之前我在写那篇CES展会总结文章时，有网友留言想让我深入谈谈索尼电视上的HDR（高动态范围High-Dynamic Range）技术。因为我的读者大多是摄影爱好者，他们对于摄影领域的HDR并不陌生。但电视机为什么也高加入HDR了？它的含义和相机上一样吗？对于电视画面又会产生哪些影响？由于我在CES现场也只是走马观花的看了一下索尼展台，因此当时对这个问题并没有什么深入的认识。所以回国后我特地与索尼电视部门的朋友沟通，了解了一些有关电视HDR技术的细节。

　　首先，在我们摄影领域的HDR其实更多的是指一种照片处理程序。在明暗反差极大的环境下拍摄，一般相机单次曝光没有办法同时把极端亮部或者暗部的细节同时记录下来。此时的画面要么出现高光（比如天空）“飞白”，要么就是暗部（地面或者阴影）“死黑”，完全没有细节。但是，在经过HDR处理（既可以是前期多次曝光叠加，也可以后期处理）后的照片就能够在一张画面中同时让高光与暗部的细节都表现出来。

　　而索尼的这个HDR其实是指一种“电视系统能展现的亮度范围”的标准，它的亮度范围要比传统标准（SDR）大的多。说起电视机的亮度，先让我们掰着手指算一下影响一台电视画质的元素有哪些？

　　大家首先会想到的是分辨率。以前的全高清，现在流行的4K以及未来的8K都是分辨率指标；接下来大家可能还会谈到灰度层次、帧率和色域等等，但实际上电视机的亮度也就是我们所说的亮度动态范围也是一个重要的指标。我们在谈电视画面亮度问题时，通常有这么几个要点：这个电视机的画面在最暗时是否能够达到纯黑？最亮处又能有怎样的明亮度？最亮与最暗画面之间的亮度对比值是多少？

　　表达亮度的单位叫做尼特，传说阳光的亮度高达十的九次方尼特，而星空的亮度仅有10的负四次方到负六次方。而人眼依靠瞳孔的收缩放大来适应不同的亮度（我们相机上改变光圈大小也是这个原理）。我们人眼实际能够感知的亮度范围大概在1到10的十二次方之间，但在无瞳孔调节时的范围大约是1到10的五次方，即100000：1。

　　问题是标清时代电视摄像机的亮度范围非常有限，能够再现的光比大约是1到10的三次方（1000：1），也就是10档光圈的宽容度。这个宽容度逐渐成为一个标准（即SDR——标准动态范围）一直被用到现在的高清时代——我们家里使用的绝大多数电视机都遵循这个亮度范围标准。

　　后来，根据ITU（国际电联）、EBU（欧广联）、SMPTE（美国电影电视工程师协会）和ARIB（日本电波产业会）等国际、地区和国家的标准化组织研究建议，为电视系统的宽容度建立一个叫做HDR（高动态范围）的新标准。而这个标准的目标是把电视系统的宽容度从1000:1提高两个数量级达到十的五次方（100000:1），相当于从10档光圈提高到16.7档，也就是正好与人眼在无瞳孔调节状态下能感受到的亮度范围相当。

　　特别需要注意的是，亮度的提升也直接为色彩表现带来明显提升！看看索尼向我提供的这张图表吧！我们过去对广色域的理解往往只停留左面这张平面的三角形的色域图上，但实际随着亮度的变化，色彩范围也在跟随着变化。大家可以对比下传统电视（包括全高清电视）采用的BT709（SRD标准动态范围）与索尼倡导的BT2020（HDR高动态范围）在整个色域范围上的不同——在高度轴上加入了亮度范围这个指标后，HDR拥有的色彩空间实在要比SDR大了太多！这正好解释了为什么说HDR技术也会极大改善电视色彩表现的原因。

　　事实上，电视领域的HDR信号很早就有，但一直没有在民用领域普及开来。随着新型的数字摄影器的大量应用，35mm全画幅CMOS拍摄的画面亮度宽容度已经普遍超过14档光圈。索尼所有的专业4K摄像机/摄影机都支持HDR拍摄，用这些器材拍摄出的原始画面拥有非常宽广的亮度范围。问题是，这些拍摄出来的HDR信号到你家现有的电视上依然只能以1000：1的亮度范围进行重现，原有的大量亮度和色彩信号都被白白损失掉了！

　　目前，索尼已经在美国与Netfilx以及亚马逊合作提供带有HDR信号的电视节目。同事，索尼影业自己也将拍摄的电影都支持HDR格式。那么，索尼又准备如何解决这种HDR标准信号在家里的重现问题呢？

　　这次索尼在CES上展示的搭配了动态背光技术的新电视X93D/X94D系列就能够还原出HDR效果。这些电视机看起来体型和去年的浮空映画系列厚度相当，但他们却拥有了全新的可以在超薄面板上实现分区动态背光的“动态背光系统精英版”，这套背光系统与索尼自家的精锐光控技术合作，能够实现100000：1宽容度。同时，CES现场那套高挂“禁止摄影”标志，采用“动态背光系统大师版”的工程样机不光拥有更精密的光控，而且亮度更是达到了惊人的4000尼特——这个数值几乎是索尼竞争对手品牌的最高亮度的四倍！

　　支持HDR技术的索尼电视在画质上的表现让我深感折服。如果说同样表现一个日出场景的话，SDR的画面看上去只是画面中有一个淡黄色的区域就表示是太阳；而这个场景在HDR机型上重现的话，同一个位置上就会真正闪烁出金色的光芒——从明亮色调的光斑来表现阳光到在屏幕上出现一个真正的高亮发光体，这种对比是如此明显和强烈！特别是那台装载了“动态背光系统大师版”的工程样机，正在演出一段小女孩搭乘直升机在城市上空盘旋的画面。此时，强烈的阳光在城市几幢带有玻璃幕墙的摩天楼上反复映射，那种由最高4000尼特亮度面板带来的玻璃反光是如此真实，如此令人感动！与之形成鲜明对比的是旁边一台同样尺寸同样分辨率的高清电视画面因为无法达到如此的高亮度以及由索尼精锐光控带来的直下式精确亮度分区控制，画面就显得非常暗淡而缺乏生气。

　　观看现场的HDR与SDR画面对比，我一时觉得很难用言语准确表现两者之间的差异。用个不太恰当的比喻吧：对比SDR与HDR机型的画面，就好像从听立体声一下子变成了听5.1环绕声，这种全方位的细节提升真让人过目难忘！

　　最后，在动笔写这篇文字前我还有些担心，CES上看到的这些内容可能无法让国内读者们亲身体会到。但前面索尼方面的朋友告知我，这几款支持HDR的新机型将会首先在中国地区开始销售，所以大家应该马上就能在国内的索尼电视柜台/展厅感受到HDR技术带来的明显画质提升。