我们为什么要做HDR10
哔哩哔哩技术
2020年09月30日 17:50

作者:zccicy。

背景

bilibili 在2018年升级了6M最高码率,在2019年灰度了4K,在2020年全量了4K 120fps。我们一直在思考,怎么更好的用视频技术提升画质来服务创作者,这是我们一直以来努力的方向。

有5大因素影响画质:分辨率,帧率,位深,色域,亮度。

现有我们能考虑到对画质有比较高提升的是HDR10技术,HDR10技术和位深,色域,亮度这几个因素都相关,所以我们开始打起了HDR10这个技术的主意。

什么是HDR和HDR10?

HDR一般指高动态光照渲染。高动态范围图像(High-Dynamic Range,简称HDR),相比普通的图像,可以提供更多的动态范围和图像细节。现实真正存在的亮度差,即最亮的物体亮度,和最暗的物体亮度之比,是一亿种不同的亮度, 而人类的眼睛所能看到的范围是十万种不同的亮度。可见拍摄的亮度区域和真实空间差距较大,HDR就是为了解决这一问题而出现的。

HDR10是最基础的HDR标准,也是目前应用最广泛的标准,几乎所有的主流电视制造商以及流媒体厂家都支持HDR10,好莱坞的七大电影公司 (索尼、二十世纪福克斯、迪士尼、华纳兄弟、派拉蒙、环球,以及新晋的Netflix)也都会采用HDR10来制作高清蓝光格式的资源。除了上述影像领域的资深厂商,Xbox One、PS4以及Apple TV 4K等客厅娱乐终端也都支持HDR10。

那么我们来看下HDR10能给我们带来哪些新特性吧。

首先我们从色域来说:

BT2020 vs BT709

我们可以看到,HDR10 支持的BT2020 色域明显大于 SDR支持的色域 BT709,这样创作者就能呈现更多的色彩。

然后我们来看下色深 :

8bit vs 10bit

也就是我们能拿来表示色彩的数据宽度,越宽越能更精细的表示颜色,这样HDR10里面的10bit能更精细和准确的表示颜色。

峰值亮度:

HDR的峰值亮度远高于SDR,最大峰值亮度可达到4000nit,更能还原创作者试图展现的视界。

在现有的4K超高分辨率和120fps高帧率能力的基础上,HDR10 为我们弥补了位深,色域,亮度这三个方面的短板,使得画质的呈现更上一个台阶。

怎样生产一个HDR视频?

首先,你需要一个设备能拍摄HDR 素材

然后,你需要一个HDR显示器(至少HDR400标准) ,用于生产之后的视频调色和后期处理。

最后,你需要用好后期剪辑工具,进行HDR调色与输出正确的HDR文件。

这样,你就可以拿着输出好的HDR视频进行投稿啦~

目前,bilibili 支持识别符合HDR10(转换函数:smpte2084)和HLG(转换函数:arib-std-b67)的HDR视频文件,当视频分辨率大于1080p时,我们会处理输出一路独立的“HDR10”清晰度,除“HDR10”清晰度以外的其他清晰度,我们会自动将HDR视频转换为SDR视频。