HDR10来了，难道又是个噱头？

随着各个显示器厂商力推HDR10这个概念，HDR10这个名词渐渐地从电视行业进入了个人PC消费者的视野。越来越多的中高端显示器开始支持“HDR”这个模式。那么HDR10究竟是怎样的一个技术呢？究竟它只是一个噱头，还是真的对画质的提升帮助特别大？

首先，我们来看看HDR10对于显示器的要求标准：HDR10，2015年8月27日，美国消费电子协会公布的HDR10媒体档案，俗称hdr10，它要求显示设备可以达到BT.2020色彩空间，和10位的位深度。

我们需要搞清楚色域到底是个什么概念。色域 Color Gamut，就是指某种设备所能表达的颜色数量所构成的范围区域，即各种屏幕显示设备、打印机或印刷设备所能表现的颜色范围。在现实世界中，自然界中可见光谱的颜色组成了最大的色域空间，该色域空间中包含了人眼所能见到的所有颜色。

伴随“色域”这一词汇，我们还常常能看见“色彩空间color space”这一名词。色彩空间的是指某种显示设备能表现的各种色彩数量的集合，色彩空间越广阔、能显示的色彩种类就越多，色域范围也就越大。

为了能够直观的表示色域这一概念，CIE国际照明协会制定了一个用于描述色域的方法：CIE-xy色度图。在这个坐标系中，各种显示设备能表现的色域范围用RGB三点连线组成的三角形区域来表示，三角形的面积越大，就表示这种显示设备的色域范围越大。

在不同的设备领域，还有一些不同的色域标准，而在广播电视领域，我们最常用到的则是NTSC色域标准。

NTSC色域标准的是NTSC电视制式的一部分，由于使用的比较广泛，因此已经成为衡量各种显示设备，特别是电视机色域表现能力的标尺。但是， NTSC色域的范围仍然是一种局限性比较大的标准，其空间相对较小，因此也受到了其他色域标准的竞争压力，例如prophoto RGB、xvYCC色域等广色域标准。

色深

另一个容易和色域混淆的概念是就是电视面板的色深。主流的液晶面板都采用的是每种原色8bit的色深，而SONY又推出了10bit液晶面板驱动技术，因此总有人会认为高色深带来了更宽广的色域，而这恰恰是一个误区。采用高bit带来的好处是色彩的精度会大大增加，而并不会提升显示设备的色域范围。

由于平板电视内部都是数字处理电路，所以每种色彩的都会用各种二进制数值来表示。以8bit为例，一个8位的2进制数可以表示从0-255共256 个数值，即某种色彩只有256级差别，而采用10bit后，则表示的数值范围会扩展到从0-1023，可以描述出1024个色彩级别。所以对于同样的原始信号而言，用高色深相当于用更加精确的数量级来描述原始信号，而不会改变原始信号本身。所以，高色深只能让显示设备表现的色彩更加精确，色彩之间的过渡更加平滑，而对色域并没有什么提升作用。

下面这组对比可以清晰地阐述色域和色深的关系：上图的色域范围很窄，颜色远远没有下图艳丽，可颜色之间的过渡非常平滑，不会出现断层的效果，而下图的色域虽然广，但是颜色之间的过渡非常不平滑，呈现出明显的颜色梯度带（Banding），这就是色深的因素影响导致的。

因此，HDR10提出的标准，既要求显示器可以达到非常高的色域标准，又是要求它能达到非常高的色彩位深度。这样就能让显示器可以实现更加接近显示中的场景。

人眼能感受到真实世界的亮度信息是非常丰富的，通过瞳孔的放大缩小调整，从黑暗里的隐约的星光，到烈日下耀眼的日光都能看到，跨度范围可从0到10^5之广。而在工业电影显示领域亮度范围几乎还一直沿用着50年前的SDR标准，最大只能承载到10^3次位数，在显示设备上根本无法体现人眼真实所见的状况。

高亮度带来的不仅仅是“亮瞎眼”，理解显示效果要把所有量化的概念立体化，它们之间是相互协作的。譬如真实世界的烟花、火光中心处都是有颜色的，但是如果用亮度范围较低的显示设备来再现场景的话，烟花与火光中心处的颜色可能就无法表达出来，只会是一片惨白。因为每一个亮度层次里都包含了不同的色彩、灰度。能包容的亮度范围越大，亮度的层次也会越多，同样的色彩、灰度这些信息也会更加丰富。