LED虚拟拍摄中的HDR流程到底是何方神圣

5243670

LED虚拟拍摄中的HDR流程到底是何方神圣



在前两周发布的《LED虚拟拍摄与无处不在的色彩科学》中，将重点锁定在索尼黑彩晶ZRD-B15A(下文简称索尼黑彩晶)的色域表现与可视角度上。本次，时光坐标索尼黑彩晶LED虚拟拍摄联合测试将迎来尾声，最后一期的聚光灯属于“LED虚拟拍摄中的HDR流程”。





01

HDR与虚拟拍摄

HDR将成为未来影视的必修课

近几年，随着高帧率、高分辨率及高效率编码器等有助于提升画面质量的影视科技的涌现与发展，一种新技术术语闯入了行业人士的视野：HDR(High Dynamic Range 高动态范围)。HDR扩展了传统SDR(Standard Dynamic Range 标准动态范围)的显示范围，具有更宽的色域、更亮的亮度上限和更黑的亮度下限，在对比度、灰度分辨率等维度上也进行了整体升级。




SDR与HDR对比图



#背景知识加油站#



2012年ITU发布的ITU-R BT-2020色域标准，相比可再现33.5%可见光色域的REC-709，BT-2020可再现63.3%可见光色域，是目前显示设备所能覆盖的最大色彩范围区域。

2016年后发布的BT-2100与BT-2390两项规范对BT-2020中缺失的HDR部分进行补充。特别指出HDR高动态范围视频系统制作与显示系统之间所采用的转换函数为PQ EOTF以及HLG EOTF；SDR动态范围系统所采用的转换函数为BT-1886。



(PQ EOTF与HLG EOTF曲线)






HDR高动态范围的持续发展也在同步影响着原有技术标准与内容的延伸扩充，随着技术进步，即使作为普通观众也能够用肉眼分辨出HDR技术带来的画质提升，然而HDR技术不仅只是作用于某个单一环节，而是关系到画面显示背后的整个生态系统。



02

HDR与虚拟拍摄

索尼黑彩晶荣登LED红榜？

在LED虚拟拍摄创作现场，如果LED屏幕能够以HDR标准播放素材，是否意味着摄影机记录到的画面可以比同等情况下使用SDR标准时拥有更加丰富细腻的色彩与细节，从而令后期团队的时间和精力得以尽可能回归到创作本身？




测试现场



时光坐标虚拟研发团队首先使用摄影机分别在日景、黄昏、夜晚等不同环境光线下录制空镜素材和包含演员的素材，拍摄格式为6K(6048*4032)，25p，X-OCN XT，S-Log3。然后设置Davinci Resolve输出色彩空间为色域BT-2020，Gamma ST.2084，最高亮度1800nit，同时通过视频处理器将索尼黑彩晶的显示色彩空间设置成相同参数与之匹配。



测试环境拓扑图



待测试环境准备就绪，将空镜素材通过Davinci Resolve服务器在索尼黑彩晶上进行还原，最后请演员站在LED屏幕前，摄影师参照包含演员的实拍素材，以相同拍摄距离、高度录制画面。拍摄完毕后，对比分析通过实拍和LED虚拟拍摄两种不同方式得到的素材，且全程使用索尼PVM-X2400 HDR监视器进行观察记录。





测试结果显示



LED虚拟拍摄的画面基本保持了原有色彩细节，经过现场实时调色，画面暗部与亮部的细节还原性也极高，几乎看不出区别。



除此之外，时光坐标虚拟研发团队还分别输出REC-709和BT-2020两种色域标准下的UE4场景，并进行拍摄分析。


←←←向左滑动对比查看SDR画面与HDR画面



测试结果显示



使用BT-2020色域输出的UE4场景的真实度与光照准确度有了明显提升，细节完全可以呈现在LED屏幕上。



为了呈现更接近完美的HDR影像需要具备两个条件，第一是高对比度，第二是卓越的色彩表现力，在BT-2100色域标准下要求显示设备峰值亮度至少达到1000nit，黑位亮度则需要小于或等于0.005nit。



而索尼黑彩晶的屏幕峰值亮度最高可达到1804nit、最低为0nit，具有1000000:1以上的高对比度，并且理论上能覆盖约83%的BT-2020色域范围，同时支持PQ和HLG gamma曲线，能充分还原高光和暗部细节，在虚拟拍摄HDR流程中表现优异，是呈现高质量HDR内容的理想之选。



写在结尾的话



传统影像采集处理流程会损耗原始素材的质量，HDR流程则能在减少损耗的同时扩展色彩显示范围，因此HDR影像能够用更丰富的色彩、更细腻的高光与暗部细节对真实世界进行还原，为观众带去丝滑、沉浸的观赏旅程。



然而，不论是本次对HDR流程的深度潜游，还是过往几期对频闪、摩尔纹、抗光干扰、可视角度、色域等维度的探索，归根溯源还是对高质量影像与视觉体验无止境的追求，在此时光坐标虚拟研发团队由衷感谢各位对本系列的关注，希望所有对虚拟拍摄领域有兴趣的朋友为影视工业化高标准都可以抱持着无限的创作热情与探索精神，为未来中国影视行业挖掘出更多宝藏。