什么是4K HDR屏？4K HDR显示器有什么特别意思？

市面上现在4K电视、4K显示器、4K投影机、4K UHD BD，甚至4K播放器都越来越多，如果你有稍微关注一下这些产品，一定常看到「HDR」这个名词，而且从产品文宣上的不断强调中，也会发现它似乎是一个很重要的性能，那究竟什么是「HDR」呢？

什么是HDR？

HDR是（High Dynamic Range）的意思，要了解HDR代表的意思，我们必须要从它的相对名词SDR（Standard Dynamic Range）开始说起。以前影视工业在制定影像标准和作业流程时，由于器材显示能力有限，加上环境条件的限制，造成影像创造的过程必须压缩或舍弃许多影像的组成元素，其中最明显的就是亮度，在「映像管时代」电视制定的亮度标准仅仅只有100 nits（nit为烛光/平方公尺的亮度单位），而且这样的标准就延用了好几十年，直到后来电视具备更出色的发光能力（约可达到250~400 nits），但影像制作过程仍然多数延用旧有规格，也就是说会先将影像压缩成100 nits再通过显示器材来显示。

其实100nits的亮度在人眼能感受的亮度范围（约0.001~20,000 nits）内仅仅只有一小段佔比，随着科技的进步，人们也其实也知道CRT电视所延续下来的规格，会造成「眼见实物」与「电视显示」之间存在极大的落差，因此这几年当电视发展到一定的水准之后，不少业界专业人士开始重视并呼吁改善这个问题，许多好莱坞的电影工作者更是大力推广「HDR比4K还重要」的概念，因此孕育而出许多新技术，来保留、再现这样的亮度，也就是所谓的HDR高动态范围。现阶段4K UHD BD所采用的主流标准HDR技术是HDR 10，意即将影像亮度提高到1000 nits，是传统SDR电视100 nits的10倍，虽然与人眼可感受的20,000 nits相比仍然一大段差距，但已经是很大的进步了，只要你使用的4K显示器材也支援这项规格，就能为你带给更接近实物的观看效果。

HDR 10的定义

HDR 10成为4K UHD BD规范的标准规格之一之后，许多新推出的4K电视、投影机都会标榜支持HDR 10，而且都会以这个HDR规格为卖点。HDR 10除了1000nits的亮度之外，还有哪些特点呢？HDR 10是CEA（Consumer Electronics Association）在2015年所公开的规格，并对HDR显示器做出许多定义，其中几个重点包括，色取样支持4:2:0、色深支持10bit、色域支持BT.2020，另外就是最重要的「影像的Metadata（后设资讯）中能够携带HDR资讯（SMPTE ST 2086亮度曲线），当中MaxCLL最大亮度（Maximum Content Light Level）为1000 nits。」

SDR与HDR差在哪裡？

在这样详细的规范下，消费者可以明显比较出SDR和HDR的实际差差异。首先HDR画面的亮位会更亮，暗位会更深，色彩表现能力会更好，特别是画面中高亮度区块的色彩，具有更好的还原性，举一个简单的例子，你用电视播放明亮的晴空画面，在HDR画面中可以清楚看到天空裡的蓝色，SDR画面看起来可能就会偏淡，甚至是缺乏色彩的一片白色。而夜晚城市里的霓虹灯，HDR可以突显出更饱和的灯光色彩，灯光看起来更明亮、更耀眼之外，色彩也会较为鲜艳，如果是透过SDR画面观看，对比度明显就会比较差，不仅明暗之间的渐层变化较小，亮位的色彩也会偏淡，甚至是产生色偏。

电视、电脑屏幕、投影机的HDR有差吗？

现在家庭娱乐用显示器主要有电视跟投影机两种产品，那么4K电视跟4K投影机的HDR，有什么不一样的地方呢？我想这要从两者亮度表现方式开始说起。4K电视方面，要真正作到1000 nits的亮度，厂商就要想办法提高LED背光模组的发光强度，像是直下式背光模组的LED颗粒数量多，要达到同时具备区域控光、1000 nits的亮度基本上不是问题。但直下式背光模组成本高，无法满足4K平价化的趋势，所以也有部份产品使用「没有区域控光的直下式背光模组」，相对之下就能满足中低价位4K液晶电视同样也能对应HDR的需求。至于采用侧光式LED背光的4K电视也做出因应策略，厂商将发光效率更高的LED颗粒纳入制作背光模组，让液晶电视的画面能具备600 nits以上的亮度，达到传统侧光式LED背光模组的两倍。

但画面最高亮度不到1000 nits的4K电视，是不是就没办法作4K HDR显示呢？事实并非如此。由好莱坞的电影业界、相关技术公司和各大国际电视品牌成立UHD Alliance联盟（该联盟成立的目的是希望能够让更多消费者认识、接触到4K UHD高画质），于2016年CES展览上推出一个名为「Ultra HD Premium」的认证，该认证除了定义3840×2160解析度、支持10bit色深、相容BT.2020色域，最重要的就是针对画面亮度与黑位，定义了两套产品符合HDR的标准，第一是「电视机的画面亮度必须超过1,000nits，黑位亮度必须低于0.005 nits」。第二种是「画面亮度必须超过540 nits，黑位亮度必须低于0.0005 nits」。凡是符合上述标准的电视，都有资格取得Ultra HD Premium的认证标识，等于是给4K电视开了更能符合HDR标准的方便门。

4K投影机是否也可以凸显HDR表现亮位明暗阶度与色彩的优势呢？答案是可以的！现在很多品牌的高阶4K投影机也都纷纷标榜具备HDR配置，配备了HDMI 2.0a输入端子之外，也强化了光输出强度与拉高对比效能，让投影机不仅能更亮，而且还亮得很有细节，和4K HDR电视一样都有做出亮部的阶调性，强化色彩的正确性。不过必须说一个现实的，4K投影机是通过银幕反射呈现影像内容，画面的亮度除了投影机光源强度之外，也会和银幕的增益值产生连带关係，和液晶电视的背光模组逻辑截然不同，实际呈现出来的效果是否真的好，除了投影机本身的之外，还需要考虑投影环境、银幕搭配等因素。

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