超高清电视(UHDTV)词汇扫盲

影视制作

这篇文章中给出了专业视频语境下一些常用的(或常被误用的)术语及其含义。这份付出了最大努力的词汇列表由欧洲广播联盟(EBU)视频系统小组(Video Systems group)维护。有建议或修改意见欢迎发送至:tech@ebu.ch

2K

非正式意义上指 UHD 分辨率:

  • 针对高清电视(HDTV):1920×1080
  • 针对影院:2048×1080

尽管 2K 被用来指代影院分辨率,而 2K 指代 UHDTV 分辨率,但这种惯例并非时刻遵守。此外注意,影院与电视格式在其他方面也存在差异,比如帧率(例如,影院通常是24和 48Hz)。

4K

非正式意义上指 UHD 分辨率:

  • 针对UHDTV:3840×2160
  • 针对影院:4096×2160

该术语常被用于产品宣传。尽管 4K 被用于指代影院分辨率,4K 则指 UHDTV 分辨率,但这种惯例并非时刻遵守。此外注意,影院与电视格式在其他方面也存在差异,比如帧率(例如,影院通常是24和48Hz)和色彩空间(DCI-P3)。

8K

非正式意义上指 UHD 分辨率:

  • 针对UHDTV:7680×4320
  • 针对影院:8192×4320

该术语常被用于产品宣传。尽管8k被用于指代影院分辨率,8K 则指代 UHDTV 分辨率,但这种惯例并非时刻遵守。8K 是 UHD-2 的一部分。世界上首个开播的 8K 服务是由日本广播协会 NHK 提供的,当时他们使用的术语是“Super Hi-Vision”(SHV)。注意,8K 电视的画幅比与 HDTV 和 UHD-1 的16:9画幅比是一样的。

ADM

音频定义模型(Audio Definition Model)

ADM 是一种 XML 架构,能提供文件中音频的完整技术描述,保证音频的正确渲染。一个简单的立体声文件包含两条音轨,分别提供左右声道的描述;而一个复杂的、基于对象的音频文件则包含对每个对象的描述,保证它们的正确渲染。

ADM 的描述可见 ITU-R BS.2076。ADM 使用指南可查看此处

音频元素

音频元素(Audio Elements)共有三种:基于声道(channel-based)、基于场景(scene-based)和基于对象(object-based),每种类型都有各自的独特属性。

ITU-R ADM渲染器(ITU-R Report BS.2466)的使用指南提供了每种类型的描述

基于声道:这是当今音频(单声道、立体声、多声道声音系统)主要使用的格式,其中信号对应扬声器的位置,且信号可以直接发送至扬声器。

基于对象:声音“对象”的录制位置,同时录制混音和声像信息,但这些信息只有在声音重放时才会应用。

基于场景:声音以标准指向性模式录制,可以转换为任何需要的重放几何形状。这种类型的基础形式称作“Ambisonics”录音,但更高级的一种形式 —— 高阶 Ambisonics(HOA) —— 也同样为人们所使用。

 

位深(量化)

指一个像素可以表达的亮度或色阶数。

位深越大,灰色和彩色渐变就能表现的越细致。

例如:10bit意味着有210=1024量化等级。

注意,视频链中使用的位深通常是由大到小。例如:一台摄影机内部也许能以14bit处理图像,以10bit输出图像,随后可能以 8bit 进行分发。

标准动态范围(SDR)通常使用 8bit 位深。HDR 需要位深达到10或甚至12bit。

色域

指一台特定设备可以呈现/再现的色彩范围。

色彩空间

指特定系统能表现的所有色彩的范围。

色彩空间越大,设备所能表现的色彩就越多。

每个色彩空间(CIE Lab,CIE Luv 等)有不同的数学表示和转换。

电视系统相关的色彩空间为 ITU-R BT.709 ITU-R BT.2020(广色域)。

动态范围

指可以表达的图像(元素)中最亮和最暗部分之间的亮度差异。

通常用于多个场景或一个场景中的多个物体。

EOTF

电光转换函数

一台显示设备的特征曲线,它决定了(输入)视频信号至(输出)光之间的转换。

过去常被称为“亮度特征曲线”(monitor gamma)(参考 ITU-R BT.1886 中 HDTV EOTF 的定义)

帧率

每秒呈现的帧数。

欧洲常用的帧率:25Hz、50Hz、100Hz。

注意,隔行电视的帧率是其场频的一半。EBU注释始终使用帧率。

例如:许多产品规格中的1080i/25(EBU 注释)被称为1080i50(使用场频!)。

HD

高清

HDMI

高清多媒体接口(High Definition Multimedia Interface)

消费级市场的音视频接口,支持传输 UHD 内容。

HDR

高动态范围(High Dynamic Range)

描述一个电视系统产出、传输和显示更高对比度范围,尤其是更高峰值亮度的能力。因此,画面中可以呈现更多暗部和亮部的细节。

HDR 电视

这一术语在 ITU-R BT.2100 规范中提出,它确定了更高的空间分辨率(1080p、2160p、4320p)、广色域ITU-R BT.2020、更优质的运动描绘(上至100或120Hz)和 HDR(HLG 或 PQ)的使用之间的关系。

HDR10

该术语主要用于 CE 行业(比如蓝光™)的视频素材:

  • 带有高动态范围(HDR)
  • 使用 10bit 量化
  • 使用感知量化(PQ)HDR EOTF(在 SMPTE ST 2084 中标准化)
  • 使用 ITU-R BT.2020 广色域
  • 提供静态元数据:MaxFALL 和 MaxCLL(根据 SMPTE ST 2086)

HEVC

高效视频编码(High Efficiency Video Coding)

ITU-T H.264 的后继者(=MPEG-4第10部分,AVC)

HEVC 是国际电信联盟(ITU)视频编码专家组(Video Coding Experts Group,VCEG)和国际标准化组织(ISO)/国际电工委员会(IEC)动态图像专家组(Moving Pictures Experts Group,MPEG)共同推出的标准。HEVC 也被称为 ITU-T H.265、ISO/IEC 23008-2 或 MPEG-H Part 2 HEVC。从内容上说,标准是相同的,只有命名/编号不同,这是因为这些由各个标准委员会决定。

HFR

高帧率(High Frame Rate)

该术语指超过每秒50帧(50Hz)的帧率。

随着 UHD 的发展,两种高帧率标准也随之明确:100Hz(适用于50Hz的国家)和 120Hz(适用于 60Hz 的国家)。

在影院领域,48Hz 已经被视为高帧率。

HLG

混合对数伽玛(Hybrid Log-Gamma)

这一 HDR 摄影机功能(光电转换函数,OETF)由BBC和NHK开发。HLG 在 ITU-R BT.2100 和 ARIB STD-B67 中有详细说明(ARIB是一个日本标准制定组织)。

开发 HLG 的目标是向下兼容 SDR(完整的向下兼容性能需要使用相同的色彩空间)。

HLG10

由超高清论坛推出,其使用的是:

ICtCp

ITU-R BT.2100 中提到的恒定强度信号格式。

ITU

国际电信联盟

负责信息通讯技术事务的联合国专门机构。该机构为上述技术设定国际标准(建议书)。

ITU-R BT.2020

该ITU建议书确定了 UHDTV 所使用的(红绿蓝)原色和广色域。

2016年,ITU-R BT.2020 色彩空间集成到了 ITU-R BT.2100 中,并且新增了 1080p 分辨率。

ITU-R BT.2100

该 ITU 建议书提供了两项高动态范围技术的定义和相关图像参数:

  • 混合对数伽玛(HLG)
  • 感知量化(PQ)

从定义上说,ITU-R BT.2100 包括 ITU-R BT.2020 广色域和相应的动态范围参数

ITU-R BT.709

该 ITU 建议书确定了 HDTV 所使用的(红绿蓝)原色和色彩空间,以及 SDR 所使用的 OETF。

MGA

元数据导向音频(Metadata Guided Audio)

音频附带元数据,目的是确保音频在全流程制作(包括制作、广播/推流,以及向用户播放)中能得到正确处理。

同色异谱

由于人眼的三种视锥细胞响应系统,光谱组成成分不同的色彩在特定的光线条件下看起来仿佛是一样的,这时便出现了同色异谱(Metamerism)现象。这种现象对于专业调色和剪辑环境中所用到的参考级监视器非常重要,在这些环境中,监视器必须在不同的显示技术(如 OLED 和 LCD)和光线条件下保持色彩准确性。另请参考“观察者同色异谱”。

NGA

下一代音频(Next generation audio)

个性化功能,让用户能够根据自身需求优化声音体验。音频可懂度提升、更优的对话语言选择、沉浸度、灵活性以及与耳机和各种扬声器布局的兼容性,这些都是个性化声音体验的特征。

启用这些功能的关键在于:

  1. 元数据,跟描述预期音频体验的内容一同尽可能完整地发送。
  2. NGA 编解码器:MPEG-H 3D 音频、AC-4、DTS-UHD。

尼特

坎德拉每平方米(cd/m²)的别称,表示亮度。

国际单位制(SI)中使用的单位是cd/㎡。

观察者同色异谱

观察者同色异谱(Observer Metamerism)指的是,一个人认为两个颜色看起来是一样的,而另一个人认为两个颜色看起来不一样,这是人类色彩视觉中的个体差异所导致的。这对于参考级监视器和色彩要求严苛的项目来说尤为重要,因为这意味着完美的(数值上的)色彩匹配在每个人的眼中看起来可能并不相同。另请参考“同色异谱”。

OETF

光电转换函数(Opto-Electronic Transfer Function)

摄影机特征曲线,其确定了光转化为电(现在是数字)信号的转换。旧称摄影机伽玛(camera gamma),如 ITU-R BT.709 中为HDTV(SDR)和 ITU-R BT.2100 中为 HDR-TV 所定义的那样。

OOTF

光光转换函数(Opto-Optical Transfer Function)

整体转换函数,描述了从摄影机到显示设备的整体系统伽玛(包括 OETF 和 EOTF)。

PCM

脉冲编码调制(Pulse Code Modulation)

一种数字化呈现模拟信号采样的方式。

PQ

感知量化(Perceptual quantisation)

ITU-R BT.2100(以及 SMPTE ST.2084)中规定的显示转换函数(EOTF)。PQ 覆盖的亮度范围极广,并使用确定的数值。量化阶位的大小根据人类视觉系统(HVS)亮度差异的感知限制进行调整。

PQ10

由超高清论坛确定,指定使用:

RGB

色彩分量系统,其中红、绿、蓝的数值都在线性光域中表示。

R’G’B

色彩分量系统,其中红、绿、蓝的数值在非线性域中表示。

使用转换函数将线性的 RGB 值映射至非线性数值,以实现更优的感知统一。

S-ADM

串行音频定义模型(Serial ADM)

ADM的串行显示,专为在现场实时应用(如广播电视、串流应用)中使用而设计。

S-ADM的定义见 ITU-R BS.2125

SD

标清

SDR

标准动态范围(Standard Dynamic Range)

SDR的摄影机特征(OETF)定义见 ITU-R BT.709ITU-R BT.2020,对应的显示特征(EOTF)在 ITU-R BT.1886 有注明。

SMPTE

电影和电视工程师协会(Society of Motion Picture and Television Engineers)

视频和电影技术领域的一个国际组织和标准委员会。许多 UHD 相关标准都在 SMPTE 开发出来。

空间分辨率

纵向与横向像素的数量,如:特定画幅比下,一个限定区域内的像素数量。例如:

  • HDTV:1280×720(逐行)
  • HDTV:1920×1080(隔行或逐行)
  • UHDTV:3840×2160(逐行)
  • UHDTV:7680×4320(逐行)

 

转换函数

转换特征决定了一种信号如何转换成另一种信号。

OEFT 和 EOTF 或许算得上是视频领域中最重要的转换函数了。见:

UHDTV(EBU)

超高清电视

高清电视系统向更高保真度的电视标准的自然发展。

注意,EBU 规定的 UHDTV 包含以下一个或多个要求:

  • 更优的分辨率(4K)
  • 高动态范围(HDR)
  • 广色域(WCG)
  • 高帧率(HFR)
  • 下一代音频(NGA)

UHDTV(ITU)

超高清电视

该电视系统定义见 ITU-R BT.2020。其中包括:

  • 更高的分辨率(4x或16x HDTV 分辨率)
  • 更优的动作呈现(上至100或120Hz)
  • 更大的色彩空间 ITU-R BT.2020
  • SDR(因此无 HDR!)

UHDTV-1,UHD-1

超高清,分辨率2160行,每行3840像素,固定画幅比16:9。

UHD-1 对应四倍 HD 信号(1080×1920),通俗意义上指 4K。

UHDTV-2,UHD-2

超高清,分辨率4320行,每行7680像素,固定画幅比16:9。

UHD-2 对应16倍 HD 信号(1080×1920)。UHD-2 也是通俗意义上的 8K。

UHD Phase1(4K 超高清电视第一阶段)

该术语来自 DVB/EBU 阶段模型(2013)。

对比“平常的”HDTV,空间分辨率上升至2160p/50,色彩空间扩大至 ITU-R BT.2020

UHD Phase 2(4K 超高清电视第二阶段)

该术语来自 DVB/EBU 阶段模型(2013)。

在 UHD-1 的基础之上,利用多个一致点(conformance points),现在 HDR 和 HFR 也加入其中。

Y’CbCr

该色彩描述可以通过矩阵变换从 R’G’B’ 中获得。

分成亮度(Y‘)和色度(Cb,Cr)分量可以使用人类视觉系统对色度细节的感光能力低于亮度细节的特点,应用于例如4:2:2色度子采样中。

XYZ

CIE 1931色彩空间


出处:EBU

编译:Katja | 盖雅翻译小组


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