HDR高质量渲染画质的自我鉴别

MichaelLv2019

新年初始，说点有些技术含量的吧：HDR渲染画质究竟该怎么鉴别？
玩过校色的都知道在使用校色仪之前，肯定要先用测黑白电平、色调和颜色的视频把显示设备的黑白电平、色调和颜色给调准了。

那么测量HDR渲染质量的专业测试视频有没有呢？当然也有，Spears & Munsil出过一张UHD光碟，是蓝光官网御用的专业测试工具。

下面是我用PC播放看到的一个局部放大的截屏展示：

大家可以测试一下，你能看到这样的渲染质量吗？那些虽然很醒目，但是实际是用最原始的Nearest Neighbor算法：圆环锯齿感人、黑斜线也几乎被锯齿吞没，黑竖线被吞掉且红蓝竖线全都变成最边上加亮加粗的，红蓝横线也变成最上下加粗加亮的，其实是最差的渲染质量哦！

MichaelLv2019

用同一手机，同一拍摄模式，且检查过电视机设置，分别对使用超过4年的老A8F和77”A80J进行录屏，上传网盘提供视频RAW：
链接：https://pan.baidu.com/s/1K5Lgq7RdN7TEoXC2PEj8Vw
提取码：8888

来张同屏播放对比：

就手机那黄豆大的镜头和AI算法根本拍不出像素级的精度，就不讨论渲染精度和准确度了，所以重点看我红色框画出来的HDR PQ EOTF各级亮度框的追踪，77 A80J没有一个亮度是达标的哦！

友情科普：很多专业机构都是用一个10%窗口的小白亮块来测试HDR PQ EOTF的遵循度，实际是毫无意义的！

MichaelLv2019

至于电视机厂商每年像海飞丝精华素广告一样瞎吹的亮度提升，自己去实地真测一下就知道了，10000nit多级亮度测试视频都有：

MichaelLv2019

什么是“色彩空间”？
“颜色空间”是一种以数字方式指定颜色的方法，通常作为表示颜色三维“空间”中位置的三元组数字。色彩空间是三维的，因为我们的眼睛有三种不同类型的颜色敏感细胞（称为“视锥细胞”或“视锥细胞”），因此每个色彩空间都必须以一种或另一种方式编码三种不同的颜色强度。大多数人至少对在计算机显示器或电视上形成图像的方式有点熟悉，方法是将不同亮度的红色、绿色和蓝色点组合在一起，形成各种颜色。该方法使用最常见的颜色空间类型，即“RGB”空间，以红色、绿色和蓝色命名。

事实证明，RGB色彩空间不仅仅是一个。有无限数量的RGB色彩空间，通过改变几个参数来创建，包括用于显示器中彩色点的红色，绿色和/或蓝色的特定色调，以及显示器中点的亮度随着输入显示器的数字变化而变化的特定方式。

RGB 空间都是“相对”空间，因为 RGB 空间中的任何颜色都是相对于该空间的三种原色指定的。还有“绝对”颜色空间，其中指定颜色而不参考任何其他颜色。其中最重要的是XYZ。XYZ可以表示人类可以感知的任何可能的真实可见颜色。

还有其他颜色空间可以表示任何颜色，几乎所有颜色都源自XYZ，包括“xyY”，“CIELUV”和“CIELAB”。但是显示器总是使用某种形式的RGB作为其基本色彩空间，因为没有任何实用的方法可以使显示器显示每种XYZ颜色。RGB 是一种合理的折衷方案，它允许我们使用三种类型的发光荧光粉、有机 LED、背光彩色滤光片或其他类似技术来显示各种颜色。

在超高清（UHD）视频领域，RGB空间在ITU标准BT.2020中规定。另一个标准BT.2084规定了电光传递函数（EOTF），它描述了视频文件中编码的RGB值应如何映射到每个像素使用的实际光照水平。

对于高清和标清视频，色彩空间的旧标准是BT.709。一些显示器仍然（错误地）将其用于HDR 4K内容，主要是因为它很容易做到这一点，而且图片通常看起来“足够好”。EOTF没有明确的标准，尽管通常显示器会使用大约伽马2.4的简单功率曲线。同样，这条简单的 2.4 功耗曲线不是 UHD 的正确 EOTF，但显示器有时会使用它（或接近的东西）来显示 UHD 视频，因为它“足够好”。

视频和 Y'CbCr
鉴于视频显示器基本上是 RGB 设备，并且所有 UHD 内容都使用 BT.2020 中指定的通用 RGB 色彩空间，因此您希望用于传输和存储视频的主要色彩空间将是 BT.2020 RGB。但事实上，即使摄像机物理测量RGB值，并且显示是使用RGB原色制作的，视频也会在称为Y'CbCr或有时非正式的“YUV”的颜色空间中存储，传输和处理。

Y'CbCr是彩色电视早期开发的一组色彩空间的最新版本。广播公司和联邦通信委员会希望使彩色电视向后兼容黑白电视，这样所有拥有黑白电视的人都不会在彩色广播开始时发现它们过时。不幸的是，在单个电视台拥有的频段内没有足够的空间来播放全彩色信号和黑白信号。有必要找到一种方法来发送兼容的黑白信号和彩色附加信号，该信号可以与黑白信号结合使用以产生全彩色信号。

由于频带中用于颜色附加信号的空间很小，因此有必要使颜色附加信号的分辨率非常低。这很好，因为您的眼睛对颜色分辨率的敏感度远低于对亮度分辨率的敏感度。另一种看待它的方式是，观众对图片清晰度的感知主要取决于主要的黑白信号，额外的彩色信号几乎没有增加额外的清晰度。因此，颜色信号实际上可能是一个有点粗糙和模糊的叠加层。

主要的黑白信号在称为Y'（发音为Y-prime）的单个通道中传输，低分辨率彩色信号在两个通道中传输，标记为Cb和Cr，也称为“色差”信号，因为它们来自B-Y'和R-Y'。Y' 本身是 R、G 和 B 的加权组合，使用旨在使 Y' 近似感知亮度的特定[color=var(--wpex-link-color, var(--wpex-accent))]权重。

Y'CbCr是用于存储和广播视频的方便色彩空间，因为Y'信号可以以非常高的分辨率存储或发送，而Cb和Cr可以以低分辨率存储或发送，而不会导致最终图像看起来明显更糟。实际上，这是一个非常简单的[color=var(--wpex-link-color, var(--wpex-accent))]有损压缩方案，丢弃图像中对感知不太重要的部分（详细的颜色信息），以便将更多的资源投入到重要的东西（黑白细节）上。

与RGB一样，可能存在无限数量的可能的Y'CbCr颜色空间，主要以R，G和B的比例变化，这些比例组合在一起形成Y'信号。前面提到的BT.2020规范提供了特定的数学函数，用于将RGB转换为Y'CbCr和从Y'CbCr转换RGB。（高清视频对Y'CbCr，BT.709使用不同的标准，而标清视频使用BT.601，最终这些标准将不太相关，因为大多数内容将使用BT.2020本地生成，但现在如果您查看标清或高清视频（如DVD和蓝光），您的显示器或播放器需要为每种类型的视频使用正确的标准。

子抽样
在彩色电视的旧时代，Cb 和 Cr 通道（准确地说，当时不叫“Cb”和“Cr”，但这对本次讨论并不重要）通过模拟低通滤波器降低了分辨率，该滤波器去除了细节并允许颜色信号适应可用于额外颜色信息的少量广播带宽。但在数字时代，Cb和Cr信号的分辨率会降低，只需将它们缩小到更小的像素数即可。

将图像的颜色部分缩放到较低分辨率的过程称为“子采样”或“缩减采样”，将颜色缩放回原始分辨率的过程称为“上采样”。任何一个也可以称为“重采样”。所有这些操作在实践中都与缩放颜色通道相同，就像将图像从一个像素大小缩放到另一个像素大小一样。可以存储或发送各种不同的分辨率，我们通常将这些不同的颜色分辨率选项视为不同的颜色空间。这并不完全正确，因为从技术上讲，无论颜色通道如何缩放，颜色空间都保持不变，但是当实际更改颜色子采样模式时，谈论更改颜色空间仍然相对常见。

RGB 原件

可以将全彩色图像视为三个独立的颜色通道：红色、绿色和蓝色。这是在任何当前数字显示器或电视上显示图像的基本方式。

看MV

牛逼，知识贴

看MV

知识盲区啊，感谢科普，新年快乐，恭喜发财

MichaelLv2019

RGB 至 4：4：4

称为 4：4：4 的色彩空间是 Y'CbCr 色彩空间，其中 Cb 和 Cr 通道根本不进行缩减采样，而是以全分辨率存储。“4：4：4”命名法基于一种思考旧时代模拟视频色度子采样的方式，其中奇数扫描线和偶数扫描线的采样可能不同。“4：4：4”表示每 4 Y' 像素，偶数扫描线上有 4 Cb 和 Cr 像素，奇数扫描线上有 4 Cb 和 Cr 像素。这种格式的存储和传输成本很高，因此仅用于存储非常高端的专业主视频。但它通常作为播放器或视频处理器的输出格式提供。请记住，播放器或视频处理器无法访问原始 4：4：4 通道，但必须放大较低分辨率的 4：2：0 通道（见下文）。

4：4：4 至 4：2：2

对于专业视频，最常见的格式是 4：2：2，这意味着对于每 4 个 Y' 像素，偶数线上有 2 Cb 和 Cr 像素，奇数线上有 2 Cb 和 Cr 像素。同样，它确实可以在水平方向上将 Cb 和 Cr 缩放 3840/2160，但保持垂直不变。因此，每个 4：2：2 中的 1920×2160 图像的 Cb 和 Cr 存储在 <>×<> 处。要显示以这种格式存储的图像，只需水平缩放 Cb 和 Cr 通道。

4：2：2 至 4：2：0 – 逐行

现代消费者视频传输媒体（如蓝光光盘和 DVD）上使用的子采样格式称为 4：2：0。这种令人困惑的名称意味着偶数扫描线上每 4 个 Y' 像素将有 2 Cb 和 Cr 像素，奇数扫描线上每 4 个 Y' 像素将有 0 Cb 和 Cr 像素。实际上，这实际上意味着图像的 Cb 和 Cr 部分在两个维度上都缩放了 3840/2160。因此，例如，如果整个图像的分辨率为 1920×1080，则图像的 Cb 和 Cr 部分将处于 3840×2160 分辨率。为了显示以这种格式存储的高清图像，需要通过插入缺失像素的值将 Cb 和 Cr 通道缩小到 2020×709，然后可以使用 BT.<> 中指定的 Y'CbCr->RGB 算法将每个像素转换为 RGB，用于 HDR 和 BT.<> 用于 SDR。

MichaelLv2019

待补充

MichaelLv2019

鉴于所有各种闪亮光盘和广播视频格式都本机使用 4：2：0，人们可能会假设播放器只会以该格式将视频发送到显示器。但事实证明，视频播放器基本上至少需要将视频转换为 4：2：2 才能将其发送到显示器，因为存储 4：2：0 有标准，但没有将其发送到显示器的标准。虽然只需要 4：2：2，但许多播放器现在还提供更进一步并将视频转换为 4：4：4 甚至 RGB 的功能。

现在我们来看看本指南的内容。您应该将播放器设置为输出什么格式？如果你有一个视频处理器，你应该给它什么格式，你应该让它产生什么格式？或者这甚至重要吗？

答案，就像生活中的许多其他事情一样，是，“这取决于。

转化链
让我们考虑从闪亮的光盘（或数字广播或有线频道）获取视频所需的过程。首先，视频需要从4：2：0转换为4：2：2，然后转换为4：4：4，然后转换为RGB，最后可以馈送到显示控制器。无论使用何种显示技术，无论是LCD，DLP，OLED，LCOS，MicroLED，等离子还是CRT，这都是相同的过程。可以通过直接从 4：2：0 到 4：4：4 稍微缩短该过程，但实际上这并不经常使用。

如果您选择将 4：2：2 从播放器输出到显示器，则显示器将需要对 Cb 和 Cr 进行缩放以生成 4：4：4 图像，然后将其转换为 RGB。如果将 4：4：4 输出到显示器，则显示器根本不需要执行任何缩放，但需要转换为 RGB。如果将RGB输出到显示器，则显示器可以避免所有转换步骤，并将信号直接发送到控制器。无论您选择哪种方式，相同的转换步骤仍在发生;您选择的只是哪个设备正在执行转换。

没有特定的原因表明显示器或播放器是执行这些转换步骤的最佳位置。从理论上讲，在显示器中进行转换可以最大限度地减少必须流经HDMI链路的数据量，但实际上HDMI足以处理任何格式，最高可达4：4：4或RGB。

因此，选择要输出的正确色彩空间的关键是找出哪个设备在转换色彩空间方面做得更好。这并不总是很容易评估，一台设备很可能在一个区域做得更好，比如 4：2：2 到 4：4：4，但在另一个区域做得更差，比如 4：4：4 到 RGB。

您可能会认为，如果显示器很好地处理了 4：2：2 的输入信号，那么馈送它 RGB 信号也不会更糟，但实际上有些显示器在馈送 RGB 时会做额外的工作，因为它们将信号转换回 4：4：4 甚至 4：2：2！发生这种情况是因为它们的一个或多个内部处理芯片仅设计用于一种颜色格式。因此，对于这些显示器，以用于内部处理的格式以外的任何格式发送只会增加额外的处理并可能降低图像质量。

同样的逻辑也适用于视频处理器。如果处理器以 4：2：2 完成所有工作，则发送 RGB 或 4：4：4 没有优势，实际上可能存在缺点。

不幸的是，设备制造商往往不会透露他们在内部使用的确切处理步骤，或者他们用于将各种色彩空间转换为RGB的算法。有些使用不同的算法，具体取决于输入的颜色空间。底线是假设什么都没有，并测试每个组合。

执行评估
下面介绍如何使用 Spears & Munsil 高清基准测试来决定哪种色彩空间模式最适合您的显示器和播放器组合。如果更改系统中的任何组件（播放器、显示器或处理器），则需要再次运行评估。没有简单的方法可以预测使用特定的组件组合会产生最佳结果。

评分表
我们提供了一个PDF文件，您可以下载并打印出来，因此您可以尝试播放器的所有输出模式，并评估哪种模式效果最好。光盘随附的手册背面有相同形式的较小版本。

在开始之前，您需要检查亮度、对比度、颜色、色调和锐度的设置是否针对每种色彩空间模式进行了正确校准。某些显示器对每种输入模式都有单独的存储器，因此您可能会发现，即使在馈送 4：2：2 时正确调整了显示器，当它获得 4：4：4 或 RGB 输入信号时，设置也会发生变化。

首先将播放器上的输出设置为 4：2：2。运行亮度、对比度、颜色和色调的基本校准步骤（使用光盘手册或我们网站上的步骤作为指南）。然后将播放器上的输出切换到 4：4：4 并再次运行校准。您可能不需要调整任何内容。如果您的播放器具有 RGB 模式，请再次对该模式进行校准。如果您有更多模式，则可能需要打印出更多表单并输入要比较的其他模式的名称。

对于色温，除非您有特殊的测试设备，否则您将无法校准这些设置。只需确保所有色彩空间模式的这些设置都相同即可。如果您的播放器只有一组适用于所有色彩空间模式的设置（这是最常见的情况），则无需填写此部分。只需进行一次校准，然后确保它继续在其他图像模式下工作。

确定每种输入图片模式的设置正确后，请运行表单上列出的各种测试，选中“通过”框，不选中“失败”框。完成后，希望一种模式选中的框最多，并且大多数情况下这将是首选使用模式。在某些情况下，您可能会发现一个特定问题比其他问题更分散您的注意力，在这种情况下，您需要在没有该特定问题的模式中进行选择。

如果您可以在播放器和视频处理器中选择模式，我们建议首先尝试处理器中的各种模式，使播放器处于出厂默认模式。选择得分最高的输出模式并将处理器设置为该模式，然后移动到播放器并评估播放器可以产生的所有各种模式。如果最终更改了播放器的输出模式，则可能需要返回处理器重新评估，以防输入模式影响处理器的输出。如果你想完全全面，你可能想分别尝试播放器和处理器模式的所有可能组合。

看MV

MichaelLv2019 发表于 2023-1-26 09:21
什么是“色彩空间”？
“颜色空间”是一种以数字方式指定颜色的方法，通常作为表示颜色三维“空间”中位置 ...

牛逼！！！！！！！！！！！