三分器材七分调教!如何获取最佳动态范围的视频效果?


    本文会把目光转向家庭影院视频系统的一系列画面调校项目之上,从简单到深入,包括动态范围、灰阶白平衡、伽玛、色域、色彩管理等。现在首先要谈的是DynamicRange(动态范围)的概念以及关于动态范围的基本调校方式。看到动态范围,可能大家会觉得陌生,但是当我讲起最近相当热门的HDR(High Dynamic Range)高动态范围之后,大家是不是兴趣就来了呢。动态范围的概念其实很早就出现在视频显示系统之中,如果曾经参加过ISF或THX视频认证工程师培训的朋友一定会深有体会,因为整个培训课程内容大都围绕着动态范围这个概念而展开。动态范围的概念在很多领域都有使用,而在视频领域中的显示端,动态范围可以简单理解为画面中最暗处与最亮处之间的过渡范围。动态范围直接影响的是画面的细节与层次过渡。

 

 

 

    如果你发现画面的黑色不够深沉,显得有些灰,或者白色部分的细节看不到,遇到雪山场景基本上是白茫茫的一片,那么这个时候的问题症结就在于画面的动态范围没有得到正确的调整。需要注意的是,并不是所有显示设备预设的画面模式都拥有准确的动态,特别是投影机方面,由于限制条件不只是投影机,还包括投影幕材质、环境光线等因素。很快我们就会迎来HDR高动态范围的年代,要发挥HDR显示设备的优势,就必须对显示设备的动态范围进行准确的调整。而动态范围调校所涉及的调整项目非常简单,就是可以在所有投影机和平板电视上都能看到的亮度与对比度两项。不过,要进行动态范围的调整,仅仅依靠一双眼睛来判断是不够的,我们必须透过一些测试画面来帮助我们调整,而这些测试画面则是来自测试软件或视频信号发生装置。

 

要充分理解动态范围的概念,这是一个由无到有的过程

 


    作为画面调校当中最基础的环节,动态范围的调整往往容易被忽略,不少影音发烧友都会直接跳过这一步来调整色温和色域,转过头来却发现画面的细节丢失非常严重。从生理学的角度来讲,我们的眼睛对于细节的敏感度是远远高于色彩,这也是为什么你能很轻易地判断出480p标清画面与1080p全高清画面之间的差别,但是却很难区分那种白色更加接近中性。

 

 


    因此,在画面调整的过程中,我们第一步要做的就是调整好整个画面的动态范围。从基本的概念而言,动态范围是一个显示画面从无到有的过程。对于视频系统而言,动态范围不仅与显示设备有关,还与输入信号有关。输入信号的动态范围与显示端的动态范围是不一样的,我们要做的调整是为了让显示端的动态范围符合输入信号的动态范围。下面所讲的内容可能会稍微深入一点,涉及到画面发光强度的单位nit(尼特),究竟1nit有多亮可能比较难理解,不过要是说普通平板电视的亮度大概在几百尼特左右,相信大家会更好理解。在高清视频的制作方面,信号的动态范围基本处于10-2-102nit,按照现阶段显示设备的性能并不难实现。只是这样的动态范围远远没有达到人眼的极限,人眼对于光线接受的动态范围高达10-6-1014nit,即使是平均人群的水准也能达到10-4-104nit的范围。因此,就促使了HDR高动态范围技术的出现。

 

 

 


更多的画面细节呈现,HDR高动态范围的重要性

 

    HDR高动态范围技术的作用就是令画面从黑位到高光所获得的层次过渡更多,细节更丰富。要实现HDR,必须从制作到显示端都要进行高动态范围的技术更新,经过这两年的技术发展,逐渐出现了国际性的HDR规范与准则,让不同企业之间的HDR标准得到统一,主要实现的方式与沉浸式三维音效类似,都是利用metadata元数据的方式来记录,只是音频系统记录的是物体的位置与位移信息,而视频方面则是记录影像信号的静态扩展信息。

 

8.jpg


    下面我们以应用层面最广的Dolby Vision(杜比视界)来谈谈HDR技术的优势。Dolby Vision技术的最大特点是在高光部分进行了极大的提升,目前支持Dolby Vision技术的监视器或专业放映机可以达到最高4000nit的亮度标准,未来更能达到10000nit,这就赋予内容创作者更大的描绘空间去表现自然界的色彩,包括天空的蓝色、草原的绿色以及人类的肤色等,无需再受到狭窄动态范围的限制。而在视频显示端,目前支持Dolby Vision技术的平板电视亮度均达到了800-1000nit的水平。高光部分的提升,对于刻画阳光下户外画面的景象细节帮助十分明显,如果你曾经对比过平板电视与投影机在阳光下的画面就能有所体验。一般来说,现阶段进行了一定调整的投影机的画面亮度大概在100-200nit,而平板电视则多数在500-600nit,当支持Dolby Vision的设备达到接近1000nit的水平,将会明显增加画面的细节与层次。不过需要指出的是,尽管现在已经有家庭影院投影机支持HDR技术,但由于本身动态范围并没有明显增加,在显示HDR节目源时影像细节会有所提升,但并不能完全展现HDR的所有细节。

 


首先要获得画面的最大动态范围,其次是获得最大的有效动态范围


    尽管HDR高动态范围技术十分引人关注,但是现阶段绝大部分的节目源还是按照高清标准来制作的普通动态范围的影像,所以接下来要谈的动态范围调整还是依照高清信号源与高清显示设备为准。在动态范围调整方面,要注意我们要调整的动态范围是哪一种?究竟是显示设备能够实现的极限动态范围,还是因应输入信号、环境光线、投影幕以及色彩呈现等因素限制的最大的有效动态范围。答案显而易见,应该是后者。这就让整个动态范围的调整变得更为复杂,我们需要依据不同条件来进行相应的调整,如果你家里有多台不同的电视、投影机,就需要分别对其进行调整。同样,不同的信号源也会有不同的动态范围设定,最理想的情况是通过标准的信号发生装置来对投影机与平板电视进行调整,然后再接上信号源观察黑位与白峰的设置有没有问题,如有问题再通过信号源上的设置来调整,如果信号源上没有相关的设置项目,那就只能调整显示设备的选项。如果你有很多不同的信号源,你还要把每一个信号源调整后的数据记录下来。

 

 

 

    一般来说,要调整显示设备的黑色也就是暗部,需要调整的项目是显示设备菜单上的亮度选项,这一点是需要注意的,不能只看字面意思来调整。而要调整白色也就是高光位置,则需要调整显示设备菜单上的对比度选项。究竟为什么显示设备要这样的显示,首先要说明的一点是与翻译无关,英文菜单也是这样的意思。我们也无从得知原因,幸好绝大部分显示设备在这两项的参数都设得比较保守,就算不调整也不会看不到细节,只是你会觉得黑色和白色表现不如你想象的好,与在展示厅看到的画面有不少的差距而已。因此,对于画面动态范围的调整是必须的,不能忽略,而且还是整个画面调整中的第一步。另外,需要留意,由于所有显示设备上都只有一组两项调整选项,因此,我们只能对白色进行调整,但白色又涉及红、绿、蓝三种主色,高光部分增加太多,会出现偏色问题,这点请大家一定留意,对比度的选项不要取得太多,即使你能够看得到所有高光的细节。

 

11.jpg

 

    关于动态范围具体的调整方法,在《DVE-HD Basics》与《Spears & Munsil》这两张经典的蓝光测试碟片中分别有相应的测试画面与具体的操作说明,如果想深入了解动态范围调整所涉及的详细内容,建议参加相关的视频专业培训,例如ISF视频认证工程师培训等。另外,如果你经常要对多台显示设备进行调整,那么专业的视频信号发生装置将更加适合你,例如DVDO AVLab TPG 4K视频信号发生装置,还可以生成4K级别的测试图像,相当方便且快捷。下一期,我将会讲讲稍微深入一些的灰阶白平衡调整。

 

 

DVE-HD Basics测试图像

 

 

 

 

19.jpg

Spears & Munsil测试图像

 

18.jpg

 

19.jpg

 

20.jpg

DVDO AVLab TPG测试图像

 

注:本文转载自影音新时代网,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如有侵权行为,请联系我们,我们会及时删除。