關於HDR的常見誤解

「HDR」功能現在應該是各家顯示器廠商，無論是電腦螢幕或是家用電視，都極力宣傳的重要功能（有時算是噱頭?）。距離CTA提出HDR10，也是目前最常見廣泛使用的HDR規格至今也七八年了，但對於顯示設備廠商、消費者甚至部分影像媒體工作者來說，對於HDR的認是上還是有很多誤會或不清楚的地方，今天這篇就分享一些關於「HDR」常討論卻其實是誤解的內容。

1. 所謂「支援HDR」的顯示器，理論上並沒有亮度的規定，只靠亮度判斷"真""假"HDR並不公允

所謂的“支援"僅表示「能用正確的方式讀取HDR影像」(能使用PQ/HLG作為EOTF解釋影像)。
至於讀取後如何顯示，螢幕最高亮度是多少，都是另外一回事；實際HDR效果好壞，要看螢幕最高峰值亮度與螢幕本身色調映射演算法的優劣。但單就「支援HDR」來說，只要能讀取並正確顯示PQ/HLG影像就符合規格、廣告宣傳了。

如果回歸原本HDR的設計初衷，的確螢幕應該是要能提供比過往標準顯示器性能（SDR顯示器通常提供的亮度規格大約100到3、400nits亮度）更好的動態範圍（亮得更亮、暗得更暗）才應該被認為是HDR效果，不過，這並沒有一個業界通用的標準或認知。

個人購買或商業應用上如有有需要標準，可以參考美國視訊電子標準協會VESA推出的DisplayHDR認證標準。 https://displayhdr.org/

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2. HDR顯示器並沒有要求要達到1,000 cd/m² 以上亮度才算是符合標準HDR

所謂「1,000nits亮度標準」，源自於ITU國際電信聯盟針對HDR影像發布的白皮書Rec. ITU-R BT.2100裡，關於評價HDR影像的參考環境建議，顯示器最高峰質亮度，必須要≥ 1,000 cd/m²

首先文件有註明，並不要求full screen white全螢幕白都要達到1,000nits，再者，這是一份提供「HDR影像製作與國際交換」的文件，不是拿來規範消費端顯示設備的規格。實際消費端目前最低的亮度參考VESA HDR認證有提供400cd/m²的認證規格，而Dolby Vision建議製作影片調光時，確認CMU映射效果要做600 cd/m²的畫面確認，600 cd/m²也算是目前消費型電視HDR的基礎亮度規格。無論如何，都沒有必須要達到1,000nits亮度才算HDR的理由。

3. 無論是HDR10或是Dolby Vision，理論上都能支援最高 10,000cd/m² 的亮度

兩者影像皆使用Perceptual quantization，PQ曲線作為EOTF，PQ在Dolby實驗室開發的時候目標便是能編碼最高亮度10,000 cd/m²。

The perceptual quantizer (PQ), published by SMPTE as SMPTE ST 2084, is a transfer function that allows for HDR display by replacing the gamma curve used in SDR.It is capable of representing luminance level up to 10000 cd/m² (nits) and down to 0.0001 nits. It has been developed by Dolby and standardized in 2014 by SMPTE and also in 2016 by ITU in Rec. 2100.

https://en.wikipedia.org/wiki/Perceptual_quantizer

無論是HDR10或Dolby Vision ，目前影片製作時，常用的編碼最高亮度在1,000至4,000 cd/m²之間，但事實上媒體儲存數值都可以到達 10,000 cd/m² 。網路流傳HDR10只有1,000nits，Dolby Vision才能到4,000甚至10,000nits的說法並非事實。

4.峰值亮度1000nits依然是一個重要的參考指標

有BT.2100的標準，勢必對影像製作影響。目前1000nits的確是約定成俗的一個HDR「起點標準」。製作影片時，會因為受限於「參考監視器」的性能，限制了製作者對於影像調整的幅度。多數時候，製作人員會希望"整體畫面"能不被壓縮亮度動態，在可以操控的範圍內原汁原味呈現在監視器上。意味著大多數影片，通常畫面亮度範圍將控制在1,000nits (或4,000nits)以內。這兩個數據也剛好能對應兩款早期開發的HDR reference monitor參考級監視器,分別是SONY PVM-X300 (1,000nits)與Dolby Pulsar(4,000nits)。當然現在有更多符合1,000nits亮度的監視器可以挑選。
現今影片製作，依舊常用這兩個數值作為製作時的最高亮度標準；1,000nits常用於HDR10，Dolby Vision在製作端選用1,000或4,000nits。

5.消費端HDR顯示器至今(2021年)多半還無法達到1,000nits標準。

超過顯示器最高亮度的影像，將會透過撥放器或是顯示器做亮度上的重新映射調整Tone Mapping。相反的，如果顯示設備能夠達到1,000nits甚至更亮的的水準，那影片中的整體影像，將能更真實無修改的呈現，因此高亮度依舊是選擇HDR顯示設備重要的一環，越能還原影片製作時，製作端想呈現的樣貌。

6.目前支援HDR的顯示設備(螢幕與投影機)，在底層顯示面板層次，都是先做傳統大約2.2 gamma/EOTF的校正，爾後再進行HDR PQ或HLG曲線的映射。

對於一些最高亮度只有3、400nits以下的顯示設備，如果影像同時有SDR或HDR兩種選擇，那開啟HDR效果經常還不如直接觀看SDR模式。或是說，即便HDR模式下的亮度映射做的不錯，那觀看效果也可能會與SDR觀感非常相似。部分投影機廠商主打的就是優異的HDR映射算法。

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對於有想要製作HDR影片的朋友，如果有一台符合BT.2100的標準1000nits亮度的監視器是非常不錯的，除非，你只製作最高亮度受限於你監視器最高亮度的HDR影片。不然超過亮度部分，只有失去細節(clip)或是整體亮度失準(tone mapping)兩種選擇，在製作上兩者都是非常困擾的狀況。
而這篇沒有討論到的color gamut色域問題也是很重要，可以參考之前討論的文章，盡量選擇覆蓋完整P3色域的監視器。