我最近花时间研究了一个有趣的课题: 就是索尼最新款投影机上使用的 XR 处理器 和 madVR 或是Lumagen 这样的外接高端处理器比起来怎么样?不过,为了确保能对比更公平,我在给出结果之前,先要进行全面的对比。
索尼官方承诺,XR 处理器在 HDR 处理方面的性能可以达到参考级别。但要验证这一点,必须与更具权威性的参考级设备进行对比。我之所以选择 madVR 作为参考设备,是因为它历来都是市面上效果的最好的一款设备,尤其把它和索尼之前的激光投影仪搭配使用的时候,其效果明显优于索尼上一代的内置处理器。 那么索尼最新的 XR 处理器在这方面到底有加强吗?
这里我特意不对两款设备进行过多调整,没有刻意通过人为的方式让它们的图像保持一致,原因也很简单:我们在日常使用中,大概率也不会做这么大幅度的调整。我也是想让我最后得到的结果,更有实用价值。
HDR 的意义是什么?
在对比之前,我们应该搞明白什么才是真正算得上好的 HDR 处理,HDR 这种技术的目的是什么:
上图:SDR
下图:"HDR
HDR 的目的是通过让暗部更暗、亮部更亮来达到更真实的动态范围。理想状况下,画面会更加逼真,更能还原原始影像内容。在画面的亮部,即高光部分,这个概念非常容易理解: 画面越亮,动态范围肯定越大。然而,由于投影仪无法达到与现有电视机同等的亮度,因此在亮部区域实现画面亮度和清晰度之间的最佳平衡就显得格外重要。如果想从投影仪中获得更多的 HDR 亮度、就必然会损去高光部分的清晰度
“类似的逻辑也适用于暗部,即黑位: 黑色肯定也是越深越好。同时,HDR 也希望能够提高暗部的清晰度,以使画面更加真实,并避免不自然的亮度上浮。为了实现这一目标,暗部的伽玛比特深度已被大幅拉高。
与 SDR(2.2)相比,HDR 伽玛提供了更多暗部的层次。
比 SDR (2.2)
那么,与 SDR 相比,HDR 的优势是什么呢?让我们再看看上面的两个例子:
画面 "A
画面 "B
乍一看,画面 “A ”好像比画面 “B ”更加吸引人,尤其是侧面的绿色山脉。但它真的更真实吗?肯定不是,因为现实生活中我们看到暗部中的物体不是那样的。这就是 HDR 更精细的伽玛效果的意义所在:暗部内容能被精确而巧妙地显示出来,而不会显得过亮或看不清。而图像 “B ”就符合这个要求,因此与更逼真的 HDR 效果相对应(当然受限于你的显示器屏幕,你也许感受没那么深)。
然而,由于大部分投影机无法实现十分完美的黑位,使得这种细节再现变得更加困难。黑位越偏“灰”,就越无法利用更精细的 HDR 伽马,整个画面就会显得平淡。另一方面,黑位越好,暗部场景的显示就越逼真。
全新 XR 处理器设置选项
索尼的 XR 处理器旨在实现完美的 HDR 性能,并且无需过多的进行调整,这也是我们保持它默认预设的原因(madVR 上也是一样)。索尼建议将色调映射设置为 “模式2”,因为它能提供亮度和图像深度的最佳平衡。“模式 1 “会得到更亮的图像,但高光部分会有更多的压缩,”模式 3 "会增加画面中的对比度,减少高光部分的压缩,但会产生更暗的图像。
色调映射的三种取向
但这并不是它全部的设置选项,因为它的HDR 增强器也依然可以启用,其功能也与 上代的X1 相似,但有一个根本性的区别就是:它不再会劣化 XR 处理器的清晰度,我们可以把 HDR 增强器想象成画面的 “响度 ”功能。在低档位模式下,它的增强效果确实更加吸引人。
HDR 增强器可产生更多动态效果(如果有必要的话)
除此外,它还有其他的选项,乍一看似乎有点令人困惑:即使是 HDR 模式下,SDR 的伽马也可以在常规值之间切换(初始设置为 2.2)。
静态 SDR 伽马调整 也可用于 HDR
即使数值与 HDR 不一致,功能也是一样的: 伽玛值越低,曲线越平坦,清晰度越高;伽玛值越高,曲线越陡峭,画面对比度越高。我们暂时将其保持在出厂设置(关闭/2.2)。
不再需要校正电平(但仍然可以这么做)
顺便提一下,你不再需要 “动” HDR 对比度控制,这在上代产品中对于 HDR 级别的调整是必须做的。不过,如果降低对比度,你也可能要牺牲亮度来换取更好的细节表现,稍后我们会详述。
配备 XR 处理器的 XW8100 图像菜单中的新设置选项就给大家介绍这么多,但具体画面表现如何呢?
图像对比
我们从一个有阳光照射的白色区域的明亮场景开始,在这里,索尼 XW8100 的光输出得到了充分利用,现场实际看的话感觉非常明亮,这种明亮感也是一种体验。
madVR + 索尼 XW8100
在上图中,我们可以看到 madVR 的处理效果:该处理器对对比度的调整非常出色:画面非常明亮,直升机上的轮廓被完全保留下来,在白色的映衬下显得格外清楚。
XW8100 的内部 XR 处理器
而索尼在预设设置中的侧重略有不同:它让 XW8100 显得更亮,从而确保更多的 “阳光”感。乍看之下,这样的效果好像更吸引人。然而再多看几眼就会发现,它这种亮度提升,应该是以更牺牲清晰度为代价的,物体轮廓不再那么分明。那到底哪个处理更好呢?这要取决于个人口味,而且其实也是可以去调整的: 如果你想要更好的清晰度,也愿意牺牲一些亮度,那么直接拉低对比度控制即可。得益于 XR 处理器的自适应处理,我们无需要对不同的 HDR 信号源进行调整(就像上一代 的X1一样),只需做一遍调整即可。
对比度控制能降低白色电平,从而提高亮部区域的清晰度。
如果你希望获得与 madVR一样的亮度和清晰度,可以通过这种调整来实现,我们认为这是一种更为明智的优化。
顺便说一句:反之,你当然也可以选择让 madVR 产生更高的亮度,但是画面细节肯定会差一些!
madVR
我们的第二幅图显示了在同样刺眼阳光下的明亮场景,madVR 在这里的处理看不到任何明显的问题,它提供了非常棒的 HDR 体验。
XR 处理器
索尼在这里的侧重点略有不同:它的 “高光”更亮一些,但同时使用的 HDR 伽玛也更犀利一些,因此提供了更多的暗部细节,这比 madVR 更能突出这张图的渐变效果。如果想要更实现 madVR的效果,可以在图像菜单中选择较低的伽玛值(见上图)。
使用较低 HDR 伽马值(1.8)的 XR 处理器
这种调整很容易,但一般没这个必要。多数 “用户 ”可能更喜欢索尼这种高对比度的 HDR 处理效果。但正如前面提到的:madvR 也可以这样去调整,都是没有问题的。
具有更加陡伽玛曲线的 madVR
当然,madVR 的最终调整效果更加完美,这就引出了画面对比的第三个问题--色彩: 与索尼相比,madVR 的显示效果色彩略显浓重和偏红。
索尼 XW8100 的原生色彩空间
请注意,这是在 XW8100 完全遵照 D65 色温和 DCI-P3 标准进行校准的情况下实现的,而 XW8100 实际上没有满足这一标准:因此,索尼的这里色调映射略有不同,而且也很难被修正(madVR 通过 3D LUT 提供了广泛的选项,稍后我们再详述)。
对角线分屏图显示了两个处理器的效果,结果是相似的。
我们再切换到更暗的场景,可以看到两款处理器的伽玛分布非常相似。色彩方面的差异再次凸显:这次索尼 XR 处理器的显示效果显然更好,而 madvR 在蓝色色调方面更加保守,并混合了更多的绿色。
具有更高动态范围的madVR HDR, 在这幅 SDR 图像中似乎有些“曝光不足”,但实际观感并非如此。
现在我们切换到一个更暗的场景,但我们遇到了一些拍摄问题。相机无法完全捕捉到投影机全部的 HDR 动态范围。相机的曝光偏向于它的高光部分,这就是为什么这些照片中的暗部细节有一些看不清。然而,在实际观看中(即现场看),我们人眼看到的细节十分出色,毫无瑕疵,这种观感是极其微妙的。
通过对madVR进行 SDR 调整,我们可以看到:画面细节已经完全呈现出来了!
随后将同一画面的伽玛值调整为 SDR,可以清楚地看到照片中的清晰度现在已经完全呈现出来的。不过,在我们的照片(和视频)中,我们特意避免了这种二次处理,因为 HDR 图像画面效果会因此再次被 “拉低 ”成 SDR。加上你在浏览该文章时使用的 SDR 显示设备,也根本无法完全还原现场这种高对比度的 HDR 投影画面效果,因此希望你需要考虑到这些因素再进行进一步 “解读”。
使用索尼XR 处理器,照片的曝光问题会更加严重、因为它动态范围更大。不过现场拍摄的照片的细节还不错,而且更加细腻。
在这块,索尼更侧重画面中的对比度,因此照片看起来更加 “锐利”。实际上,XW8100 在主观视觉上也看起来更吸引人,但相机无法捕捉到这些差别,相反,暗部的细节似乎都被掩盖了。
XR 处理器经过 SDR 伽玛调整后的同一副画面
我们在 Photoshop 中进行的了SDR 调整和发光直方图显示,可以看到这块的细节没有被吞掉,也是肉眼可以识别的。HDR 效果更加明显,也没有损失任何画面细节。如果将两种处理器的图形叠加在一起,这些差异更加一目了然:
madVR 就更加侧重一些细节,尤其是暗部。不过,总体而言,与 XR 处理器的差异相当细微且呈线性,因此可以使用伽玛再做调整。
HDR 伽马值较低的 XR 处理器(2.0)
如果你喜欢更明亮那种 madvR 效果,可以通过调整 XR 处理器的伽玛值来实现。与前面说过的一样,一般较平的伽玛值就足够了。不过,我们并不太推荐这样调整,因为(如前面所述)其实现场看到的画面细节已经足够好了。
在色彩方面,madVR 在这块有偏红的倾向,而索尼在这里主观视觉上似乎更加自然。 但在这点上,我也想说明一下,madVR 也是可以根据你需求进行校正的。就看有没有必要这样折腾了:
madVR 与经过校准的索尼 XW8100、但没有使用 3D LUT
在这里,你还可以看到 Rothang 与 XW8100 结合,XR 处理器实现了更自然的色调映射。这是有原因的:因为madVR “考虑不到 ”XW8100 的 Triluminos 色彩空间与 DCI P3 色彩空间不一致,而 XR 处理器是将这种 “偏移 ”考虑在内的:
XR 处理器针对 Triluminos 色彩空间进行了优化。
这种差异可以通过 3D LUT 校准来纠正: 使用传感器对色调进行单独测量,确定校正值并保存在 “表格 ”中。madVR 使用此 “表格 ”可实时校正信号中的色彩:
使用色彩校正 LUT 的 madVR:效果更加完美!
在对色彩进行一番摸索之后,我们回到 HDR 伽马调整: 下一步是让它变得更暗。
在这里,我们的相机也捕捉到了更多信息,在这张 SDR 画面中,清晰度似乎有点弱。但实际观看的话,清晰度是明显的,我们认为这种处理对于 HDR 来说有点过头。但是,正如我们已经多次提到的:有了 madVR,你可以随心所欲地修正一切(可以更加按照你个人的口味去定制效果)。
XR 处理器
索尼在这里也更侧重暗部的真实性,但在清晰度方面也没有什么大问题,它清晰度会更加细腻。
在最后的对比中,有一个夜幕降临的画面。下面的对比图证明了我们的眼睛是多么容易被欺骗:
“A”
“B”
请你告诉我哪一个更强呢?大多数人应该会说上面的图像 “A”,因为它 “更亮”、“细节更好”。 但这忽略了优秀 HDR 图像的一个要点:更吸引人的并不总是更好的,甚至不一定是对的。在这个场景中,夜幕降临,没有开灯,看似一片漆黑。这就是为什么下面的图像 “B ”其实是更好的画面,它是由 madVR 生成的,并且也是被我们的 SDR 相机非常完整地记录下来的,没有进行任何的后期调整,因为它不存在很亮的高光使其超出相机的动态范围。
索尼 XR_35 在这里的表现也很不错,阴影细节更加细腻,是肉眼可见的。得益于 XW8100 的高对比度范围和出色的黑阶,它可以 “低 ”到这种程度而不会影响画质。比如,JVC N998 也使用了这种处理,因为它的黑位更黑,HDR 发挥更加极致。正是在这样的场景中,LCOS 的高动态范围才发挥了作用,即使看起来 “细节丰富”,也不必刻意去提高伽玛去达到这样的渲染效果。如果你确实想这么做:只需在图像菜单中降低伽玛值,大概需要花费十秒钟的时间:
最后,让我们来看看色彩处理: 两款处理器的色彩还原效果完全相同,Triluminos 色彩空间也没有产生任何偏差。
结论
要对像 HDR 这样复杂的课题进行客观的比对是很困难的: 由于投影机在技术上无法完全满足 HDR 标准,因此只能进行大概对比。然而,大概也就意味着有所妥协(如:亮度与对比度、清晰度),而妥协后的判断就更加主观了。这可能反过来又使得客观评价变得很难,因为在整个动态范围内不存在所谓的 “恰到好处”。
我们的预设对比也清楚地表明了这一点:madVR 恰到好处地增强了画面细节,而且没有破坏整体的 HDR 效果,也没有让画面构图显得过于平淡。索尼的调整则更激进一些,更多地利用了 HDR,这在一定程度上增强了画面细节。这样做的一个好处是,它内置的 XR 处理器的色调映射能更好地与 Triluminos 色彩空间相匹配,而无需进行复杂的 3D LUT 校准。不过,我们可以花一点时间对 madVR 进行调整,让它呈现这样的效果。
由于上述原因,我们无法准确的说哪种 HDR 调整综合起来更好,但这并不是关键。相反,关键是索尼 XR 处理器可以通过适当的快速调整生成我们想要的 HDR 效果,甚至设置得当的话它可以做到很接近 madVR的HDR效果(反之亦然)。所以结论是,两套系统的性能非常接近,索尼兑现了它在动态 HDR 调节的承诺。 现在,他们已经开始在追赶 JVC了,这使得外接视频处理器不再是一般用户必须考虑的装备。
不过,这并不意味着给外接 madVR Envy Extreme就没意义了 ,毕竟madVR提供了更多更丰富的高端用户所需要的功能,并且它可以针对HDR 进行更详细的配置,这是索尼内置处理器提供不了的。并且madVR在技术上研发更加积极,它能为大多数投影机带来更为明显的画质提升,所以不是说有了更好的内置处理器就不用再上外接处理器了。
相反,作为客观的测试人员,我们也没必要过于捧新踩旧:投影机厂家肯定会不断的去提升它内置的HDR处理性能,但技术上肯定永远是外接处理器更有优势,这也符合市场的商业逻辑。除去HDR处理,在图像升频(与外部升频相比)、格式缩放、数字锐度算法(Darbee/超级分辨率)和插帧算法(FI)方面也是如此。
JVC 曾率先在 HDR 方面有所突破,现在索尼和爱普生紧随其后(日后可能会做专题说明)。在更好更完美的动态 HDR 处理成为投影机的标配功能之前,其他厂商也会逐步跟进。这对每个用户来说都是好消息,因为这意味着市面上的家用投影进入到一个新的阶段!