图源：Lumi Makr

通过提供更高的动态范围、更深邃的暗部以及更鲜艳的色彩，HDR（高动态范围）提升了电视和流媒体平台上的图像质量。

这一结果有赖于一条从拍摄到最终交付的复杂技术管线。了解不同的 HDR 格式（HLG、PQ、HDR10、HDR10+、杜比视界）并为其制作母版文件是确保高质量观看体验的必要元素。

1. HDR 制作：拍摄和调色

HDR 拍摄

HDR 制作始于拍摄阶段，使用能够记录高动态范围的摄影机。人们会使用 RAW 和 Log 格式（S-Log、V-Log，Log-C 等）来尽可能地保留亮度和色彩信息。

推荐格式：ProRes RAW、REDCODE、X-OCN、BRAW

兼容摄影机：Arri Alexa、RED、Sony Venice、Blackmagic URSA Mini Pro

HDR 现场监看监视器：通常以 HLG 或 PQ 模式运行。杜比视界不参与这一阶段，因为杜比视界所需要的动态元数据会在后期制作中加入。确保摄影机和监视器的色彩空间和伽玛曲线是一致的，这一点至关重要。

应用场景：

• HLG 是实时转播项目（如体育赛事、音乐会）的推荐格式，这得益于 HLG 与 SDR 摄制工作流的兼容性。
• PQ 用于电影与剧集项目/显示环境，这些环境需要做深入调色。

HDR 调色

后期制作的目标是充分利用拍摄素材。

• HLG：定向广播的理想选择，无需元数据。
• PQ：可实现精准的亮度等级，用于 HDR10 和杜比视界工作流。

2. 静态 VS 动态元数据

在 HDR 分发环境中，我们需要了解元数据的作用：

01 静态元数据（HDR10）：

亮度值（峰值，平均值）在整个项目中都是固定的。易于使用，广泛兼容，但不具备逐场景适应性。

02 动态元数据（HDR 10+，杜比视界）：

每个场景，甚至每一帧，都可以针对最佳显示效果添加自定义指示。这样能更好地适应目标显示设备的性能，提高对高光、暗部和特定色彩的渲染效果。

具体细节：

• 杜比视界使用大量的动态元数据来进行逐场景图像渲染，适应每台显示设备的性能。
• HDR10+也提供动态元数据，但它是一种开放标准，意味着它对制造商和发行商免费开放使用，无需支付许可证费用 —— 和杜比视界不同，杜比视界是专有的，且需支付许可证费用。开放的标准模型可以推动更广泛的应用，尤其是在中端设备上。

重要信息：仅 PQ 不具备元数据；是 HDR 配置（HDR 10、HDR10+ 和杜比视界）决定了显示设备适应的处理方式。

峰值亮度和目标显示设备：

HDR 技术旨在再现广泛的亮度范围，从深邃的暗部到明亮的高光，意在利用最高的逼真度渲染场景。

在这个环境下，我们很有必要清晰理解峰值亮度的概念和显示设备的技术局限。

• 根据标准，HDR10（和 PQ）及杜比视界最高可以达到10000尼特。
• HLG 以相对方式运行，通常会映射至1000尼特以兼容 Rec.2100。

在 HDR10（Rec.2100）的背景下，PQ 和 HLG 之间存在实际的亮度转换，近似于1000尼特，以实现互操作性。

在实际应用中，500至600尼特的目标与大多数消费级 HDR 电视的实际性能相匹配。

简而言之：

即使 HDR 标准能实现非常高的峰值亮度（上至10000尼特），但大多数家用 HDR 电视的亮度只能达到约500尼特。

因此在制作 HDR 内容时，创作者们面临着一个策略选择：

• 是将制作格式推至峰值（但面临在性能一般的电视上观看效果不佳的风险）？
• 还是将作品内容针对大多数常用的 HDR 电视进行优化，即使不用尽 HDR 格式的100%潜力？

这里的目标是找到视觉上的出色效果和广泛的兼容性能之间的适当平衡。

3. HDR 编码和分发

HDR 编码

• 推荐编解码器：HEVC（H.265）
• 元数据格式：
  • HDR10（静态：将全局数值应用至整个段落）
  • HDR10+和杜比视界（动态：元数据引导电视优化每个场景/图像）
  • HLG（无元数据）

IMF 封装：用于多平台内容的交付。

SDR 与 HDR 同时播出

尽管 HDR 在广播电视领域的应用率提升，但大多数电视频道和供应商依然以 SDR 运营。这意味着 SDR 和 HDR 交付文件通常都是需要的。在分辨率领域，1080p vs UHD 也面临类似的挑战。为了解决这个问题，项目可以专注于制作单一格式（理想情况是制作最高质量，如 4K HDR），然后可以利用转换来生成其他版本。

分辨率：可以使用上采样或下采样来切换 1080p 和 UHD 分辨率。

SDR-HDR：色调映射或基于 LUT 的解决方案可以在 SDR 和 HDR 格式中切换。

4. 当下趋势：制作 vs 分发

拍摄：

HLG 是现场拍摄的偏好选择，尤其是在广播电视领域。它以“参照场景“方式运行，且视觉上贴近传统SDR工作流 —— 这使得 HLG 成为现场拍摄项目的首选解决方案。

分发：

PQ（感知量化）是高端内容（OOT、VOD、广播电视）的偏好选择 —— 这归功于它对显示设备先进的适应能力。这是使用和受支持最广泛的 HDR 分发格式，尤其是在 HDR10 标准之下。PQ 能在后期制作中对亮度和调色提供精准控制。

为什么有这一区分？

• HLG：由于具备相对的编码方式、原生 SDR 兼容性能以及无需实时元数据管理，因此是现场制作环境的理想选择。
• PQ：进行适当调色后在现代显示设备上播放，可提供高精度和优化的渲染效果 —— 非常适合经过精细后期制作的点播内容和电影级内容。

用途总结：

• HLG：现场拍摄、体育赛事、音乐会、时装秀
• PQ（HDR10）：流媒体和数字分发的主流格式

5. 技术挑战和解决方案

HDR 内容的制作和分发涉及多项技术挑战，需要在每个阶段采用相应的工具和方法：

01. SDR/HDR 兼容性：

色调映射至关重要 —— 它能确保从较旧的 SDR 显示设备到现代 HDR 电视等各种设备上的图像质量保持一致。目标是在保持向下兼容性的同时，保留创作意图。

02. HDR 现场制作（采用 HLG）：

HLG 的相对编码能促进现场制作工作流。它与 SDR 基础设施的兼容性以及无需动态元数据也可以实时管理的特性使其成为现场拍摄的理想格式。

03. 元数据管理：

对于 HDR10+ 和杜比视界等基于 PQ 的格式，正确生成、同步和传输元数据以确保逐场景的忠实渲染至关重要。这里需要使用特定的工具来验证整个流程中元数据的一致性。

04. 显示差异：

HDR 内容必须在各种设备上进行验证 —— 包括专业参考级监视器到性能各异（尤其是峰值亮度）的消费级电视。这需要严格的质量控制流程，包括：

• 配备波形和矢量示波器工具的HDR监视器
• 用于检测裁切、色彩错误或元数据问题的自动化质控工具
• 在具有市场代表性的消费级电视上进行播放测试

总结

现在你已了解到：制作和分发 HDR 内容需要深入了解技术标准和行业要求。

区分用于制作的 HLG 和用于分发的 PQ，是为了实现不同的运营和画质目标 —— 两者都旨在提供最佳的视觉体验。

我们的专家顾问塔妮娅·普利（Tania Pouli）对此有简要的独到见解：

“如今，在广播领域，HDR 主要用于现场制作，而其中大多数项目都使用 HLG。对于 HDR 剧集或电影，我们使用 PQ 或杜比视界，但杜比视界那一层是在后期制作中添加的，因为它涉及调色。”

出处：Gwendoline Brechot | Lumi Makr

翻译：Katja | 盖雅翻译小组