在今年的国际消费电子展（CES 2016）上，HDR成为电视领域继4K之后的又一关注焦点。LG、三星、索尼三家知名电视厂商均展示了支持HDR显示的电视新品，例如LG的SIGNATURE 4K OLED系列、索尼的X9300D系列以及三星的无边框量子点SUHD电视等。国内厂商TCL也推出了一款型号为X1的QUHD新品电视，采用了杜比公司最新的HDR技术，同样支持HDR显示。毫无疑问，在未来这一年中，HDR将成为电视行业的热门关键词和发展趋势，开始走入大众的视野。 

一、CES 2016主要HDR电视概览

今年的CES上，除了VR引起了很大的关注，在视频领域，新型HDR电视成为各大厂商重点推荐的新产品。HDR相较普通的高清、超高清电视呈现了更加明亮、更加清晰、更加真实的画面，吸引了大批参观者驻足体验。这里重点介绍几款具有代表性的产品。

1、索尼：X9300D系列和X8500D系列

2、LG：SIGNATURE系列

3、三星：量子点SUHD系列

二、HDR概况

HDR，全称High Dynamic Range，即高动态范围。通俗来说，HDR可以拓展显示的亮度范围，展现更多的亮部和暗部细节，为画面带来更丰富的色彩和更生动自然的细节表现，从而使得电视画面更接近人眼所见。如果说4K分辨率是对像素数量的一次提升，那么HDR显示技术则是对像素质量的一次升级。相较于4K分辨率，HDR技术所带来的视觉震撼更为明显。无论屏幕尺寸如何、观影距离多少，其对画质的提升效果都是显而易见的。

目前，4K分辨率已然成为各大电视机厂商旗舰产品的标配，而HDR作为超高清下一步的发展方向也成为了终端制造领域的新宠。近几个月来，业内多次超高清广播测试使用了4K HDR标准的内容。CES 2016上，LG与三星均采用ATSC 3.0标准进行了4K HDR的广播演示。除此之外，HDR的内容制作也开始涌现。在在线视频领域，流媒体巨头亚马逊已经率先于去年6月推出了首部4K HDR剧集《丛林中的莫扎特》，而Netflix也已经将其自制剧《马可波罗》转制成了支持HDR显示的格式。可以想见，2016年，或将成为HDR标准化与产业化的一年。

三、HDR技术介绍

HDR概念中的“动态范围”，是指一个图像中最亮处和最暗处之间的比值。

人眼所能感受的亮度范围约为10-3~106nit，所能感受的瞬时对比度范围可达10000：1，而目前消费级液晶显示器的亮度一般在300~400nit左右，其亮度范围一般为2000：1。可见，人眼的亮度分辨能力远高于当前主流的显示设备。而HDR显示技术就是要提升显示的亮度范围，在使得显示亮度更亮的同时，又让呈现的黑色更黑。

目前显示器对比度的限制是由1990年发布的ITU BT.709标准决定的。为了达到最佳的观看效果，该标准中的电光转换函数（EOTF）是以过去CRT显示器的特性为基础设定的。但CRT显示器的亮度一般不超过100nit，对于现在亮度可达400nit甚至1000nit的显示器而言，BT.709标准已经束缚了最佳显示效果的呈现。因此，当前不少广播电视界的机构组织均提出了新的HDR显示技术，以实现更高动态范围的显示。

HDR显示技术的关键是对于电光转换函数（EOTF）和光电转换函数（OETF）的定义，即电信号与光信号之间的转换规则。目前主要存在两种新的电光转换方案来替代CRT时代所使用的伽马曲线。一是杜比实验室的Dobly Vision HDR方案提出的感知量化编码（PQ，perceptual quantizer），二是由BBC和NHK联合研发的对数伽马分布（HLG, Hybrid Log Gamma）。杜比PQ可采用12bit色彩深度实现107高动态范围，其亮度范围达到10-3~104nit。该方案根据显示器端人眼对亮度分辨的阈值来确定量化比特的要求，符合人的视觉生理和视觉心理，对量化比特的使用更为经济。而BBC与NHK提出的HLG方案通过两种不同的方式来分别对HDR信号当中所包含的高光和低光部分进行解码，其中低光部分使用了标准伽马曲线（这与BT.709的标准基本相同），而高光部分（超过100nit）则使用了对数曲线，在支持HDR的同时可以兼容SDR超高清电视。

然而，不同的HDR技术需要相对应的显示设备进行解码调整。一个能够显示Dobly Vision HDR格式内容的电视机，未必就能显示BBC制作的HDR内容。这就给HDR技术的大规模推广带来的一些阻碍。因此，在技术条件已经具备的情况下，标准化已经成为HDR发展亟需解决的问题。

四、HDR标准化情况

当前，世界各地的行业标准组织都已经投入到HDR标准的制定工作中来。美国电影电视工程师协会（SMPTE）于2015年3月率先公布了电光转换函数标准SMPTE ST 2084，采纳了Dolby vision的PQ曲线。而这一标准又被其他行业组织采纳为自身标准体系的电光转换标准。

1、蓝光光碟协会（BDA）

BDA致力于制定超高清蓝光系列标准。2015 年 5 月 12 日，BDA 宣布完成 Ultra-HD Blu-ray 标准和商标。该标准将包括 4K 3840×2160 像素的分辨率、广色域（提升到 BT.2020 标准）、高帧速率（60fps）等，将从2015年8月24日开始授权。

此外，该标准将支持开放 HDR，使用 10-bit HEVC 编码和 SMPTE ST 2084 标准，同时准备采用 Dolby Vision 和 Philip 建议作为选项。BDA也会将10-bit 编码和宽色域用于目前的SDR内容。

2、美国消费电子协会（CEA）

2015年8月，CEA 初步起草了关于电视和显示器行业产品支持 HDR 技术的内容，对“兼容HDR显示器”进行了定义。其中包括：在电视、显示器或者投影机中，至少有一个接口，可以支持 HDR 技术，而且要符合数字电视规范文件 CEA-861-F 以及未经压缩视频规范 CEA-861.3 文件中的规定。另外，还要支持 HDR10 媒体传输标准，比如可以通过 IPTV 的方式播放 HDR视频、或者通过 HDMI 接口传输 HDR视频。

HDR10媒体档次需支持如下内容：符合SMPET ST 2084电光转换标准；色采样：4:2:0；比特深度：10比特；彩色空间符合BT.2020；支持元数据SMPTE ST 2086）。

3、超高清联盟（UHD Alliance）

在今年初的CES 2016上，超高清联盟发布了4K/HDR认证标识“Ultra HD Premium”。其要求设备分辨率达到3820*2160，色深达到10bit，支持BT.2020色域信号输入，显示覆盖90%以上DCI-P3色域空间。在HDR显示方面，该标准要求：符合SMPTE ST2084 电光转换标准；峰值亮度与黑位达到其中一项：

（1）亮度1000尼特以上/黑位低于0.05尼特（主要针对LCD显示器）（2）亮度540尼特以上/黑位低于0.0005尼特（主要针对OLED显示器）

此外，根据SMPTE研究小组2015年9月发布的《HDR影像生态系统》报告，其他组织有关HDR标准制定的计划如下：

ATSC: 正在考虑将传输HDR内容加入ATSC3.0地面广播标准

SCTE（有线与通信工程协会）：开始研究未来HDR有线传输

MPEG：评估HDR的影响，考虑是否需要调整HEVC压缩标准中的各种工具。HDR内容的流媒体传输也有待定义。

日本ARIB发布了一个光电转换函数（OETF）的标准（ARIB STD-B67）

NHK已宣布传输HDR WCG图像的时间表

欧洲DVB正积极寻求家庭传输HDR的可能选项

ITU-R SG-6形成了有关HDR电视系统的Rapporteur Group (RG24) Recommendations

五、HDR发展前景

HDR并非一个孤立的技术，而是超高清电视整体规划中的一部分。与HDR的高亮度范围显示同步到来的，还将是更高的色彩深度以及更大的色彩空间范围。色彩深度越高，可支持的颜色也越多。色彩深度的增加不仅仅增加了图像的灰度值，也使得同一色系的视觉过渡更为平滑，避免了在表现渐变色彩时出现明显的分层。而新一代的超高清规范ITU BT.2020所规定的色彩范围，也将比BT.709多70%，尤其在绿、黄、青三个高亮度区域有显著的扩大。在现在已经发布的HDR标准中，均对色彩深度和色彩空间作出了相应的规定。这些参数提升共同带来了“更好的像素”显示。

HDR技术将被加入到4K甚至8K电视之中，将“更好的像素”与“更多的像素”结合，重新定义电视画面。

据IHS预测，2019年，符合超高清联盟验收标准的HDR电视的出货量有望从2016年的290万台激增至3260万台。在其最新的欧洲超高清市场预测中，IHS表示，预计今年二季度，HDR电视会进入市场销售，到2017年销量将有明显提升，而到2019年，HDR机型将占据超高清电视销售总量的38%。此外，ABI Research也预测，到2020年，将有70%的4K超高清电视机将支持高动态范围（HDR）、更广色域、高帧频和沉浸式音频等新技术。同时，相较于VR等新兴业务对普通消费使用习惯带来的冲击，HDR与超高清一样，具有更加“平易近人”的特性，因此基于技术的突破性优势、迅速的标准化进度以及HDR电视终端的市场发展趋势，未来HDR电视将在市场上迎来快速发展的时期。