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空間美學設計、通風溫控系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)(4K/HDR)、信號傳輸系統(tǒng)從規(guī)范、標準與新理念再談定制安裝的核心要素(二)

2019-10-28 07:44編輯部
家庭影院技術 2019年9期
關鍵詞:家庭影院亮度規(guī)格

文_編輯部

家庭影院定制安裝一直以來都是我們重點關注的方向,從上期開始,我們一連兩期專門從規(guī)范、標準與新理念的角度來重新分析定制安裝的核心要素,希望能讓影音行業(yè)人員在設計、構建定制化的家庭影院視聽系統(tǒng)的時候獲得更多的幫助與指引,同時也借此讓更多入門的家庭影院玩家了解到家庭影院定制安裝在設計方面的嚴謹性、專業(yè)性與復雜性。此前,我們分別探討了房間比例與大小、環(huán)繞聲系統(tǒng)布局與音頻系統(tǒng)設計。這三個方面正是家庭影院音頻系統(tǒng)設計當中關注量最大的重要環(huán)節(jié)。適當?shù)姆块g比例、形狀以及空間大小能在設計階段就能有效地控制房間低頻駐波所引起的各種問題,環(huán)繞聲系統(tǒng)布局與音頻系統(tǒng)設計則都是讓用戶獲得出眾聲音表現(xiàn)的關鍵所在。在國內的家庭影院定制安裝領域中,從市場的角度還是構建技術難度等方面來看,音頻系統(tǒng)依然是大家關注的重點。但我們并不能因此就放棄了對家庭影院定制安裝其他部分的關注,尤其是當我們想要打造一個優(yōu)秀的家庭影院系統(tǒng),這些其他環(huán)節(jié)要針對性考慮的地方,其實一點都不比音頻系統(tǒng)要少,甚至許多細節(jié)點還要特別研究分析。接下來,我們將繼續(xù)分析家庭影院定制安裝系統(tǒng)當中的其余關鍵要點,包括了視聽空間的美學設計、通風系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)(主要集中在超高清與高動態(tài)范圍等新技術方面)、傳輸系統(tǒng)的規(guī)范、標準以及嶄新的理念。

第一部分:視聽空間的美學設計風格

家庭影院系統(tǒng)設計當中的面子工程

居家風格、藝術風格、特定主題風格、現(xiàn)代風格

第二部分:CEDIA CEB-24通風溫控系統(tǒng)設計規(guī)范

家庭影院定制安裝之中容易忽視的一環(huán)

第三部分:CEDIA CEB-23家庭影院視頻設計推薦規(guī)范

家庭影院設計環(huán)節(jié)可以參考的其中一個重要標準

第四部分:ITU-R BT.2020推薦規(guī)范

4K超高清家庭影院視頻系統(tǒng)組建的首要參考規(guī)范

第五部分:不得不留意的DCI數(shù)字電影院規(guī)范

4K超高清家庭影院視頻系統(tǒng)構建同樣需要留意之處

第六部分:ITU-R BT.2100 HDR的基本規(guī)范

家庭影院定制安裝視頻系統(tǒng)組建不得不認真面對的環(huán)節(jié)

第七部分:基本滿足8K/60傳輸要求的HDMI 2.1規(guī)格

家庭影院定制安裝傳輸標準細則暢談

第一部分:視聽空間的美學設計風格家庭影院系統(tǒng)設計當中的面子工程

除非你是一個追求極致視聽效果的影音愛好者,希望依據(jù)專業(yè)電影后期審片室又或者是錄音室的嚴肅風格打造一個專業(yè)味十足的家庭影院,否則我們在構建家庭影院的時候或多或少都希望整個空間既能保持不錯的畫面與聲音表現(xiàn),同時也保持一定的風格特點,而并非全是黑黑沉沉的壓抑格調。簡單地來說,我們可以選擇不同色彩風格的美學設計,例如說深色風格帶來的是專注的心情,強調專業(yè)與高雅的融合;紅色風格則帶來的是熱情與快樂,營造出熱鬧的氛圍等。除了簡單的色彩搭配,我們還可以玩出更多的花樣,考慮結合各種不同的家居裝潢風格,例如說居家風格,特定主題風格,現(xiàn)代風格以及現(xiàn)代風格等。其實在國外的許多家庭影院定制安裝案例里面,基本上都是采用隱藏式的視聽空間裝潢格調,簡單的來說就是從外觀上來看視聽室除了多了個大屏幕,與一般的居家環(huán)境并沒有太大的差異。這種將影音設備與聲學材料隱藏起來的做法也成為國內家庭影院定制安裝市場中越來越流行的發(fā)展趨勢。

居家風格

家庭影院本身就屬于家居環(huán)境的一部分,特別是客廳影院、臥室影院、庭院影院更是很難完全脫離家居本身的裝潢格局。居家風格的家庭影院裝潢風格最大的特點就是極大程度地保留了家居裝潢的特點,特別適合預算比較緊張的用戶,并不想對空間進行大面積的翻新與裝修。這樣的視聽空間除了作為影音欣賞的場所,同時也兼具家庭活動環(huán)境。而其實現(xiàn)的方式可以是在構建獨立的影音空間時,采用較為家居化的設計風格,令整個視聽空間成為家庭娛樂中的組成部分,也可以是建立全宅多房間的影音集成方案,將影音娛樂加入到家居環(huán)境之中,比如說客廳環(huán)境中加入大屏幕影音系統(tǒng),并配合多聲道的音響系統(tǒng)構建綜合性的影音空間,甚至還可以在戶外庭院上設置戶外的影音娛樂系統(tǒng)。

藝術風格(Art Deco裝飾風藝術風格)

如果說居家風格是最為“平凡”的視聽空間設計,那么藝術風格則是國外所流行的風格顯著的重要設計,特別是國外頂級設計師喜歡采用的Art Deco裝飾風藝術風格更是當中的佼佼者。源自于19世紀末新藝術運動的Art Deco裝飾風藝術風格,充分結合了工業(yè)文化當中的機械美學,以幾何的、純粹裝飾的線條來表現(xiàn),包括扇形發(fā)散的太陽光線、齒輪,流線而對稱簡潔的幾何構圖,并利用明亮與高對比的色彩來描繪。同時,Art Deco裝飾風藝術風格往往會加入遠東、中東、希臘、羅馬、埃及與瑪雅等古老文化的物品或圖騰,如埃及古墓、非洲木雕、希臘建筑的古典柱式等裝飾物。

Art Deco裝飾風藝術風格強調的是精致、優(yōu)雅與品位,將多種不同藝術風格結合在一起,整體而言相當浮夸,但有著濃郁的酉方現(xiàn)代藝術的獨特風格。這種視聽空間設計在國內十分罕見,如果你想打造一個與眾不同的家庭影院系統(tǒng),就可以考慮這種風格了。

特定主題風格(傳統(tǒng)中式風格)

根據(jù)世界不同地區(qū)的民族風情與建筑風格而打造的視聽空間設計是近些年來所興起的獨特主題設計風格,其特點是將中式古典、埃及、古希臘、歐洲等深厚的文化底蘊融入當中,配合完全隱藏式的光學與聲學的處理手段,完全找不到專業(yè)影院設計的氣息,讓用戶在在視聽空間中就能感到濃郁的風土人情,并且也能獲得出色的音視頻效果。其中依據(jù)傳統(tǒng)中式古典風格打造的家庭影院系統(tǒng)在國內的定制安裝行業(yè)之中并不少見,只是能夠做到足夠精致并能夠充分將中式古典文化理念融入其中的卻并不多。大部分的中式裝飾風格的家庭影院只是選擇在整個空間的某一個部分加入,而并非從整體概念上來彰顯這種傳統(tǒng)的中式風格。當然想要在家庭影院之中完全融入某個特定主題風格的影院并不是這么容易就能實現(xiàn)。

現(xiàn)代風格

在目前流行的視聽空間設計風格之中,最常見到就是現(xiàn)代風格又或者稱之為當代風格的裝潢設計。在色彩的配搭方面既有不同色彩之間所形成的沖擊,也有融入現(xiàn)代建筑風格的簡單線條與不同的幾何裝飾物,強調簡約中突現(xiàn)豪華,注重科技感,加上不少新潮的裝潢元素,深受年輕一代影音愛好者所喜愛。有些時候還與電影與音樂的元素結合在一起,構建出獨特的電影或音樂主題的現(xiàn)代風格的家庭影院視聽空間設計。或者是說和一些流行的文化元素結合在一起,例如動漫、游戲甚至國畫。

第二部分:CEDIA CEB-24通風溫控系統(tǒng)設計規(guī)范家庭影院定制安裝之中容易忽視的一環(huán)

不管是高端的定制家庭影院,還是普通的家庭影院設計當中,我們往往都會把重點放在音視頻系統(tǒng)的設計方面,而忽略了一些其他的環(huán)節(jié),例如說通風溫控就是其中一個。通風溫控對于一個密閉式或幾乎密閉式的家庭影院系統(tǒng)來說是極其重要的,能夠確保在視聽室當中看電影和聽音樂的用戶在一個舒適的環(huán)境中,而不會因為室溫太熱或者空氣沉悶而感到難受。國外的家庭影院定制安裝市場對于通風溫控是非常重視的。我們可以在CEDIA關于家庭影院設計方面的系統(tǒng)規(guī)范之中找到CEB-24通風溫控系統(tǒng)的設計規(guī)范。這個規(guī)范規(guī)定只有所有設備運行在合適的溫度與噪聲下,才能夠保證用戶長期穩(wěn)定與舒適地享受到家庭影院所帶來的視聽感官享受。而這方面正是不少國內家庭影院設計與定制安裝當中并不會十分重視的方面,下面我們來一起看看當中的關鍵要點。

CEB-24三個家庭影院溫控設計的整體目標

1.用戶感到舒適。這是使用者方面的要求。

2.適宜設備放置的環(huán)境。這是電子設備穩(wěn)定工作的要求。

3.可以接受的底噪。這是對于房間聲音動態(tài)范圍的基本要求。

房間環(huán)境推薦狀態(tài)

1.溫度:68°-75°F (20°-23.9°C)。

2.相對濕度:30%-60%,注意較低的濕度會產生靜電,較高則會引起設備的冷凝水滴,造成短路。

設備的推薦狀態(tài)

1.運行溫度:≤85°F (29.4°C)。

2.進入器材架/柜的新鮮空氣的溫度:≤ 75°F(25.9°C),需要注意進入器材架中99.6%的能量(電能)將會轉換成熱能;在29.4°C以上每升高5.5°C,器材的可靠性就會下降50%。

底噪(在主聆聽位置上)推薦值

1.由HVAV采暖通風與空調部分產生的噪聲小于25dB/A。

2.總體的噪聲≤30dB/A。

通過HVAC把噪聲傳送到隔壁空間的噪聲量推薦值

最大值≤30dB/A,在家中的任何管道的1m處進行測量。

HVAC的推薦要求

1.空氣調節(jié)裝置應該遠離視聽室,因為容易產生工作噪聲。

2.管道應為非金屬結構(玻璃纖維)。

3.注意轉接位的安裝。

4.使用大型的管道來降低噪聲。

5.阻尼設備遠離散熱口。

6.在最小1英寸厚的墻面/3 lb/ft2的材料下實施管道鋪設工作。

7.多重逐步彎曲的90度處理。

總結與需要留意之處

整體而言,這份CEB-24規(guī)范主要包含了三個重要的要求:第一是環(huán)境溫度、濕度以及空氣能夠讓用戶感到舒適;第二環(huán)境溫度、濕度讓電子設備能夠穩(wěn)定工作;第三溫控通風系統(tǒng)所產生的噪聲并會影響家庭影院音頻系統(tǒng)的效果。簡單來說,就是既要保證環(huán)境能夠讓用戶貴重的設備得以長時間穩(wěn)定的運轉,畢竟看一場電影起碼需要一個多小時時間,同時也要讓用戶觀看舒適,不會因為太熱、太冷或者氧氣不足而感到難受。此外,溫控通風系統(tǒng)還不能引起明顯的噪聲以影響到看電影和聽音樂的體驗。要實現(xiàn)這三個要求對于一個家庭影院定制安裝系統(tǒng)來說并不容易,在CEB-24規(guī)范之中有不少具體的實施構建方案,想要了解詳情的從業(yè)人員不妨在CEDIA官網下載查看。美國的定制安裝行業(yè)之所以成熟在于其不僅僅只是關心最基本的聲音與畫面的表現(xiàn),更在乎整個家庭影院能否給人一個舒適的觀影與聽音樂的感受。國內家庭影院定制安裝行業(yè)在這幾年的發(fā)展之中,我們可以明顯地看到音頻與視頻系統(tǒng)設計與調試方面的進步,但是在很多細微之處,例如通風溫控系統(tǒng)方面還是需要繼續(xù)具體細化。

第三部分:CEDIA CEB-23家庭影院視頻設計推薦規(guī)范要點分析家庭影院設計環(huán)節(jié)可以參考的其中一個重要標準

此前我們曾經分析了CEDIA關于家庭影院音頻設計部分的推薦規(guī)范,現(xiàn)在我們就來談談CEDIA關于家庭影院視頻設計方面的推薦規(guī)范CEB-23。它是CEDIA在2012年3月正式推出的視頻系統(tǒng)設計規(guī)范,而編寫這份規(guī)范的主要機構包括了ISF、Panasonic、Quantum Data、Sharp、Best Buy等視頻領域相關的權威機構與知名企業(yè),是高清視頻系統(tǒng)設計的一份重要的參考標準。不過,家用領域視頻技術的發(fā)展在近幾年取得了極大的進展,如今主流的家庭影院投影系統(tǒng)已經不是1080p全高清,而是進入到4K超高清加上HDR高動態(tài)范圍的階段,甚至在未來的幾年還將進化到8K超高清與HFR高幀率的時代。因此,CEDIA目前正在整理與編寫符合超高清與高動態(tài)范圍視頻技術要求的新規(guī)范,但我們依然可以通過CEB-23規(guī)范中的一些關鍵要點來幫助我們設計一個理想的家庭影院視頻系統(tǒng)。

CEB-23關于家庭影院視頻設計的目標概括

真實再現(xiàn)導演拍攝所追求的畫面效果,完整重現(xiàn)影視節(jié)目的畫面原貌,必須依靠一系列行業(yè)標準,通過系統(tǒng)設計、系統(tǒng)安裝以及系統(tǒng)調試等步驟來實現(xiàn)。在這個視頻系統(tǒng)的設計整體目標之中,特別指出了我們必須通過合理的系統(tǒng)設計、安裝以及調試來實現(xiàn)一個理想的畫面。如果我們在設計整個家庭影院的過程中沒有一個合理的設計前提,再精細的后期畫面調校也無法完全校正畫面的色彩與細節(jié),其中包括環(huán)境遮光、墻面反光染色等眾多環(huán)節(jié)。另外,在視頻調校的過程中也必須依照一定的規(guī)范與標準來實行,如果簡單地通過眼睛來判斷,往往未必能夠得到一個理想的畫面還原。

整體設計的考慮因素

1.整個系統(tǒng)應該達到或超出當?shù)氐囊?guī)范標準。每一個地區(qū)都會有相對應的電影放映標準,我們在設計家庭影院的時候,建議大家也參考一下國內電影放映的相關視頻標準,包括亮度、對比度、灰階等部分。

2.當達到性能目標時,也應該注意能源效益。在家庭影院視頻系統(tǒng)之中,對于不少高端別墅的用戶而言,為了投射更大的畫面,許多都采用了專業(yè)級的數(shù)字放映機,只是在實際情況下往往并不需要如此強悍的投影機就能滿足基本的投射要求,CEDIA在這里就提到了我們應該注意選擇符合要求的家庭影院投影機,節(jié)約不必要的能耗。

3.在信道中實現(xiàn)最優(yōu)化的信號處理。如何在信號傳輸通道中實現(xiàn)最優(yōu)化的信號處理,是視頻系統(tǒng)設計過程中容易忽略的問題。很多情況下,視頻系統(tǒng)中出現(xiàn)的畫面問題,往往不是由于顯示設備本身所造成的,而是出自信道傳輸?shù)倪^程之中。

房間布局與安裝指引

1.主觀看位置。對于這個重要的位置,CEDIA有著明確的規(guī)定,同時主要針對高清顯示信號而言。

a.三倍畫面高度。

b.在屏幕水平的中軸線上。

c.垂直視角應該在上下5度之內。

2.其他所有的觀看位置。除了主觀看位置之外,其余的位置,CEDIA則限制了垂直觀看視角的大小,主要是針對多排觀看座椅的擺放要求。

a.垂直觀看視角≤15度。

3.投影機位置

在投射范圍允許的區(qū)域內,盡量放置在房間的后方。主要是為了避免投影機發(fā)出的運作噪聲對于整個畫面所帶來的影響。

a.最小化風扇噪聲。當我們在選擇家庭影院投影機的時候,應該特別留意投影機的運行噪聲,如果運行噪聲特別大,就需要考慮對投影機進行隔聲處理,完全把投影機放置在視聽室的外部也是一種不錯的解決方案。

b.使用鏡頭中的“甜區(qū)”。所謂“甜區(qū)”就是指鏡片中間解析度最高的部分,通過這個部分能夠有效地分析畫面當中的各個細節(jié)部分。

c.注意畫面的幾何畫面正確性(最小化枕型或桶型失真)。CEDIA不建議采用梯形校正來調整畫面幾何失真的問題,因為梯形校正會損害畫面的物理分辨率,影響畫面的精度。

d.通過帶反射角度的屏幕來獲得更高的效率(增益大于1.0)。當主要的觀看位置集中在視聽室的中央,又或者是較小的空間環(huán)境,我們就可以通過搭配帶增益的屏幕來增強畫面的能量感與抗光干擾的能力,尤其是在客廳環(huán)境下經常會遇到。

4.房間燈光與裝潢

a.視聽室中不存在外部光干擾。絕大部分家庭影院都采用前置投影系統(tǒng),其缺點在于光傳輸途徑太遠,容易受到外部光線的影響。因此,在設計一個理想的家庭影院的時候,必須做到完整的燈光控制,絲毫的外部光線也會明顯地影響畫面上的黑位與色彩層次。

b.能夠由觀看者來控制燈光。建議家庭影院之中都安裝上光線控制系統(tǒng),便于用戶調整光線,以應對不同的使用要求。

c.所有的燈光都需要達到當?shù)氐陌踩褂脴藴逝c規(guī)范。

d.三種燈光場景建議的最小亮度值。

出入模式—大概為50%的亮度。

觀看模式—全部都關閉,除了通道和出口指示。

清潔/任務模式—全部都點亮。

e.墻面與天花粉刷,這點是家庭影院室內裝潢之中需要注意的地方,否則墻面的反射光會對畫面產生明顯的染色。

建議使用偏暗與中性粉刷。

盡量做到沒有光反射,特別是投影幕附近的區(qū)域。

5.信號源放置

a.盡量便于用戶操作,如果采用智能中控系統(tǒng)就更加方便用戶的使用。否則就要考慮到信號源設備的位置是否能真正接收到遙控器發(fā)出的信號。

b.便于進行后期維護。盡量選取通風、散熱良好的位置,并且具備足夠的位置,便于進行故障維護或后期升級。

c.最短的走線長度安排。盡量縮短傳輸?shù)木嚯x,特別是高清視頻傳輸,傳輸距離越遠對于線材的要求就越高。

投影機的選擇

1.風扇噪聲的要求

a.在主位置上的總體背景噪聲應≤30dB/A

b.噪聲主要出現(xiàn)在風扇上,而非其他部分,盡量避免出現(xiàn)投影機內部的機械噪聲

c.投影機最大推薦噪聲值如下表,需要留意低頻的建議最大噪聲值要遠遠高于中高頻,因為人耳對于中高頻的靈敏度更高

16Hz 55dB 31.5Hz 48dB 63Hz 43dB 125Hz 30dB 250Hz 22dB

2.溫度控制建議

a.工作溫度不應高出房間環(huán)境溫度的5.55°C。

b.換氣設備應該能夠帶走熱氣,輸入房間空氣。

c.推薦使用UPS不間斷電源供應以保證燈泡能夠有合適的冷卻,同時也避免了突然的斷電對于整個系統(tǒng)的影響。

電源與布線

1.采用特定的家庭影院視頻系統(tǒng)電路,與影院的其他部分為同相(美國標準)。

2.HDMI或者DVI線材與設備要正確地連接在一起。特別要留意HDMI線材與端子之間的連接,因為HDMI接口并不帶鎖,容易出現(xiàn)接口松動的問題。

3.相互信號連接之間的損耗應該≤3dB (1dB為理想值),另外還要注意長距離傳輸?shù)男盘枔p耗問題。如果要實現(xiàn)超長距離傳輸,還需要考慮是否選擇光電轉換傳輸或者信號增益器。

4.元件連接之間的線材注意松緊度,放松狀態(tài)為佳。過大的連接壓力不利于線材的長時間使用。

5.所有的線材都要被標識,并且由Velcro松緊帶固定,便于后期維護。

6.不要采用機械式的裝置進行固定,長時間會對線材造成一定的損害。

7.在合適的地方采用環(huán)形布線處理,可節(jié)省使用空間。

8.采用更大更靈活的管道來布線(小于1.5英寸),從設備到投影機,為將來升級做準備。

畫面性能目標

1.亮度

最小14FL英尺朗伯,這個大約是目前國際通過的電影放映標準。建議能夠達到16FL或以上。

2.對比度

a.連續(xù)幀對比度的測量方法,≥2000:1 (最小值≥1200:1),往往是投影機的標稱亮度。

b.幀內對比度,≥150:1,相當苛刻的測量方式,并不是所有投影機都能夠實現(xiàn)。

3.校正

對于顯示設備上的所有輸入端與觀看模式。由于投影機對于不同輸入端的設置都要單獨存儲,因此,當完成了一個輸入端的調整之后,還需要對其他輸入端進行深入的校正。

4.灰階過渡

調整整個IRE電平,而實際上一般投影機往往僅僅提供兩端IRE的調整功能,可以通過外置的視頻處理器來獲得10-20段的IRE電平調整。

5.色度統(tǒng)一性

圖像中色度的差異性≤20%,這點往往對于投影幕幕料的均衡性要求較高。

6.所有的調校與測量均要生成文件列表,方便后期查看

總結與需要留意之處

整體而言,這份來自2012年的CEDIA關于家庭影院視頻系統(tǒng)設計方面的整體規(guī)范可以清晰地看到設計的重點在于打造一個能夠真實再現(xiàn)導演拍攝與創(chuàng)作者意圖的視頻系統(tǒng)。盡管當中的許多具體要求是依據(jù)高清顯示系統(tǒng),但是對于視頻系統(tǒng)設計而言,我們應該先滿足高清視頻顯示的要求,再進一步實現(xiàn)對超高清與高動態(tài)范圍顯示的支持。從畫面亮度與對比度方面的要求,基本上與DCI數(shù)字電影院的要求一致,而實際上我們在系統(tǒng)調校過程中,往往在亮度與對比度方面都會對整體系統(tǒng)有更高的要求。另外,在CEB-23規(guī)范之中,還特別強調房間燈光與裝潢方面的要求。這點也是非常重要的,家庭影院投影系統(tǒng)并非是單獨存在,而是融入于整個環(huán)境之中,想要畫面維持足夠的亮度、細節(jié)以及色彩還原,就一定要控制環(huán)境燈光并且避免屏幕四周的墻面、天花與地面對于畫面的色染問題。同時CEB-23也有非常具體的投影機運行噪聲與工作溫度的要求,以及信號傳輸損耗與電源方面的細則。其中,在當時非常其前瞻性地指出HDMI長距離傳輸應該選擇光電轉換與加入信號增益的設備。而這些往往是一般用戶甚至是定制安裝從業(yè)人員在視頻系統(tǒng)設計方面容易忽略的地方。

第四部分:ITU-R BT.2020推薦規(guī)范4K超高清家庭影院視頻系統(tǒng)組建的首要參考規(guī)范

關于超高清家庭影院視頻系統(tǒng)組建方面第一個要講的國際性推薦規(guī)范就是來自ITU國際電信聯(lián)盟關于超高清視頻系統(tǒng)的BT.2020推薦規(guī)范。對于BT.2020恐怕大部分的影音愛好者都不會感到陌生,我們可以在4K超高清家庭影院投影機、4K電視上的菜單中找到BT.2020相關的色域,色彩空間的選項。但是需要注意,BT.2020并非只談色域,而是對整個4K視頻系統(tǒng)制作與傳輸方面的整體規(guī)范。因此,我們在構建家庭影院視頻系統(tǒng)的時候,就需要以符合BT.2020規(guī)范的投影系統(tǒng)作為首選。

首先在BT.2020規(guī)范中,對超高清顯示設備的畫面比例、顯示分辨率、像素比率、掃描格式、幀率等都有明確的參數(shù)要求。其中畫面比例為16:9,但需要注意,由于目前大部分藍光碟片或流媒體平臺播放的電影大片,往往并非16:9的格式,而是2.40:1左右,當我們采取16:9規(guī)格的投影機顯示時,畫面上下會出現(xiàn)兩條明顯的黑邊。因此,如果你想避免這個黑邊問題的出現(xiàn),則可以考慮搭配2.35:1的投影幕,甚至是變形鏡頭。

顯示分辨率方面,在BT.2020規(guī)范中,可以清楚地看到對于超高清顯示設備有兩個階段的要求,第一階段是4K,也就是3840×2160,第二階段是8K,7680×4320?,F(xiàn)階段的超高清家庭影院投影機已經達到了BT.2020第一階段4K超高清的要求,并且也有一些4K機型通過特殊的處理技術能夠實現(xiàn)8K超高清的畫面顯示,但想要全面進入到8K超高清的階段,恐怕明年2020年要實現(xiàn)就有不少的難度了。

在BT.2020規(guī)范當中明確指出了超高清視頻系統(tǒng)需要采用逐行掃描格式,終于徹底解決了從模擬時代遺留下來一直到高清時代都沒得以解決的隔行掃描問題了,大大增強了超高清顯示設備在動態(tài)影像方面的清晰度。此外,更加需要留意的是,除了逐行掃描,BT.2020規(guī)范還將最高支持的幀率提升到120Hz。這對于高速運動影像的清晰度有著更大的提升幫助。同時可喜的是,UHD 4K超高清藍光電影也迎來了首張支持60Hz幀率的電影大片,期待日后能有更多高幀率的電影出現(xiàn)。

最后,我們來談談BT.2020規(guī)范中對于視頻系統(tǒng)色彩方面的要求,首先在色彩深度方面,從高清年代的8bit,提升至10bit與12bit,讓整個色彩與灰階過渡變得更加順滑,色彩表現(xiàn)也更加豐富。而在大家都十分關心的色域范圍方面,BT.2020規(guī)范的色域要求需要達到CIE 1931色彩空間的75.8%,相比高清年代的BT.709僅僅35.9%的覆蓋率有了一倍多的增長。只是現(xiàn)階段家庭影院投影機由于光源的限制因素,即便是最高端的單色激光熒光光源的投影機也無法完整達到BT.2020色域的要求。不過,隨著RGB三色激光光源的技術成熟,很有可能明后兩年家庭影院投影機能夠正式邁入BT.2020色域。

第五部分:不得不留意的DCI數(shù)字電影院規(guī)范4K超高清家庭影院視頻系統(tǒng)構建同樣需要留意之處

正如我們前面所說的現(xiàn)階段家庭影院投影機仍沒能真正達到BT.2020對于色域的要求,再加上現(xiàn)在不少超高清的影視節(jié)目在制作過程中都是DCI-P3色域,于是不少中高端級別的家庭影院投影機則以能夠實現(xiàn)DCI-P3色域為其技術亮點。那么,什么是DCI-P3色域?從色域覆蓋范圍來看,DCI-P3色域能夠覆蓋CIE 1931色彩空間53.6%的范圍,盡管比BT.2020要小,但也已經遠遠超過了高清BT.709標準。當我們使用DCI-P3色域的家庭影院投影機觀看UHD 4K超高清藍光電影大片的時候,就能得到更為飽滿與鮮艷的色彩細節(jié)。

既然提到了DCI-P3,下面我們就來分析一下DCI數(shù)字電影院系統(tǒng)1.2規(guī)范在視頻方面的技術要點。首先,在畫面分辨率方面,DCI就與BT.2020有著相當大的不同,分別由兩種要求,分別是高清級別的2048×1080,4K超高清級別的4096×2160。這當中要留意的是4096×2160的分辨率。不少原生4K的家庭影院投影機都是采用該分辨率,當我們播放UHD 4K超高清的影視節(jié)目時,實際上并沒有使用整個顯示芯片的面積,但一般來說,投影機都會針對節(jié)目源進行自動調整,不會出現(xiàn)亮邊或黑邊的問題。

DCI在畫面亮度方面有著明確的要求,畫面中心測試經過校準后的白色畫面亮度需要達到48nit或14fL,這也是所熟知的商業(yè)電影院中的畫面亮度要求。有趣的是在影院放映的實際情況下,DCI允許有±3fL的誤差,也就是說有的電影院的畫面中心亮度可能只有11fL而已,那就難怪有些時候我們會覺得電影院看到的畫面會這么暗沉的原因了。

關于對比度方面,DCI也有相關的要求,理論上幀間對比度需要達到2000:1,幀內對比度要達到150:1,但同樣放到電影院實際環(huán)境中相關要求就降低為最低要1200:1與100:1。而對于一般的家庭影院系統(tǒng),只要處理好環(huán)境光,要超過這樣的標準并不是太難。

最后就要講講色彩方面的關鍵要點,也就是消費領域當中的平板電視或家庭影院投影機所提到的達到DCI-P3色域與商業(yè)影院中的DCI-P3色域的不同之處。那就是白點位置的不同,在消費領域中所要求的DCI-P3色域,其白點需要和BT.2020與BT.709保持一致,都需要是D65,在CIE1931色彩空間的坐標點為x=0.313,y=0.329,但是對于商業(yè)影院中的DCI-P3色域的白點則是x0.314,y=0.351,顯然比起D65要更為偏綠、偏黃。當我們在對家庭影院投影系統(tǒng)進行DCI-P3色域校準的時候,就一定要注意選擇白點的位置,否則將會影響到整個畫面灰階白平衡的準確性。此外,DCI所要求的Gamma數(shù)值也與我們熟知的BT.1886標準不同,是采取Gamma 2.6的曲線。

第六部分:ITU-R BT.2100 HDR的基本規(guī)范家庭影院定制安裝視頻系統(tǒng)組建不得不認真面對的環(huán)節(jié)

進入到4K超高清的階段,家庭影院視頻系統(tǒng)與以往最大的區(qū)別在于不只是停留在分辨率上面的提升,更重要的是加入了嶄新的HDR高動態(tài)范圍技術,在畫面動態(tài)范圍方面獲得了大幅度的增強,從而讓畫面的色彩與細節(jié)量變得極其豐富。動態(tài)范圍在視頻顯示領域指的是畫面亮度方面的變化范圍,也就是一個顯示畫面最亮與最暗之間的范圍。換句話來說,這個亮度變化的范圍越大,我們所能夠看到亮度細節(jié)就越豐富。在高清顯示年代,畫面的動態(tài)范圍是從0.1nit-100nit,我們將其稱之為SDR標準動態(tài)范圍。我們不難發(fā)現(xiàn),在SDR的最高亮度僅為100nit/29fL,現(xiàn)在大部分液晶電視、激光電視甚至是家庭影院投影機都能超過這樣的亮度上限。從歷史的角度來說,SDR依然是屬于模擬顯像管電視的遺留產物,進入到數(shù)字顯示年代早就應該擺脫這種陳舊的技術規(guī)范,只是這么多年來,視頻顯示領域一直將畫面分辨率放在首位,從480、720、1080到4K、8K,卻忽略了與分辨率同樣重要的動態(tài)范圍的發(fā)展。

在2016年,我們終于看到ITU國際電信聯(lián)盟推出首個針對HDR高動態(tài)范圍顯示設備的國際性推薦規(guī)范BT.2100,特別指出HDR高動態(tài)范圍視頻系統(tǒng)制作與顯示系統(tǒng)之間所采用的轉換函數(shù)為PQ EOTF以及HLG OETF。需要留意的一點,對于SDR動態(tài)范圍系統(tǒng)所采用的轉換函數(shù)為BT.1886,具體Gamma曲線接近2.4,也就是說HDR系統(tǒng)與SDR系統(tǒng)在Gamma方面的特性是完全不同的。在HDR技術剛剛引入到平板電視與家庭影院投影機市場中,我們不難發(fā)現(xiàn)這個階段的HDR顯示設備所呈現(xiàn)出來的畫面暗部與高光的細節(jié)與色彩總是十分奇怪,主要原因就在于沒有處理好HDR節(jié)目源與HDR顯示設備之間的銜接。如今,絕大部分的HDR家庭影院投影機都已經具備了良好的Tone Mapping色調映射,投射出來的畫面色彩與光影細節(jié)更加自然并且反映出HDR的畫面上的特性。

由BT.2100可實現(xiàn)HDR顯示并非只是4K

在BT.2100推薦規(guī)范中,我們可以清晰地看到并非只有4K才能夠支持HDR,1080p與8K的內容同樣也可以制作成HDR的內容,同時幀率方面也從24Hz覆蓋到120Hz,這就意味著未來HDR相關的影視節(jié)目制作是多樣化的,會根據(jù)當?shù)氐男盘杺鬏敆l件與要求進行相應的調整。但是需要留意的一點,BT.2100規(guī)范中對于系統(tǒng)制作所采用的色域標準是與BT.2020規(guī)范是一致的,這樣就對HDR的顯示設備有相當高的要求。當HDR的顯示設備本身色域不能達到BT.2020要求的時候,就需要對色彩空間進行相應的映射轉換,否則很容易會出現(xiàn)畫面飽和度過高,色彩亮度過于鮮艷等問題。

BT.2100中特別指出的參考觀看環(huán)境的推薦規(guī)范

怎樣的環(huán)境才是最適合觀看HDR節(jié)目源?又或者是在HDR編輯、色彩校正與審片的環(huán)境與設備要求應該是怎樣的?BT.2100規(guī)范中有一個參考觀看環(huán)境的明確要求。首先屏幕背面與四周的環(huán)境光的顏色是中性灰、色溫為D65,屏幕背景光的亮度有明確的要求為5nit,而四周環(huán)境光則是要求小于或等于5nit,但需要注意的是避免環(huán)境光投射在屏幕上。

第二是觀看距離的要求,這點主要是根據(jù)內容的分辨率來定。對于1920×1080的節(jié)目源,觀看距離需要在3.2倍畫面高度;對于3840×2160的節(jié)目源,觀看距離要在1.6-3.2倍畫面高度;對于7680×4320的節(jié)目源,觀看距離要在0.8-3.2倍畫面高度。

最后一個,也是大家最關心的HDR顯示設備方面的要求,BT.2100要求在參看觀看環(huán)境下所采用的顯示設備峰值亮度需要至少1000nit,不過也指出這個峰值亮度并非是指全白屏下的測試亮度,也可以是屏幕上某個畫面窗口的測試亮度。而在顯示設備最低的亮度要求上,具體來說就是黑位的亮度需要等于或小于0.005nit。這樣的數(shù)值要求,基本上是屬于制作室監(jiān)視器等級的,民用級別需要是頂級的平板電視才能實現(xiàn)。對于家庭影院投影系統(tǒng)而言,按照目前的技術還沒有辦法做到。不過,BT.2100這個參考觀看環(huán)境的推薦規(guī)范主要還是用于制作與審片,家庭影院投影系統(tǒng)則可以參考杜比影院100nit以上畫面峰值亮度的要求,而暗部則是應該盡可能貼合0.005nit的亮度要求,畢竟在HDR電影節(jié)目源中,畫面平均亮度并不高,而且不少細節(jié)都是在暗部,只有達到更扎實的黑位才能夠真實還原出豐富的暗部細節(jié)。

下面就要談談BT.2100中最為關鍵的轉換函數(shù)PQ與HLG

正如前面所提到的,BT.2100規(guī)范的核心在于之處HDR系統(tǒng)與SDR系統(tǒng)在光電信號轉換函數(shù)方面的不同,HDR高動態(tài)范圍視頻系統(tǒng)制作與顯示系統(tǒng)之間所采用的轉換函數(shù)為PQ EOTF以及HLG OETF。這里就變得有點復雜了,我們首先需要簡單解釋三個不同的轉換函數(shù),分別是OETF、EOTF與OOTF。OETF(opto-electronic transfer function),主要是指拍攝場景的真實光線信號轉換到視頻電信號的處理方式,通常是指在攝像機中光電轉換處理函數(shù)。在顯示設備之中,則主要包括了EOTF(electro-optical transfer function)電光轉換函數(shù)與OOTF(opto-optical transfer function)光光轉換函數(shù),前者大家應該不陌生,主要是指在顯示設備之中在接收到的影像電信號轉換成顯示畫面的線性光輸出,也就是以往我們通常所說的Gamma伽瑪曲線,在高清的BT.1886 EOTF推薦規(guī)范中所要求的高清制作室顯示設備采用的EOTF曲線大致上與Gamma 2.4曲線相近,只是暗部有所不同。而OOTF恐怕不少人會覺得難以理解,為什么在OETF與EOTF之間還要加入一個OOTF。其實OOTF是指內容上的場景光與現(xiàn)實設備光輸出之間的處理手段。

我們需要十分清楚地知道在視頻顯示系統(tǒng)之中,顯示設備的光輸出與攝像機拍攝的場景光信息并非是線性關系,為了彌補這個問題,所以就要引入這個OOTF光光轉換函數(shù)。當想得到一個參考級的HDR畫面的光輸出,就需要在場景光信息與顯示光輸出之間加入一個“參考”O(jiān)OTF函數(shù)。因為電影內容創(chuàng)作的關系,往往在后制過程中還會加入一些藝術性創(chuàng)造的元素,例如改變場景光信息的色溫,讓它看上去更加符合電影的主題,而處理的方式就是通過OOTF函數(shù)來渲染實現(xiàn)。我們可以把攝像機內的OETF、內容創(chuàng)作者的對影像的調整以及顯示設備上的EOTF三個步驟合在一起成為“藝術創(chuàng)作”O(jiān)OTF函數(shù)。

好了,回到正題。在BT.2100規(guī)范之中,PQ系統(tǒng)中的OOTF處理是在攝像機端或者是制作端,并非在顯示設備上,所以對于采用PQ曲線的HDR設備,例如說HDR10、Dolby Vision都是在平板電視或家庭影院投影機中解碼PQ EOTF曲線,最終形成HDR的影像顯示輸出。由于制作端顯示設備與消費端顯示設備的不同,這就要求消費端的顯示設備需要支持HDR元數(shù)據(jù)的解碼能力。而HLG系統(tǒng)則是將OOTF處理放在顯示端,顯示端直接進行OETF轉換,不需要處理HDR元數(shù)據(jù),直接解碼即可,能夠向下兼容以往的SDR顯示設備。因此,從PQ與HLG兩種系統(tǒng)結構上的差異,我們已經不難看出,前者有著更高的制作水準,屬于絕對亮度處理系統(tǒng),峰值亮度可達10000nit,但對顯示設備的要求較高,而后者則是擁有更高的兼容能力,屬于相對亮度處理系統(tǒng),不需要更換支持HDR元數(shù)據(jù)解碼的顯示設備就能實現(xiàn)HDR高動態(tài)范圍的效果。目前采用PQ EOTF轉換函數(shù)的HDR10與Dolby Vision廣泛應用于UHD 4K藍光與4K流媒體制作中,擁有更好的HDR畫面的表現(xiàn)力,而HLG OETF轉換函數(shù)則應用在電視廣播領域,可以讓HDR技術得到更快地普及。

最后再來談談10bit與12bit信號范圍

在BT.2020規(guī)范之中,我們已經提到超高清視頻系統(tǒng)采用的是10bit與12bit的系統(tǒng),這個與我們所熟悉的高清8bit系統(tǒng)有了進一步的提升。那么在BT.2100規(guī)范之中,就非常詳細地指出10bit與12bit系統(tǒng)的黑位、白峰與視頻數(shù)據(jù)范圍。首先BT.2100以量化程度的不同分成Narrow range有限范圍與Full range全范圍。在有限范圍、10bit系統(tǒng)中64階為黑位、白峰區(qū)間在940-960階,視頻數(shù)據(jù)為4-1019階;12bit系統(tǒng)中的256階為黑位,白峰區(qū)間在3760-3840階,視頻數(shù)據(jù)為16-4079。在全范圍,10bit系統(tǒng)中0階為黑位、白峰區(qū)間在1023階,視頻數(shù)據(jù)為0-1023階;12bit系統(tǒng)中的0階為黑位,白峰區(qū)間在4092階,視頻數(shù)據(jù)為0-4092。那么有限范圍與全范圍的區(qū)別是什么呢?在信號之中,有限范圍以外信號主要是用于放置時鐘信號與一些傳輸界面相關的信號。一般來說,對于10bit與12bit的HDR視頻顯示系統(tǒng),如果顯示設備提供相關的菜單選擇項目,我們基本上一般都是采用有限范圍。

總結與展望

最后,我們可以看出HDR系統(tǒng)相比SDR系統(tǒng)來說,要復雜許多,一方面不僅我們需要處理視頻電信號與顯示光輸出的線性關系,同時還需要解決內容制作端動態(tài)范圍與消費顯示端動態(tài)范圍不一致的問題,引入了PQ EOTF與HLG OETF。而在BT.2100規(guī)范之中,其實講的還并不是十分深入,如果想了解更多深入細致的內容,感興趣的朋友可以仔細閱讀ITU專門針對HDR視頻制作與顯示系統(tǒng)而推出的BT.2390報告書。在這里我們就不再深入討論了。另外,關于屏幕亮度與畫面大小的關系其實也很值得我們切入分析,例如究竟對于我們人眼感官,小屏幕與大屏幕在相同亮度的情況下給我們的視覺感知的亮度是否一樣的呢?我們也會在后續(xù)的專題中繼續(xù)為大家講解。對于HDR顯示設備的發(fā)展,尤其是家庭影院投影方面,我們認為除了應該不斷提升高光方面的表現(xiàn)、增加光輸出之外,更應該重視黑位下潛,能否真正做到BT.2100推薦的0.005nit或以下的黑位要求是我們在HDR家庭影院投影系統(tǒng)之中獲得更好的畫面動態(tài)與細節(jié)的關鍵所在。換言之,我們在挑選HDR家庭影院投影機的時候,除了要看這臺投影機究竟多少流明之外,還要看看黑位下潛是否扎實,是否出現(xiàn)色偏問題。隨著未來RGB三色激光光源的高端機型誕生,相信HDR 4K家庭影院投影機的發(fā)展將會越來越精彩。

第七部分:基本滿足8K/60傳輸要求的HDMI 2.1規(guī)格家庭影院定制安裝傳輸標準細則暢談

信號傳輸是家庭影院定制安裝領域的基礎環(huán)節(jié),沒有穩(wěn)定的信號傳輸,優(yōu)秀的畫面與聲音何從談起。在家庭影院領域,不管是信號源設備,還是AV放大器、家庭影院投影機都是采用HDMI接口。因此,在談起家庭影院定制安裝傳輸標準細則的時候,我們就不能不談最新的HDMI 2.1規(guī)格。盡管目前絕大部分的設備仍然是基于HDMI 2.0規(guī)格,但是不久的將來我們必須要滿足8K/60的8K超高清傳輸需求,這就需要家庭影院系統(tǒng)中相關的設備全面升級至HDMI 2.1規(guī)格。HDMI 2.0規(guī)格與HDMI 2.1規(guī)格最大的不同之處在于傳輸帶寬的差異,HDMI 2.0只有18Gbps帶寬,可以滿足現(xiàn)在主流的4K/60、4:2:2、10bit的4K超高清視頻信號的傳輸,而HDMI 2.1規(guī)格則將所支持的傳輸帶寬從18Gbps提升至48Gbps。不過,需要留意的一點,其實48Gbps的帶寬仍然無法完全滿足BT.2020對于8K/120高規(guī)格的超高清、高幀率的視頻信號的傳輸要求。再加上日前HDMI在電腦顯示與專業(yè)視頻顯示方面的競爭對手DisplayPort已經頒布最高支持77.37Gbps傳輸帶寬的2.0規(guī)格,HDMI 2.1規(guī)格從視頻傳輸?shù)慕嵌榷裕悬c像是過渡階段的傳輸規(guī)格,相信隨著更多成熟8K平板電視與家庭影院投影機的誕生,很快我們將會能夠看到支持更高帶寬的HDMI新規(guī)格的出現(xiàn)。

回顧HDMI 2.1規(guī)格誕生的原因

受到8K超高清傳輸高帶寬要求的壓力,在2018年11月HDMI論壇正式發(fā)布了新一代的HDMI2.1規(guī)格,明確指出新一代HDMI傳輸介面能夠支持8K/60的信號傳輸,同時將帶寬擴展為48Gbps。盡管這個最高支持的傳輸帶寬已經被DisplayPort 2.0超過,但是目前HDMI論壇成員已經超過90家,全面覆蓋了消費電子領域的眾多品牌,影響力越來越大,相信即使到了8K超高清的年代,HDMI相比DisplayPort依然擁有毫無疑問的統(tǒng)治力。

為什么是48Gbps的帶寬

整個HDMI 2.1規(guī)格中關鍵在于支持傳輸帶寬的大幅度躍升。從HDMI 2.0b規(guī)格的最高18Gbps驟然提升至48Gbps,直接影響到HDMI線材需要面臨更新?lián)Q代,而長距離傳輸HDMI光纖線的優(yōu)勢將更加明顯。為什么HDMI 2.1規(guī)格采用48Gbps最高傳輸帶寬?因為當我們要傳輸8K/60p,4:2:0,12bit超高清信號的時候,我們就需要48Gbps的傳輸帶寬。換句話來說,HDMI 2.1規(guī)格是專門為下一代的超高清8K傳輸而特別設計的,充分考慮過8K信號傳輸?shù)幕疽蟆D敲?,HDMI 2.1規(guī)格能否實現(xiàn)8K/120級別的超高清信號傳輸?這需要依靠DSC(Display Stream Compression) 顯示流壓縮技術,將8K/120規(guī)格的超高清信號進行壓縮傳輸。

更高的傳輸帶寬要求,就需要全新的線材規(guī)范

為了解決48Gbps信號傳輸?shù)膯栴},HDMI論壇特別推出了嶄新的Ultra High Speed HDMI線材規(guī)范,能夠全面支持4Kp50/60/100/120與8Kp50/60并且還加入了eARC與VRR等新的HDMI 2.1技術特點。同時Ultra High Speed HDMI線材還特別強調擁有超低的EMI(電磁干擾),可減少對附近無線設備的干擾。畢竟目前越來越多的播放設備、平板電視以及AV放大器開始加入了無線傳輸功能,隨著無線傳輸帶寬的不斷提高,對于電磁干擾的要求就更高。

必須強調的一點,對于傳輸線材標準,HDMI論壇已經不再采用HDMI版本來標識,而是采用另外一套與傳輸帶寬相關的標準來定義。對于1080/24、4:2:2、8bit,帶寬為2.23Gbps以下的信號傳輸,可以采用Standard HDMI線材;對于4K/24、4:2:2、8bit,帶寬為8.91Gbps以下的信號可以采用High Speed HDMI線材;對于4K/60、4:2:2、10bit,帶寬為17.82Gbps以下的信號可以采用Premium HDMI線材;至于48Gbps帶寬以下的4K/8K/10K信號傳輸可以采用Ultra High Speed HDMI線材傳輸。而根據(jù)HDMI論壇的相關資料,下一代的HDMI規(guī)格很可能直接就支持8K/120、4:2:2、12bit,帶寬為128.3Gbps的超高清信號傳輸,而這也將會是BT.2020標準中最高規(guī)格的8K信號傳輸規(guī)格。因此,隨著HDMI傳輸?shù)膸捲絹碓礁?,未來還需要突破至128Gbps,對于HDMI線材的傳輸要求更高,HDMI線材要實現(xiàn)10米以上的長距離傳輸則需要持續(xù)不斷的技術突破。

而從目前的情況來看,想要實現(xiàn)48Gbps高帶寬的10米以上長距離傳輸,HDMI光纖線是一種不錯的解決方案,同樣也可以考慮采用HDMI轉高速網線如(7A類線)的方式。但是未來是否傳統(tǒng)的HDMI合金線能夠通過技術的改革,加入性能更為強大的放大器實現(xiàn)48Gbps的8K超高清信號長距離傳輸,讓我們拭目以待吧。另外,對于HDMI 2.1標準所支持的畫面分辨率,除了8K之外,還能支持10K超高清顯示。其實10K就是8K的2.35:1版本,垂直分辨率依然是4320,只不過畫面的水平分辨率提升到10240。同樣,HDMI 2.1標準也支持4K的寬屏版5K超高清顯示,也就是5120×2160。

120Hz高幀率或刷新率是HDMI 2.1規(guī)格中的重點

在HDMI 2.1規(guī)格之中,我們可以看到8K方面的技術指標并不會單獨存在,往往在后面都會加上60Hz這個數(shù)字。其實這個數(shù)字就是幀率,或者說是屏幕的刷新頻率。幀率越高,我們所能看到的動態(tài)影像細節(jié)就越多。在1080p藍光電影的年代,基本上電影大片都是采用最低的24Hz的幀率,主要是為了兼容膠片電影的規(guī)格。24Hz影像的特點在于擁有相當強的膠片感,但面對高速運動的影像時并不清晰,畫面的流暢性一般。60Hz甚至是120Hz高幀率的影像能夠有效提升高速動態(tài)影像的清晰度,尤其在體育賽事、動作電影、游戲與VR方面。

在如今的UHD 4K超高清藍光電影的時代,絕大部分的電影大片還是沿用了24Hz的幀率,動作大片卡頓的問題依然存在。不過我們也終于看到第一部采用60Hz幀率的電影,來自李安的《比利林恩的中場戰(zhàn)事》,畫面流暢性相信給不少影音愛好者留下了深刻的印象。其實,幀率是非常重要的衡量畫面優(yōu)異性的指標。而電腦顯示器在這方面就比平板電視和家庭影院投影機要走得快許多,目前144Hz刷新率的顯示器已經成為了電子競技類游戲屏幕的標配,甚至高端游戲顯示器已經能夠達到200Hz以上的刷新率。如果你是一個游戲的發(fā)燒玩家,習貫了144Hz甚至是200Hz高刷新率的影像,回過頭來看24Hz的藍光電影,恐怕眼睛會覺得難受。在BT.2020標準之中,對于8K超高清信號是需要達到120Hz的幀率,而在HDMI 2.1標準之中最高也可以支持8K/60、4K/120的非壓縮超高清傳輸要求。期待未來能夠有更多采用高幀率拍攝的藍光電影或影視節(jié)目的推出。

強調支持多種靜態(tài)與動態(tài)HDR解決方案

除了高刷新率之外,HDMI 2.1規(guī)格更是特別強調支持多種靜態(tài)與動態(tài)HDR高動態(tài)范圍的解決方案。目前主流的HDR技術主要分為兩大類,一是屬于靜態(tài)HDR技術的HDR10,一是采用元數(shù)據(jù)的動態(tài)HDR技術的Dolby Vision。HDR10與Dolby Vision已經成為了現(xiàn)階段UHD 4K超高清藍光的主流HDR技術規(guī)格,只是在家庭影院方面,暫時家庭影院投影機僅僅支持HDR10,還不能支持Dolby Vision。如果想要感受Dolby Vision的優(yōu)勢,對于家庭影院系統(tǒng)而言,還需要等待能夠真正支持Dolby Vision機型的出現(xiàn)。HDR高動態(tài)范圍的好處是擴大了整個畫面的明暗對比,使得畫面中的黑色更深沉,高光更具能量感,從而讓整個畫面的細節(jié)更為豐富,高光部分的色彩更加接近于我們所看到的實際色彩亮度。動態(tài)HDR技術的優(yōu)勢,在于其動態(tài)范圍優(yōu)化的方式從整部電影,調整為每一幀的畫面,也就是說對于畫面動態(tài)范圍的處理更為細致,所得到的每一幀畫面的明暗對比更為強烈,更能突顯了HDR高動態(tài)范圍的優(yōu)勢。靜態(tài)HDR技術最大的問題是基于顯示設備的亮度信息實現(xiàn)色調映射,而動態(tài)HDR技術則是基于電影中每一幀的亮度信息顯示動態(tài)的色調映射,原則上來說,動態(tài)HDR技術更加適合光輸出并不是那么高的投影設備,能夠讓投影機表現(xiàn)出更好的畫面動態(tài)過渡。

eARC、VRR、QMS、QFT、ALLM HDMI 2.1規(guī)格中的那些方便用戶的功能

下面我們再來講講HDMI 2.1規(guī)格中那些便于用戶使用的附加功能,盡管不像8K/60、動態(tài)HDR技術、48Gbps帶寬那么引人注目,但是卻同樣都是十分有用的功能,包括了eARC、VRR、QMS、QFT、ALLM功能。

eARC增強型音頻回傳訊道功能,能夠支持目前前沿的基于對象的音頻規(guī)格,包括Dolby Atmos與DTS:X,以及未壓縮的5.1、7.1以及最高32通道的未壓縮音頻信號的回傳,可以確保音頻設備與HDMI 2.1設備之間的完整兼容性。eARC最常用到的地方是Soundbar一體化條形音箱,特別是能夠支持Dolby Atmos與DTS:X這類沉浸式三維音效的Soundbar。

VRR可變刷新頻率是一種專門針對電子游戲的功能,通過不斷改變刷新頻率將視頻源與顯示設備同步,從而帶來更加流暢的與最佳質量的影像再現(xiàn),可以實現(xiàn)在渲染的同時發(fā)送并顯示幀,不會受到任何限制,有效減少或消除游戲畫面延遲、卡頓與撕裂的問題。VRR可以搭配AMD FreeSync技術使用,讓整個動態(tài)游戲畫面變得更加流暢。

QMS快速媒體切換功能可以瞬間切換顯示內容的分辨率或幀率,而不會有任何顯示中斷,換句話來說就是徹底解決了我們在切換不同信號源令人討厭的黑屏等待問題,實現(xiàn)快速的節(jié)目源切換。這個對于家庭影院投影系統(tǒng)來說是非常有用的功能,也是HDMI 2.1規(guī)格之中最實用的功能。

QFT快速幀傳輸是一個減少游戲和交互式虛擬現(xiàn)實顯示延遲問題的實用性功能。ALLM自動低延遲模式可以在各種不同的娛樂應用顯示的時候,自動設置理想的延遲設置,同時不會干擾觀看與交互性應用,主要也是為游戲與VR顯示而設的功能。QFT和ALLM這兩個功能主要應用在頭戴式設備上,例如VR設備。這類頭戴式設備由于用戶的眼睛離顯示屏的距離非常近,對于畫面的延遲有很高的要求,所以HDMI 2.1規(guī)格通過這兩個新功能強化了VR設備在延遲方面的表現(xiàn)。

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