colorgeek

我一直想寫一篇如何使用HDR顯示器，製作、剪輯、調光HDR影片的教學文章。包含怎麼挑選適合用於HDR影像編輯的螢幕、如何校正HDR螢幕，最重要的是如何設定HDR剪輯、調光軟體。

關於HDR影像的後期編輯，討論軟硬配置的中文資訊實在不多。有幸過去剛好從事相關工作，自己又對軟硬體設定與色彩科學、色彩管理有興趣，所以花了很多時間研究資料，加上本人喜愛分享的個性，自然是希望更多人能一起討論、學習。

本系列文並非商業置入，沒有收取任何費用。
測試使用的顯示器是由華碩無償提供的展示機，在此十分感謝相關人員協助。

1. 前言
2. 色準
3. HDR螢幕重點－亮度
   • 對比/動態範圍
   • PQ曲線
4. HDR螢幕重點－色域
   • 正確的色域映射
5. 萬中選一
6. 小節

為何會挑選ASUS PA32UCG撰寫HDR影像編輯示範？

答案很簡單，因為經過我自己執行驗證過：PA32UCG是一款無論在規格、功能、色準及校正測試以及相對應的價格上，表現都非常優異的產品，更是我個人認為十萬以下價位帶屈指可數適合用做HDR影像後期的外接顯示器。

如果根據HDR影片製作的需求向上尋找其他產品，除了系統被綁定在蘋果上的Pro Display XDR （新台幣159,900元）有稍微相近的規格外（互有優劣，但考慮平台適用性不太能列入一般監視器的比較行列），可能就來到價位3、40萬以上的標準影視用HDR監視器。

PA32UCG雖然不完美，但在這個價位區間帶，他帶給你們是近乎完整的HDR影視標準規格。

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色準

專業影像編輯，必須要講求色準。
無法確認色準的螢幕，是沒有辦法拿來製作、編輯影像的，因為基本上，螢幕是你唯一可以用來確認檔案色彩的工具，它是我們連接數位與類比影像世界的窗口。

接下來簡單討論一下市面上常見的電腦螢幕，在顯示色彩的色準上有什麼什麼要留意的地方。

SDR標準動態的年代：sRGB/AdobeRGB/Rec.709

各大廠商推出的高階電腦顯示器，內建的特定色彩模式如sRGB、AdobeRGB，在我過去實際的校正經驗中，多數品質都算不錯色準不會太差，能滿足多數影像創作者的需求。近期甚至有廠商如華碩，特定型號的色差值標示為Delta E <1。（相關測試請參考本站Blog）

以PA32UCG為例，內建的AdobeRGB模式經原廠程式校正後，在不套用ICC Profiling校正描述檔下直接使用標準設定，也能提供非常優秀的色準表現。

下圖是使用ISO 14861標準的318色靶驗證，平均ΔE2000只有0.4的偏差，99%的色塊平均只有1.31的偏差。其他的SDR色彩模式也是類似的高水準。

但請留意，廠商宣傳說的低色差，只限於sRGB、AdobeRGB等特定出廠校正過的SDR標準模式；一但切換到HDR模式，那就是完全另外一個世界。常規SDR色彩模式例如sRGB、AdobeRGB、DisplayP3、Rec.709等，原始標準定義的亮度在80~160 cd/m²之間。實際應用環境例如工作室、辦公場所，常見螢幕使用亮度則大概落在100~300 cd/m²。

HDR高動態的年代：PQ/HLG

以一般純觀影的角度討論，現實中並沒有約束廠商標示「HDR顯示器」的硬性規格規範，例如亮度需要到達多少才能夠標示為HDR相容。不過，如果希望得到較好的HDR觀影體驗，那建議是找5、600 cd/m²以上並帶有分區背光FALD的機型。

關於網傳的一些HDR常見錯誤或爭議點，請參考本站相關專文「關於HDR的常見誤解」

如果是為了製作HDR影片為目的挑選監視器，一般會希望能有1,000 cd/m²的峰值亮度。峰值亮度代表擁有更多的HDR展示性能，像PA32UCG就有非常高規格，峰值亮度一舉來到1,600 cd/m²。

當螢幕亮度從過往2、300 cd/m²，一路向上來到動輒700、800，甚至1,000 cd/m²或更高的亮度，這時候維持色準就變得是一件非常困難事情。

你有見過電視、電腦螢幕的廠商，號稱過HDR模式下的色彩準確、色差值多少的嗎？
應該是沒有，對吧。

「色準」這個指標，其實是顯示器在＂特定標準＂下的顯示性能表現，而說到特定標準，就會討論到特定的色域大小，以及亮度/EOTF等參數。接下來討論關於HDR標準的一些特性，亮度與色域。

HDR螢幕重點－亮度

製作性能優異的HDR螢幕難處之一是高亮度。亮度提高，意味著螢幕背光原件輸出要更強，帶來的廢熱也勢必更多，色準等影像性能也會有所變化。

顏色在常見的色彩模型CIELAB下，可以將其解構為亮度與色度兩個組成成分。在這個色彩模型中，亮度不是絕對值，亮度L的計算會先標準化normalized（常用D50做標準，將其CIE 1931 數值XYZ對Y=100參考白標準化）。在這樣的模型中，想像螢幕背光亮度的增減，應該對於最終視覺色彩僅是亮度這部份的改變，色度理論應該不會變化；實際上沒錯，一般傳統的螢幕稍微地調整亮度，的確不會對色度造成太多的改變。

但如果是HDR顯示器擁有高動態範圍，當最高亮度從100cd/m²，變為500、600 甚至1,000 cd/m²更高，那螢幕就很難維持色彩理想的線性變化了。

以目前最常見的背光單元LED為例，根據資料，不同溫度、電流都可能造成LED色彩偏移，亮度大幅提高帶來的干擾因素，可能需要做額外的修正才能保持良好的色彩準確性。因此，即便是使用目前製作技術、架構都很成熟的LED背光，HDR液晶顯示器，HDR模式下色準控制還是非常不容易。

對比/動態範圍

而且一昧的增加背光亮度並不能有效提高對比，實際上，高對比其實才是HDR影像的核心。

正因為單純提高被光亮度會使的影像暗部也相對被照亮。為了提升對比、解決暗部太亮的問題，高階顯示器需要加入動態分區背光FALD機構，或是使用雙層面板Dual-layer結構、或改用OLED等其他材料等。

以PA32UCG使用的Full-Array Local Dimming，FALD全陣列分區背光為例，是傳統LCD顯示器藉由動態調整背光明暗提升對比度/動態範圍的一種技術，過去常見於高階電視機上。目前由於HDR技術所要求的高對比顯示效果，逐漸往高階電腦螢幕甚至筆記型電腦上配置。

顯示器控制顏色明暗的的方式，從原本面板液晶層提供的階調變化，現在加入了調整背光明暗，讓顯示器能做更大幅度的亮度變化。

• 傳統：液晶明暗變化+固定亮度背光
• 動態背光：液晶明暗變化+可變化亮度背光。

分區的數目，代表實際螢幕能夠調控明暗變化的數目。分區多寡會直接影響影像明暗的表現的正確性；最理想的控光數目就是像素對比可控光區域做到1：1，這類的顯示器只有出現在非常昂貴的雙層面板Dual-layer結構產品上，例如EIZO CG3145與SONY BVM-HX310，或是OLED也可以視為是這樣的控光模式。

華碩這台PA32UCG，使用1152 分區(橫36縱32)的規格，如果沒有意外，應該是目前消費級電腦螢幕中分區數最多的（其他相同數目的還有華碩PA32UCK與宏碁ACER CM7321K）。

使用分區動態背光固然能增加顯示器的對比，提供更大的動態範圍顯示更多的色彩，卻同時帶來維持色彩準確的挑戰。

PQ曲線

高亮度與高對比度其實是HDR影像的表象，HDR核心技術是建立在一套全新的光電轉換函數EOTF之上（類似於Gamma概念），稱之為Perceptual Quantization (PQ)量化感知曲線。相較於傳統Gamma或是純線性、純對數的數值儲存方式，PQ曲線擁有更好的匹配人類視覺階調感受的能力，也意味著能夠更有效的利用、適度壓縮數據來提供更好的影像品質。

在顯示器的實際使用上，其一特點是採取「絕對值」的設計；固定的數位數值必須對應到固定的類比亮度上。這意味著理想中HDR影片即便拿到不同顯示器上觀賞，影像的亮度、對比特性應該是相同的。要把數位與類比做到如尺規刻度關係的聯繫，非常考驗製作廠商的產品品質與校正。

另外也會因為顯示器實際性能的限制，沒辦法達到影像應該要顯示的亮度，此時不同的顯示器可能會對做影像做出不同的調整。

根據不同亮度，適度優化影像來達到顯示器最好的性能，這在一般消費型HDR螢幕上很常見到，但如果是用來作為HDR影像編輯之用，那你可能就會碰到大麻煩，因為顯示亮度變得不可能，可能總是失準的。這部分在下一章「規格篇」會有更詳細的討論。

HDR螢幕重點－色域

光有亮度還不足以稱為HDR螢幕，因為在HDR標準創建時還同時擴展了色域範圍。
相較於HDTV前最多使用到Rec.709的色域範圍，HDR一舉進步到Rec.2020極廣、極鮮豔的色度上。

目前較新穎的廣色域HDR顯示器，提升色度的方式一是使用藍光LED搭配紅色磷光粉PFS-KSF phosphor，例如華碩HDR系列第一代的PA32UC顯示器。另外也有如PA32UCG使用量子點薄膜Quantum dot film (QD film)技術。利用量子效應來增強藍光LED轉換紅、綠光的轉換率與色純度。目前前者能做到90%左右的Rec.2020覆蓋率，後者則大約是80~85%。

Rec.2020色域之廣，乃至於目前並沒有量產的顯示器產品^*，能夠100%覆蓋Rec.2020色域，顯示這麼鮮豔的顏色，這帶來另一個問題：色域映射。

*目前已經有使用多色雷射光作為光源的消費級投影機產品能做到95%以上的Rec.2020覆蓋。

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正確的色域映射

要能正確製作HDR影像的顯示器，理論上必須要在其面板所能呈現的色彩範圍內，盡可能維持各種色彩的正確性。例如顯示器實際上能覆蓋85%的Rec.2020色域，那理論上在這85%顯色範圍內，就應該要能正確顯示這些可用的顏色（這邊指的顏色包含亮度與色域，也就是上圖顯示的色容積Color Volume概念）。對於超出色域、亮度的部分，則應該以硬剪輯Hard Cilpping的呈現方式*，這點是HDR專業顯示器與一般民用HDR顯示器最大的差異之處。

*相關資料可以參考歐洲廣播聯盟EBU關於電視製作監視器規範的技術文件EBU Tech 3320

同時兼顧亮度/對比足夠高、色彩準確，且提供正確的顯示模式（硬剪輯），這樣的HDR顯示器才具備作為剪輯HDR影片的專業監視器。綜合種種，HDR顯示器亮度上要求對於製造廠商絕對是難中之難，必須同時對顯示器材料特性、製作工藝、影像演算法、品質管理等全面掌握，才有可能製作出高品質符合標準的產品。

萬中選一，至少目前是

ASUS PA32UCG在我的各種影像品質的實測中，除了「出廠色準」這個項目因為我使用藉測展示機已經不是全新的無法驗證外，「原廠校正程式」與「第三方校正程式」校正過後，包含SDR/HDR模式都能達到非常不錯的色準表現。

• 對比度項目，原生對比（SDR模式下未開啟動態背光功能）實測大概是1200:1，略好於一般標準IPS面板。HDR模式下開啟動態背光後，就能提供接近無限大的對比度。
• PA32UCG可以提供全螢幕不衰減（或是說幅度很小）的1,000 cd/m2亮度持續輸出，不受自動亮度限制器（automatic brightness limiter，ABL）影響，是非常優異的性能。

• HDR顯示能符合PQ曲線。如同前面討論所述，HDR影像核心技術使用的PQ曲線，要求採用絕對值的數位-類比計算，因此螢幕是否能正確的將影片的亮度匹配到螢幕所顯示的亮度上，就是非常重要的事情。PA32UCG無論是原廠校正程式或是第三方校正程式的驗證中，在PQ曲線追蹤上都做到非常優秀的準度。

• PA32UCG實際覆蓋BT.2020色域達83%左右，而DCI-P3色域可以達95%左右。對於超出色域、亮度的部分，符合HDR標準監視器應該要的硬剪輯Hard Cilpping方式呈現。

• 價格合理。
  目前售價不到10萬元，應該是大部分中小型動態影像工作室都能負擔的費用，如果要尋求規格類似，或是說能符合本文點出一台標準HDR監視器應該要的重點項目，那再往上的價格應該是以3、40萬計算的型號了*。

*這邊請留意，本文討論目標是「外接監視器」的類別，如果將筆記型電腦考慮進來，近期的新款帶有XDR顯示器的MacBook Pro是非常強勁的對手，價格甚至只要6萬不到就能擁有類似的顯示性能。但筆電內建螢幕與外接顯示器用途十分不同，很多時候沒辦法取代。

小結

本文雖然標題寫「前言」，但大致上已經把ASUS PA32UCG這台螢幕為何適合拿來用作HDR影片編輯、調光之用的優點說完了。如果你對於技術沒有那麼感興趣，那之後可能只要留意最後近日會發布的「編輯軟體設定篇」，教你如何正確設定HDR編輯軟體。

至於與市售其他HDR顯示器比較的部分，會在「規格篇」中說明。包含比較華碩之前推出的PA32UC與PA32UCK兩台HDR顯示器，為何我推薦目前新款的PA32UCG作為HDR影像編輯、調光之用。

實際性能測量與校正說明，包含華碩原廠校正程式ASUS ProArt Calibration和第三方校正程式Light Illusion ColourSpace的內容，會放在「測量/校正篇」中。