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中國(guó)工程院院士丁文華:4K/UHD產(chǎn)業(yè)中HDR、3D Audio技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)


時(shí)間:2016-12-15 作者:馬致遠(yuǎn)
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應(yīng)該講,4K或HD是我們廣電界下一步很重要的發(fā)展方向,而在這個(gè)方面,我們的末端產(chǎn)業(yè)實(shí)際上已經(jīng)發(fā)生了非常大的變化,從今年10月份來(lái)的數(shù)據(jù)能夠看到,在今年出廠的電視當(dāng)中,4K的滲透率達(dá)到24%,而且各方面預(yù)測(cè),到2020年,整個(gè)4K以上大屏電視的滲透率會(huì)超過(guò)50%。而且今年全球的4K的生產(chǎn)量、出貨量總體超過(guò)了5000臺(tái)。大家都清楚, 4K是從現(xiàn)在的高清過(guò)度過(guò)來(lái)的,告訴我們從原來(lái)的標(biāo)清過(guò)度到現(xiàn)在的所謂2K,我們現(xiàn)在的4K都是一個(gè)基本的意思,我們?cè)瓉?lái)的SD或者HD都是8比特,現(xiàn)在已經(jīng)10比特,這個(gè)顯而易見(jiàn)。除此之外還有兩個(gè)非常重要的因素,就是高動(dòng)態(tài)范圍,以及寬的色域,我們現(xiàn)在的中端顯示器基于LCD為主,這塊的顯示實(shí)際上只是達(dá)到動(dòng)態(tài)范圍一千比十的三次方量級(jí),我們4K的標(biāo)準(zhǔn)更寬,基于2020的標(biāo)準(zhǔn)。


除此之外,按照全球尤其是歐洲的發(fā)展,還會(huì)往更高的真率發(fā)展,我們現(xiàn)在電影24P,在這個(gè)量級(jí),我們現(xiàn)在的高清是50I,相當(dāng)于25P的情況,到了4K進(jìn)入到50P,往后還會(huì)達(dá)到100P的幀率,如果過(guò)去我們是單聲道,雙聲道,下一步應(yīng)該是所謂的三維聲,更加給我們帶來(lái)沉浸感的臨場(chǎng)的體驗(yàn)。我今天的話(huà)題主要是想說(shuō),在4K產(chǎn)業(yè)中,HDR和3DAudio標(biāo)準(zhǔn)的情況。這張圖大家能夠看到,實(shí)際上我們?cè)谌粘.?dāng)中,從最黑的星光到最亮的感光直射,我們的人眼不能在一個(gè)時(shí)間看非常亮或者看非常暗,是通過(guò)一個(gè)滑動(dòng)的瞳孔的收縮,控制在我們每次看到的光線(xiàn)在10到五次方左右,這是我們看攝像機(jī)的準(zhǔn)則,我們攝像機(jī)業(yè)績(jī)按十的五次方,相當(dāng)于16檔光圈進(jìn)行電視或者電影制作的,但是整個(gè)的傳輸通道支持8比特,高亮度或者是超低暗度會(huì)丟掉。


進(jìn)入HDR我們會(huì)打通整個(gè)端到端,全部支持十的五次方量級(jí)的,這么高的動(dòng)態(tài)范圍一定會(huì)通過(guò)一個(gè)光到電,電到光的變化,把這么寬的內(nèi)容傳遞到我們最終的電視機(jī)前。從這塊實(shí)際上可以看到,我們彩色的范圍,首先現(xiàn)在基于標(biāo)清里看到的是黃色的小三角,這個(gè)是我們說(shuō)的ITU709的標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)然現(xiàn)在定的2020的標(biāo)準(zhǔn),是一個(gè)更廣闊的范圍,而整個(gè)的色圖,是我們?nèi)搜鬯芸吹剿胁噬膮^(qū)域,把這塊區(qū)域如果再加上亮度,我們就會(huì)看到形成兩個(gè)冰塊,一個(gè)是小冰塊,實(shí)際上是我們彩色空間,這個(gè)彩色空間里頭的小方塊是我們基于現(xiàn)在的HD的,或者是709色域的,外面大的冰塊是我們基于高動(dòng)態(tài)和2020彩色色域的,恰恰由于這兩個(gè)冰塊彩色空間的不一樣,給我們提供更廣闊的彩色空間,還有畫(huà)面的高亮和低暗。


現(xiàn)在的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)到今年的七月份已經(jīng)確定下來(lái),確定了ITUBT2100的標(biāo)準(zhǔn),其中確定了兩條曲線(xiàn),一條來(lái)自美國(guó)公司提出來(lái)的PQ,一條來(lái)自BBC和HK提出了HLG兩條曲線(xiàn)。整個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)的情況,日本也在2015年標(biāo)準(zhǔn)上定義HLG的曲線(xiàn)上,ATSC3.0適應(yīng)廣播寬帶,相關(guān)的HDR的標(biāo)準(zhǔn)草案已經(jīng)全部出來(lái)了,正在進(jìn)行到最后的階段,DVB十月份剛剛通過(guò)發(fā)布A157的藍(lán)皮書(shū),把端到端系統(tǒng)層的方案做了確定。MPEG已經(jīng)做了HDR相關(guān)傳輸?shù)慕ㄗh和標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)然作為末端來(lái)說(shuō),CEA還有HDR,VHD都在相關(guān)的端口方面支持像家里用的最多的2.0A,2.0B這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)全部支持UHD,4K以及HDR,相關(guān)的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)也有了。說(shuō)白了HDR最核心的情況,我們從看到的日光,最后我們看到實(shí)際上日光的自然光線(xiàn)下的場(chǎng)景,最后變到終端顯示器下的場(chǎng)景,這兩塊場(chǎng)景的變換,顯然不能是一一對(duì)應(yīng)的,這塊存在非線(xiàn)型的變換,這塊的變換是我們整個(gè)電視傳輸體系,包括電影傳輸體系最基本的道理,所謂的OOTF,這塊的變化,我們真正看到的場(chǎng)景,和真正末端顯示的這塊,有一條飛線(xiàn)型的線(xiàn)來(lái)做變換,恰恰為了實(shí)現(xiàn)這條變換,我們實(shí)際上分別定義了攝像機(jī)這一端,光到電還有終端顯示器這邊的電到光,分別說(shuō)的OETF和EOTF,這三者當(dāng)中知道任意兩條曲線(xiàn),就能夠到處第三條曲線(xiàn),這實(shí)際上就是我們做整個(gè)電視從端到端進(jìn)行光電變換的過(guò)程當(dāng)中完成很重要的一個(gè)目的。


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