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与2019年初开始写《HDR自习室》系列相比，关于HDR节目拍摄、制作、发行的自学内容也越来越丰富。阿里中文官网提供“HDR常见问题”页面，从主流数码相机厂商的角度，讲解阿里对HDR节目拍摄、制作、监控、分享的理解。我在这里分享这一页，全文6000+字，重要部分我用蓝色标注。如果你看不懂全文，你必须学习蓝色部分。

什么是HDR？

HDR是“高动态范围”的缩写，意思是画面有较暗的暗部和较亮的白场，从而获得过去不可能的高对比度。在过去的几年中，HDR主要用于描述具有更大动态范围的新显示技术，即它可以显示具有更大动态范围的图像。画面对比度提高了，不错。同时也让画面看起来更加锐利，色彩更加饱和，深度在空之间，支持更丰富的画面风格。

HDR被认为是图像显示技术的巨大进步，因为它立即提高了对图像质量的感知，这与画面分辨率、显示尺寸或观看距离无关，即使是从未接受过培训的普通人也能立即看出它的不同。此外，HDR的数据速率提升可以忽略不计，因此对带宽成本影响不大，但视觉冲击大大提升。

什么是特别提款权？

SDR对应HDR，意思是“标准动态范围”。我们从普通电视机或电影院看到的是SDR图片。

视频的HDR和照片的HDR是同一个概念吗？

在平面摄影中，HDR代表的是通过不同快门速度的多次曝光，在单一画面中呈现更高动态范围的拍摄和修图技术，生成的画面具有超现实的观感。最近，智能手机开始以这种方式拍摄HDR照片。

影视行业中的HDR指的是捕捉和显示HDR动态图像，其中图像的高光和暗区具有更多细节，并显示在HDR显示设备上。ARRI的数码相机，如ALEXA 65、ALEXA、ALEXA Mini或AMIRA，拥有所有数码相机中最高的动态范围，因此ALEXA自2010年成立以来一直在记录HDR。与平面摄影中的HDR不同，ARRI数码相机的图像直接是HDR，不使用多次曝光和重合成，因此没有运动模糊。

HDR在录什么？

HDR录音是一种高动态范围拍摄，以HDR格式发行，并在HDR显示设备上显示。如果您的任务是拍摄需要HDR输出的程序，请确保您使用的图像传感器/图像处理管道从一开始就有足够的容差。HDR图像的丰富度和逼真度以及配色空在录制阶段就已确定。

什么是HDR显示技术？

只要显示技术能够呈现出比“标准”对比度更高的对比度，就可以算是HDR显示。以前电视机最大亮度只有100尼特，电影院最高投影只有48尼特。没有明确的定义显示HDR有多亮。目前唯一一款基于激光技术的影院HDR投影仪，最高亮度108尼特。最近的HDR消费类电视机都是基于主动背光或者有机发光二极管背光技术，最高亮度500-1000尼特。

目前有哪些HDR标准？

有一个共同的HDR标准和几个不同的分配标准。在这些分发标准中，有三个是最受欢迎的:

-杜比视觉

- HDR10

-混合对数伽玛

在解释这些HDR标准时，难免会提到一些名词。详见下文。

EOTF

-PQ

-SMPTE ST 2084

-Rec 2020

-Rec 2100

我为什么要在HDR录制，有什么好处？

一般来说，HDR的特点是“画面更生动，暗部更深，白场更亮”。想象一下看窗外的感觉:HDR的目的是重现我们从现实生活中观察到的绚丽、真实的色彩，为2D画面增添空的突破深度，最终带来身临其境的观赏体验。

越来越多的制作项目，无论是电视节目还是电影，都需要HDR。想要被打上“UHD溢价”标签的内容，必须按照HDR标准来掌握。

一些电影公司的UHD电影都是按照HDR标准来制作的。

如何用ARRI相机记录HDR内容？

HDR的显示设备最近才出现，但ARRI的数码相机已经记录了很长时间的高动态范围。自2010年成立以来，ARRI数码相机就是HDR相机。由ALEXA宽色域/Log C编码的所有ProRes和ARRIRAW都是制作和输出HDR的理想材料。

HDR有运动神器吗？

不存在。ARRI数码相机可以一次捕捉所有的图像数据，所以拍照时不需要像往常一样混合不同的曝光。

ARRI相机和HDR兼容吗？

自2010年问世以来，ARRI数码相机的动态范围很高，非常适合拍摄HDR图像。目前，大多数HDR产品都是用ARRI数码相机拍摄的。

HDR用ARRI相机拍摄有什么优势？

ARRI数码相机可以捕捉到迄今为止所有数码相机中最高的动态范围。从几乎过度曝光到完全过度曝光，高动态范围提供了柔和的过渡，从而避免了高光的硬剪裁。ARRI数码相机的低背景噪声非常适合VFX，HDR调色也需要，因为更高的动态范围会在图像的暗部显示更多细节。出于所有这些原因，ARRI数码相机最适合捕捉HDR内容。

ARRI彩色处理的位数是多少？如何存储图像？

照相机中的图像用16位线性处理，然后用12位记录在记录介质上。

为什么ARRI以12位对数格式存储16位线性图像？

16位线性编码对于记录图像既不有效也没有必要。图像可以从16位对数线性转换为12位对数，而不会丢失任何信息或质量，但可以大大节省数据速率和数据量。

ARRI的ALEV III传感器可以捕捉16位图像数据；我们的图像处理链使用12位对数标度将数据打包成ARRIRAW或ProRes图像。这将为每个档位分配基本相同的代码值，这比16位线性更有效，并且可以更好地代表人眼如何感知光线。

按编码值的齿轮分布

HDR应该在现场监控吗？

拍摄HDR交付产品时，最好现场监控HDR，以便尽早发现HDR形象问题。HDR监测必须使用HDR监测器，因为在特别提款权监测器上看不到HDR效应。

如何现场监控ARRI摄像机的HDR？

用HDR监视器来判断HDR的图像。ARRI提供了一个图片样式文件和一个3D LUT，可以使用SMPTE ST-2084编码将Log C图像转换成HDR。这些图片样式文件可用于以下相机:ALEXA SXT，ALEXA Mini和AMIRA。通过BNC电缆将监视器连接到摄像机的SDI输出。监视器必须设置为SMPTE ST-2084编码。

使用其他ALEXA模型时，使用LUT盒将Log C转换为PQ编码。一些HDR显示器允许使用3D-LUT转换。

如何曝光/照亮HDR？

总的来说，这种做法与特别提款权没有什么不同。以下是一些需要注意的问题:

-拍摄HDR时，正确曝光非常重要。裁剪后的高光在HDR会非常分散注意力，因为图像的大部分区域没有细节。

——在现场通过HDR监视器查看摄像头的图像，判断画面中背景高光与实际光线的比例以及演员的脸部。在HDR，这个比例是不同的，它会分散观众对演员的注意力。

——HDR拍片的动态范围比SDR拍片大，降低了图像后处理的可能性。在HDR州，高光或阴影细节的丢失可能会变得更加明显。

-对比度越高，噪音越明显。尽量避免噪音。

-较高的对比度可能会显示应该隐藏在阴影中的细节。

-更高的对比度会突出背光、边缘光、窗户上的眩光以及衣服、珠宝等。

-更高的对比度使物体看起来更清晰。检查妆容、服装和风景。还要查背景。SDR中有点过爆的背景在HDR可能不会过爆，所以看起来是假的。

-更高的对比度会增加运动抖动，这是由于高对比度边缘在屏幕上移动导致的频闪效应造成的。摇动镜子的速度可能需要调整，并且必须仔细监控大的明亮区域前面的运动。

不设置HDR监视器拍摄HDR有什么隐患吗？

框架中任何非常明亮的地方都可能是一个问题，例如闪亮的高光、背光、边缘光、窗户上的眩光以及实践中的衣服或珠宝。在HDR的图像中，与特别提款权相比，这些地方在HDR展示时可能会变得过于明亮和分散注意力。避免这种情况的最好方法是在HDR进行监测。

拍摄HDR时对镜头有什么特殊要求吗？

当你想拍摄一个反差很大的场景时，杂散光或眩光就是你的敌人。因此，镜片涂层的质量非常重要。有很多透镜组的长焦镜头最容易有眩光。摄像头前的外部滤镜也会增加眩光。

掌握有哪些HDR标准？

目前，向家庭分发HDR视频有三种分发标准

-HDR10

-杜比视觉

-混合对数伽玛

和影院发行标准

-杜比视觉影院

HDR样品的工作流程是怎样的？

HDR工作流程与当前工作流程没有太大区别。ALEXA宽色域/Log C素材被加载到色彩校正系统中。然后使用3D LUT将图像转换为监视器输出。3D LUT需要为不同类型的HDR而改变。ARRI提供了这样一个3D LUT，但每个产品都可以自由设计自己的图片风格并在相机中使用，也可以用于掌握。

我应该在HDR编辑吗？

因为有利于编辑看到图像中的可用信息，所以最好在HDR编辑。这可以通过使用SMPTE 2084EOTF创建编辑文件并在编辑中使用HDR监视器来完成。请注意，将计算机显示器连接到编辑器将无法正确显示图像，因此这可以忽略。

我可以在ACES工作流中生成HDR大师吗？

是的，ACES系统包括基于参考渲染转换的HDR输出转换。

我应该先给HDR还是特别提款权上色？

对于哪种配色策略更好，业界还没有达成共识。如今，这两种方法都用于HDR生产。先调色SDR的好处是目前大部分显示器还是SDR，所以是先调色最大的观众，再进行HDR下变频生成HDR电影。首先，HDR调色的优势在于，我们经常发现，这样反过来可以得到更好的SDR调色。然而，看过HDR的客户会对SDR电影不满意。

当ARRI的3D LUT用于HDR和SDR调色，并且所有调色操作都在Log C空之间执行时，很容易通过交换3D LUT在SDR和HDR之间切换，反之亦然。切换3D LUT后，您需要向下转换，以新格式保存您的想法。

我需要特殊的软件来编辑/后期制作HDR电影吗？

你不需要任何特殊的软件。任何可以使用Log C数据和3D LUT的系统都可以用来生成HDR主文件。但是，您可能需要特殊的软件来创建特定的分发格式。

有没有可能把SDR主设备转换成HDR？

是的，一些配色工具提供了这样的功能。质量可能不如日志C的原始文件..然而，由于有许多特别提款权内容，并且对HDR内容有很高的需求，所以通常会这样做。

有没有可能把HDR换成特别提款权的碎片？

是的，但是因为当你改变图像的亮度时颜色会改变，所以你必须在颜色校正中修剪它。

如何在家观看HDR内容？

要在家体验HDR，必须同时满足两个条件:

a)您的电视机必须支持HDR显示。第一批支持至少一个HDR发布标准的显示设备已经出现在CES 2016上。

b)播出内容本身必须是HDR。几家主要的流媒体服务提供商已经开始提供越来越多的HDR内容。与此同时，大量新发行的UHD蓝光影碟也使用HDR复制。

家庭分发的HDR内容的格式是什么？

HEVC编码正在用于消费产品的HDR流媒体传输。

现在哪些公司在播放HDR的内容？

几家流媒体服务提供商正在提供HDR节目，包括亚马逊、网飞、Vudu等。据我们所知，目前没有HDR电视频道。

如何在影院观看HDR内容？

请确定你要去的影院是“杜比视界影院”——杜比计划到2024年部署约200套杜比视界投影系统。杜比视觉影院的每个放映大厅都需要通过专门的杜比认证，至少要达到杜比要求的最低技术标准。杜比视觉影院使用两台激光投影仪投射HDR内容。与传统氙灯投影仪相比，激光投影仪具有更高的对比度、更高的亮度和更宽的色彩范围。

什么是杜比视觉？

杜比视觉是一套高质量、高动态范围、宽色域的娱乐内容输出系统。

杜比视觉目前有两个版本:

1.杜比视觉电视广播之家

2.电影放映杜比视觉影院

杜比视觉采用SMPTE 2084EOTF变换，杜比视觉之家采用额外的动态元数据与SDR显示设备兼容。

杜比视觉的亮度范围从0到10，000尼特。今天的显示技术具有0.005到4，000尼特的亮度能力。作为比较，标准动态范围内的显示亮度为0.05至100尼特。

什么是HDR10？

这是CTA推出的HDR格式，被UHD优享标准采用。HDR10使用静态元数据来描述主显示设备和主颜色空之间的关系。目前HDR10与SDR电视机不兼容。

什么是混合对数伽玛？

混合对数伽马曲线是NHK和BBC基于ITU Rec BT.2100标准开发的HDR标准。HLG更接近过去使用的电视传输曲线，为传统显示设备提供了一定程度的兼容性。HLG信号接近Rec 1886的0.6，高亮编码变成对数，使得HLG向后兼容SDR显示设备无元数据。

上图是最大亮度为100尼特的SDR信号和最大亮度为1000尼特的HLG信号的对比。请注意，纵轴是对数的。

什么是UHD联盟？

UHD联盟是一个由制造商、电影公司和内容出版商组成的社区，负责围绕新的观看体验制定标准和塑造生态系统。UHD联盟早在2016年就制定了“UHD溢价”标准。ARRI是UHD联盟的成员。

什么是UHD溢价？

UHD消费产品和内容联盟根据以下最低条件推出的ULTRA HD PREMIUM认证和徽标:

-分辨率:3840 x 2160

-色深:10位释放，10位显示回放

-color 空: BT.2020

-主显示设备:SMPTE ST 2084

-内容传递功能:SMPTE ST 2084

-播放显示:SMPTE ST 2084

名词“Nite”是什么意思？

“Nite”是每平方米烛光的另一种说法。它是亮度的单位。“Nite”来自拉丁语“shining”:nitere。

参考数据:视频演播室显示器的峰值亮度在100到120尼特之间，而现代电视机或桌面显示器的亮度可能高达200甚至300尼特，而专为户外使用而设计的专用显示器的亮度会更高。需要注意的是，HDR代表“高动态范围”，并不等同于“超亮”。它的关键特征是最大亮度和黑场水平之间的高比率。

HDR有HDMI标准吗？

HDMI是将UHD-1和UHD-2内容传输到消费者显示设备的接口。要传输静态元数据HDR内容，系统必须具有符合HDMI 2.0a标准的接口。

什么是宽色域？

WCG是色域大于Rec 709的颜色空的总称。

什么是Rec 2020？

Rec 2020的color 空的范围比Rec 709大，也是目前高清行业标准采用的color 空的范围。Rec 2020可以提供更漂亮的图片，但只有新的显示技术才能正确显示，传统的Rec 709显示设备不支持Rec 2020。

Rec 709是高清电视的编码色空，Rec 2020是UHD的编码色空。三原色的光谱覆盖范围较大，因此可以在画面中呈现出更饱和的色彩。

Rec 2020是编码标准，电视机或显示器可能不支持其全部色域。然而，在显示设备本身的色域内显示的内容没有偏差。以电视机为例。要获得UHD联盟颁发的UHD Premium标志，这台电视机支持的色域不能低于P3色域的90%。

Rec 2020会取代DCI-P3吗？

DCI-P3原本是数字投影仪的颜色空，覆盖了Rec 2020颜色空的72.9%左右。随着显示和激光技术的发展，Rec 2020已经在UHD电视之外走在了前列。数字电影包不使用DCI-P3或REC2020-DCP以XYZ颜色空编码。对于HDR DCP，在DCP包装容器中有一个标记为“HDR开启”的元数据。

什么是OETF？

摄像机的OETF是线性场景光和数字输出信号之间的关系，它决定了摄像机如何将光信号转换成可记录的电子信号。

什么是EOTF？

EOTF是一种将数字信号转换为可见光的方法，显示设备使用它将记录或接收的信号转换为光，因此EOTF对于任何HDR规范都是不可或缺的。CRT显示器的EOTF是一个幂函数，所以EOTF对于高清显示器常称之为“伽马曲线”。ITU Rec 1886指出参考EOTF的幂指数应该是2.4。HDR显示器使用两条新的EOTF曲线:PQ和HLG。

什么是PQ？

感知量化传输曲线由杜比实验室定义，已标准化为SMPTE ST-2084。PQ是HDR出版社的新EOTF功能。

什么是SMPTE ST 2084？

SMPTE ST-2084是EOTF对HDR显示器的新标准，它还有一个熟悉的名字叫PQ曲线。该EOTF标准使用非线性传递函数来匹配裸眼视觉系统，并在固定的位深度获得非常宽的亮度范围。这种透射曲线编码的最大绝对亮度达到10，000尼特，这是在以前的EOTF定义的基础上得到根本的改进。

什么是ITU R-BT 2100？

该ITU标准定义了两种不同的HDR显示EOTF: PQ传递函数和HLG传递函数。其目的是用PQ曲线制作更具戏剧性的内容，并在广播电视领域使用HLG曲线。该标准进一步强调了观看环境和显示设备的参数，并对HDR内容的呈现方式提出了更严格的要求。