普及进程也开始加快，在超广色域面板进入市场之初，由于生产成本的原因，产品推广的速度极慢。但随着性价比更高的LED背光的出现，超广色域电视机面板的普及一下就进入了快车道，采用这种技术的面板色域能达到118%，具有亮度高、色域广、反应快、可独立开关等诸多优势。更重要的是，其呈现出的色彩更丰富、更鲜艳，能大幅度提升用户的视觉感受。正是由于这样的因素，超广色域面板的普及，是继全高清分辨率面板普及后，第二个达成普及目标的电视机技术。 补全短板的终极进化：亮度对比度的进化
在速度、色彩、细节、解析度上都分别取得进步后，电视机厂商惊讶的发现，作为电视机最基础参数的亮度却一直没有变化。由于电视在视频画面展示上的局限性，如何最大限度的提升电视画质显示效果，让用户尽可能的感知真实世界，一直是电视厂商孜孜不倦的研究课题。如同当年的“3D”、 “4K ”所掀起的跟风热潮一样，HDR标准从2016年起便在各大电视厂商便开始摇旗呐喊中纷纷登场，一时间 HDR电视俨然成为了新年标配。但由于并未有统一标准，对于行业内推出的多个“形态”的HDR电视，可谓是众说纷纭、褒贬不一，这令消费者在进行电视选购前对HDR的认知与甄别显得极为重要。
前面谈到在HDR技术应用到电视之前，电视领域执行的SDR标准是一个推出近20年的标准，屏幕执行亮度为300nits，而这里谈到的HDR技术则达到了1000nits。与影像领域不同，在电视上实现HDR需要一个复杂的生态系统，由于液晶电视的非自发光特性，若想让亮度显示范围达到以往SDR不能企及的水准，不仅需要软件的兼容，更要硬件的支持与优化。由于电视在视频画面展示上的局限性，如何最大限度的提升电视画质显示效果，让用户尽可能的感知真实世界，一直是电视厂商孜孜不倦的研究课题。在HDR技术推出以前，广色域技术被认为是可以最大限度的还原现实世界色彩的一大法宝，事实上，不少电视厂商也将此技术运用在其高端4K电视上。然而色域的扩大并不能完全改善显示色彩的丰富度，亮度的动态范围扩展才能让画质显示的色彩空间更加丰富。HDR电视的出现，可以改善现有显示设备亮度范围的还原限制，带来更丰富的色彩、更多明暗细节和更高明暗对比。此外，亮度的动态范围得到提高以后，除了能带来更高的亮度以及对比度以外同时也会影响到另外一个元素—色彩。比如我们用平均测光来拍摄焰火，在焰火最终盛开那一刹那，最亮的位置全部是白的，水中的焰火倒影却是有颜色，但与我们眼睛看到色彩却有所不同。道理很简单，水中倒影因为它的亮度降低了，所以正好符合在SDR这个色彩空间的值里面，但是超过SDR色彩空间值的那个亮度值的色彩，它无法被再现出来，它只能以白色或者过曝的一种方式来进行还原。
写在最后
目前来说，很多高端的摄像机早已经支持HDR拍摄技术，如索尼的F55，F65，这样高端的摄影器材，说是高端，其实现在在电影圈子里面已经非常普及了，比如2015年热播的《芈月传》包括最新一集的007，都是采用HDR模式记录的。现在瓶颈主要在于传输和显示，传输包括我们把这个内容记录成一种什么样的格式传出去，就目前情况来看，蓝光碟片和网络将是我们第一时间收看HDR片源的最佳途径，而广电端涉及到设备的更新换代，则还需要一段不短的时间。