标准动态范围 (SDR) 是一种亮度和色彩都有限的显示技术。高动态范围 (HDR) 是一种更先进的显示技术，亮度和色彩范围更广。本文将介绍 SDR 与 HDR 两者的区别，以及在选择两者时要考虑的因素和技巧。
了解 SDR 与 HDR
什么是 SDR？
标准动态范围 (SDR) 是指一种显示技术，与高动态范围 (HDR) 显示器相比，它的亮度和色域范围有限。它通常用于 CRT 显示器等传统显示技术，而 CRT 显示器在再现各种颜色和亮度方面的能力有限。
如今，SDR 仍广泛应用于许多消费类电子产品，包括电视机、电脑显示器和移动设备，尤其是屏幕较小的设备，在这些设备中，HDR 的视觉优势并不明显。
什么是 HDR？
高动态范围 (HDR) 是一种更先进的显示技术，与标准动态范围 (SDR) 相比，它提供更广泛的亮度级别和色彩。
HDR 显示器的峰值亮度可达 10,000 尼特，远高于 SDR 显示器的 100-300 尼特，色域更广，可显示数十亿种颜色。这可带来更逼真、更身临其境的图像，对比度和细节更出色，尤其是在图像的亮区和暗区。
HDR 内容可以使用多种方法来创建，包括捕捉同一场景的多个曝光并将其组合成单个 HDR 图像，或使用能够捕捉更广泛亮度级别的专用相机。HDR 在消费电子产品中越来越受欢迎，包括电视、电脑显示器和移动设备。
SDR 与 HDR 主要区别
以下是 SDR 与 HDR 的一些主要区别点。
元数据
SDR 与 HDR 的主要区别之一是用于描述显示内容的元数据的数量和类型。元数据是指与视觉内容一起存储的附加信息，用于提供有关如何显示内容的更多详细信息。
静态和动态元数据
在 SDR 中，元数据通常是静态的，适用于整个视频流。例如，色彩空间、伽玛曲线和亮度级别通常在整个视频中都是固定的。这意味着显示设备在如何渲染内容方面没有很大的灵活性。
与此相反，HDR 内容包含动态元数据，可逐个场景甚至逐帧描述亮度和色彩信息。这种元数据允许显示设备根据显示的具体内容调整设置，以优化视觉体验。
格式
HDR 内容中使用了几种动态元数据格式，包括 HDR10+、杜比视界和 Technicolor HDR。HDR10+ 是由三星、松下和 20 世纪福克斯开发的开放标准，它使用动态元数据实时调整亮度和颜色信息。另一方面，杜比视界是杜比开发的专有格式，它使用动态元数据根据每个场景调整亮度、对比度和颜色信息。
动态元数据比静态元数据具有多项优势，包括更准确的色彩呈现、更好的对比度和更高的亮度水平。这使得 HDR 显示器能够生成更具深度、维度和真实感的图像，从而带来更加身临其境的观看体验。
色域
色域是指显示设备能够呈现的色彩范围。它通常以全色谱的百分比表示，百分比越大，表示色彩范围越广。
虽然 HDR 显示器的色域比 SDR 显示器更广，但 SDR 仍然可用于显示彩色作品，因为 SDR 显示器的色域定义明确且标准化。这意味着可以更准确、更一致地进行颜色分级和校正，从而更容易确保正确显示预期的颜色。
此外，SDR 内容可以轻松广泛地分发，并可在各种设备上观看，包括不支持 HDR 的旧显示器。这意味着内容创作者仍然可以通过 SDR 内容吸引大量观众，即使它可能不具有与 HDR 相同的视觉冲击力。
亮度
SDR 显示器的亮度范围通常为 100-300 尼特，适合大多数日常观看环境。相比之下，HDR 显示器可产生高达 10,000 尼特的峰值亮度，明显高于 SDR 显示器的亮度范围。这种更高的亮度范围使 HDR 显示器能够在图像的明亮区域产生更多细节和对比度，从而带来更逼真、更身临其境的观看体验。
HDR 还支持更广泛的亮度级别，这意味着与 SDR 相比，它可以更详细、更准确地显示图像中非常亮和非常暗的区域。这种更广泛的亮度级别是通过使用高级色调映射算法实现的，该算法可以根据显示的内容实时调整图像的亮度和对比度。
色彩深度
色彩深度是指用于表示每个色彩通道的位数。SDR 通常每个颜色通道使用 8 位，因此每个像素总共有 24 位（红、绿、蓝各 8 位）。这样最多可显示 1,670 万种颜色，足以满足大多数日常观看环境的需要。相比之下，人眼只能分辨大约 1000 万种颜色。
相比之下，HDR 显示器支持更高的色彩深度，通常每个色彩通道为 10 或 12 位。这使得显示的色彩范围更广，多达数十亿种颜色。色彩深度的增加使渐变更平滑，色彩变化更微妙，从而产生更逼真、更准确的图像。
SDR 与 HDR：内容创作者的 5 个注意事项
在决定使用 SDR 还是 HDR 进行内容创作时，必须考虑几个会影响作品质量和观众观看体验的因素。以下是内容创作者需要考虑的一些事项。
1. 制作工作流程： HDR 内容需要更复杂的制作工作流程，包括专用相机、显示器和能够处理更高动态范围和色彩深度的软件。这会增加制作过程的成本和复杂性。另一方面，SDR 的工作流程更简单，对于较小的制作预算来说可能更容易接受。
2. 后期制作：色彩分级和校正是视频后期制作的关键方面。HDR 内容由于色域和动态范围更广，可以在后期制作期间提供更大的灵活性。但是，处理 HDR 素材可能需要更高级的技能和工具来管理增加的复杂性。
3. 分发：在分发内容方面，HDR 内容与较旧的设备或尚不支持 HDR 的流媒体服务的兼容性可能更有限。SDR 内容与各种设备和平台的兼容性更广泛，因此更容易覆盖更广泛的受众。
4. 观众偏好：随着 HDR 技术越来越普及，观众可能会开始偏爱 HDR 内容，因为它具有更高的视觉质量。但是，并非所有观众都能使用支持 HDR 的设备，或者可能无法注意到小屏幕上的质量差异。在 SDR 和 HDR 之间做出选择时，请考虑您的目标受众及其观看偏好。
5. 面向未来： HDR 正在成为行业标准，未来几年可能会有越来越多的内容采用 HDR 制作。通过现在创建 HDR 内容，您可以确保您的作品面向未来并与最新的显示技术兼容。
了解 SDR 与 HDR 区别的技巧
以下技巧可以帮助您更好地了解内容创作中 SDR 和 HDR 之间的区别：
- 掌握 HDR 专用调色工具
HDR 内容需要更复杂的调色，因为它的动态范围更广。比如使用 DaVinci Resolve 或 Adobe Premiere 的 HDR 功能等母版制作工具，确保您的内容充分利用 HDR 的功能。
- 创建单独的 SDR 和 HDR 版本
为了最大限度地提高兼容性，请创建内容的两个版本：一个是 SDR 版本，另一个是 HDR 版本。这样可以避免 HDR 内容在较旧或非 HDR 设备上无法正常显示的问题。
- 使用 HDR 示波器避免色彩剪切
编辑 HDR 素材时，依靠波形图或直方图等 HDR 专用示波器来准确监控亮度和色彩范围。这可以帮助您避免诸如高光溢出或黑色失真等问题。
- 注意 HDR 文件大小
由于颜色深度和亮度数据增加，HDR 文件会显著增大。使用高级压缩技术，在不牺牲质量的情况下，将此因素考虑在您的存储和分发计划中。
- 了解平台 HDR 支持
不同的流媒体平台对 HDR 的支持程度不同。请务必检查您的目标平台是否支持 Dolby Vision 或 HDR10 等 HDR 格式，以优化您的分发策略。
- 针对 SDR 和 HDR 使用自适应流式传输
实施自适应流式传输解决方案（例如 HLS、DASH），根据观看者的设备功能动态地传送 SDR 或 HDR 内容，确保无需人工干预即可获得最佳质量。
常见问题
4K SDR 和 1080p HDR 哪个更好？
4K SDR 和 1080p HDR 之间的比较很大程度上取决于您使用的显示器和所观看的内容。如果您观看的内容主要注重细节和分辨率，那么 4K SDR 可能更好，因为它的像素是 1080p 的四倍，可提供更清晰、更细腻的图像。
但是，如果您对色彩范围和对比度更感兴趣，1080p HDR 可能是更好的选择。HDR 可改善图像的色彩和亮度，提供更生动逼真的视觉效果。尽管分辨率较低，但色彩和对比度的增强可能会对观看体验产生重大影响。
同样，这也在很大程度上取决于显示器的功能。如果您的显示器可以处理 4K 分辨率和 HDR，那么您就可以同时获得两者的优势。
对于游戏来说，SDR 还是 HDR 更合适？
与 SDR 相比，HDR 更适合游戏。使用 HDR 进行游戏的主要优势在于它可以增加深度和细节。它提供更宽的色域，这意味着屏幕上可以显示更大、更丰富的色彩范围。这会带来更鲜艳、更逼真的色彩，使游戏视觉效果更具沉浸感和吸引力。
此外，HDR 提供更高的对比度。这意味着它可以更好地区分屏幕上的暗区和亮区，从而呈现更细致、更动态的图像。反射、镜面高光和纹理等元素在 HDR 中看起来更加逼真，从而提升了整体游戏体验。
虽然 SDR 游戏仍然能够提供良好的视觉效果，但在色彩深度和对比度方面有所欠缺。SDR 可能无法像 HDR 那样生动地呈现某些视觉元素。因此，为了获得更加身临其境和逼真的游戏体验，HDR 将是比 SDR 更好的选择。
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