王亞明

ITU-RBT.2408文件里談到的各種映射在轉(zhuǎn)換器上如何操作？

專業(yè)答疑系列連載6介紹了SDR與HDR的各種轉(zhuǎn)換、映射及關(guān)系，這些映射在實(shí)際的轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品上如何操作呢？下面以索尼HDRC-4000為例介紹具體的設(shè)置方法，其內(nèi)容基于HDRC-4000應(yīng)用軟件版本V2.21（或更高）。

HLG與HLG-Live

用HDRC-4000轉(zhuǎn)換HLG信號時(shí)，首先要確認(rèn)是BT.2100標(biāo)準(zhǔn)的HLG還是HLG-Live（或稱之為“索尼版HLG”），這直接關(guān)系到轉(zhuǎn)換增益設(shè)置。索尼4K演播室攝像機(jī)可以選擇HLG或HLG-Live拍攝，HLG-Live的靈敏度比HLG高5dB，接近1檔光圈，這對低照度拍攝非常有利。實(shí)際測試結(jié)果，索尼HDC4300采用HLG-Live時(shí)其靈敏度與索尼高清攝像機(jī)HDC1580/2580相同，HDC5500/3500采用HLG-Live時(shí)其靈敏度比高清攝像機(jī)還高一些，這就意味著在大型活動(dòng)現(xiàn)場、體育場館、演播室等場景，索尼4K演播室攝像機(jī)用HLG-Live拍攝時(shí)，如果不考慮燈具的顯色性，現(xiàn)有的高清SDR制作燈光照度就能滿足4K HDR拍攝需求，無需增加照明燈具和功率。

在HDRC4000轉(zhuǎn)換器上與HLG-Live對應(yīng)的設(shè)置是AIR MATCHING（Artistic Intent Render Maching，藝術(shù)意圖渲染匹配），AIR MATCHING OFF對應(yīng)HLG，AIR MATCHING ON對應(yīng)HLG-Live，兩者的轉(zhuǎn)換增益相差5dB。例如，把HLG下轉(zhuǎn)換為SDR，如果設(shè)置AIR MATCHING OFF時(shí)轉(zhuǎn)換增益-11dB，則AIR MATCHING ON時(shí)增益應(yīng)為-11+5=-6dB，與攝像機(jī)使用HLG-Live時(shí)CCU內(nèi)置下轉(zhuǎn)換的SDR增益設(shè)置相同。把SDR上轉(zhuǎn)換為HLG時(shí)轉(zhuǎn)換增益為正值，如果設(shè)置AIR MATCHING OFF時(shí)轉(zhuǎn)換增益11dB，則AIR MATCHING ON時(shí)增益應(yīng)為11-5=6dB，用等式表達(dá)為：

AIR MATCHING OFF：HDR>SDR GAIN –xdB = AIR

MATCHING ON：HDR>SDR GAIN –x+5dB

AIR MATCHING OFF：SDR>HDR GAIN x dB = AIR

MATCHING ON：SDR>HDR GAIN x-5dB

式中，x為AIR MATCHING OFF也就是HLG的轉(zhuǎn)換增益，單位為dB。

在配置菜單的信道（A或B）設(shè)置（C03或C04）下，AIR MATCHING可選OFF或ON，OFF為BT.2100定義的標(biāo)準(zhǔn)HLG，ON為HLG-Live，菜單詳見如下：

CONFIGURATI ON menu

CHANNEL A SETTINGS（C03）/ CHANNEL B SETTINGS（C04）

AIR MATCHING：OFF為HLG

AIR MATCHING：ON為HLG-Live

HDRC-4000內(nèi)置2個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)換器，稱為CHANNEL A與CHANNEL B，可根據(jù)需要分別設(shè)置。

？場景參考映射與顯示參考映射

在配置菜單的系統(tǒng)（C01）下，DISPLAY REFERRED（顯示參考）可選OFF或ON，OFF為場景參考映射，ON為顯示參考映射，菜單詳見如下：

CONFIGURATI ON menu

SYSTEM（C01）

DISPLAY REFERRED：OFF為場景參考映射（Scene Referred mapping，簡稱SR）

D I S P L AY R E F E R R E D：O N為顯示參考映射（DisplayReferred mapping，簡稱DR）

？直接映射與反色調(diào)映射（上映射）

在設(shè)置菜單的SDR→HDR（S34）下，HIGHLIGHT CREATI ON（高光創(chuàng)造）可選OFF或ON，OFF為直接映射，ON為反色調(diào)映射（上映射），HIGHLIGHT CREATI ON選擇ON后可以調(diào)整POINT（起始點(diǎn)）和SLOPE（斜率）參數(shù)，改變SDR信號中被拐點(diǎn)壓縮的高光擴(kuò)展效果以模擬HDR內(nèi)容的觀感，需要根據(jù)實(shí)際測試結(jié)果和需求確定合理的數(shù)值。菜單詳見如下：

SETUP menu

SDR→HDR（S34）

HIGHLIGHT CREATI ON（CHANNEL A或B）：OFF為直接映射（Direct Mapping）

HIGHLIGHT CREATI ON（CHANNEL A或B）：ON為反色調(diào)映射（Inverse Tone Mapping，ITM）/上映射（UpMapping）

？色調(diào)映射（下映射）與硬削波

在設(shè)置菜單的HDR→SDR（S24）下，KNEE（拐點(diǎn)）可選OFF或ON。OFF關(guān)閉拐點(diǎn)，超過閾值的高光內(nèi)容信號都被削波到該閾值，ON打開拐點(diǎn)，高光內(nèi)容進(jìn)行色調(diào)映射（下映射）處理，與SDR攝像機(jī)用拐點(diǎn)處理高光內(nèi)容的方法相同。KNEE選擇ON后可以調(diào)整POINT（起始點(diǎn)）和SLOPE（斜率）參數(shù)，與SDR攝像機(jī)拐點(diǎn)調(diào)整的方法一樣，需要根據(jù)實(shí)際測試結(jié)果和需求確定合理的數(shù)值。菜單詳見如下：

SETUP menu

HDR→SDR（S24）

KNEE（CHANNEL A或B）：OFF為硬削波

KNEE（CHANNEL A或B）：ON為色調(diào)映射（Tone Mapping，TM）/下映射（Down-Mapping）

參考白（漫反射白）亮度203尼特是HDR成片的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)嗎？如果是，制作時(shí)如何監(jiān)測、控制？

BT.2390和2408建議，在1000尼特峰值亮度監(jiān)視器上HDR參考白亮度為203尼特。不過，無法簡單的說203尼特是或不是HDR節(jié)目的收片標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際制作時(shí)也無法對拍攝場景的參考白亮度進(jìn)行監(jiān)測和控制。

在HDR制作中討論203尼特，實(shí)際上說的是信號電平。直播制作時(shí)在波形監(jiān)視器上可以同時(shí)顯示信號電平和亮度，以窄域的HLG為例，203尼特對應(yīng)白色電平75%，非實(shí)時(shí)的錄播、調(diào)色制作時(shí)，在軟件界面的波形監(jiān)視器上203尼特對應(yīng)白色編碼值（Code Value）721。對全域的PQ來說，203尼特對應(yīng)白色電平58%，白色編碼值594。

203尼特，或者說75%HLG、58%PQ電平，其作用首先是曝光基準(zhǔn)或曝光參考，也就是調(diào)光師說的定光點(diǎn)。在膠片拍攝時(shí)代，曝光參考是反射率18%的灰卡，測光表顯示的曝光參數(shù)都是以18%灰卡為基準(zhǔn)；標(biāo)清和高清SDR時(shí)代曝光參考是灰階卡中反射率90%的白，調(diào)光師控制攝像機(jī)曝光量使90%白對應(yīng)的信號電平為100%時(shí)在技術(shù)上就是正確曝光；HDR的曝光參考是100%反射率白卡，也就是HDR參考白，技術(shù)上正確曝光時(shí)對應(yīng)的信號電平應(yīng)為75%HLG或58%PQ。

100%SDR或75%HLG電平都是拍攝時(shí)在技術(shù)上正確曝光的基準(zhǔn)點(diǎn)或參考點(diǎn)，這是系統(tǒng)校準(zhǔn)或SDR與HDR互轉(zhuǎn)時(shí)的基準(zhǔn)。但技術(shù)上正確曝光并不一定完全符合調(diào)光或調(diào)色的藝術(shù)要求，實(shí)際操作時(shí)經(jīng)常在203尼特也就是75%HLG的基礎(chǔ)上做適當(dāng)微調(diào)，以獲得更好的HDR效果。例如，根據(jù)BT.2390和2408的建議，場景映射參考下轉(zhuǎn)換時(shí)75%HLG電平應(yīng)映射為100%SDR峰值白電平，轉(zhuǎn)換增益為-10.2dB（HLG-Live時(shí)-5.2dB）。央視國慶直播時(shí)采用77%HLG映射100%SDR，等同于75%HLG映射90%SDR，HLG-Live時(shí)轉(zhuǎn)換增益-6dB（HLG時(shí)-11dB）。這是因?yàn)橛肧DR調(diào)光制作HDR時(shí)，75%HLG映射100%SDR得到的HLG圖像HDR效果略顯保守，77%HLG映射100%SDR時(shí)用SDR調(diào)光制作的HDR藝術(shù)效果更好。

雖然75%HLG與100%SDR都是曝光基準(zhǔn)，但兩者也有不同。SDR電視的曝光基準(zhǔn)100%峰值白電平對應(yīng)畫面景物中的高光點(diǎn)，調(diào)光或調(diào)色師可以很容易地把畫面中的高光點(diǎn)與波形監(jiān)視器上的最高電平對應(yīng)起來，為曝光控制提供參考。而75%HLG電平不是最高電平，并不對應(yīng)畫面中的高光點(diǎn)，調(diào)光或調(diào)色師不能判斷畫面中哪些景物是100%反射率，無法為曝光控制提供參考。因此，無論直播調(diào)光還是后期調(diào)色，制作時(shí)無法對203尼特對應(yīng)的75%HLG電平進(jìn)行檢測、控制。

HDR制作時(shí)75%HLG也是大部分白色字幕和圖形的推薦電平，這是203尼特的第二個(gè)作用。目前國內(nèi)大部分高清SDR電視節(jié)目的白色字幕電平是100%，采用場景參考映射下轉(zhuǎn)換時(shí)75%HLG映射為100%SDR，與現(xiàn)有的高清電視節(jié)目字幕電平相同。反之，如果HDR節(jié)目內(nèi)不得不采用一些帶有白色字幕的高清SDR圖像，用場景參考映射上轉(zhuǎn)換時(shí)100%SDR映射75%HLG電平，與HDR圖像中的白色字幕亮度相同。

最后，從節(jié)目內(nèi)容上看，203尼特是HDR與SDR內(nèi)容的分界線。高于203尼特的高光部分是HDR內(nèi)容，只有HDR電視機(jī)才能正常再現(xiàn)，下轉(zhuǎn)換到高清SDR后這些高光信息被壓縮到只占用很少電平和亮度資源的拐點(diǎn)部分或全部丟失，低于203尼特的內(nèi)容都能在SDR電視機(jī)上正常呈現(xiàn)。反之，用直接映射把高清SDR節(jié)目上轉(zhuǎn)換為HLG時(shí)，100%SDR映射為75%HLG，因此所有信號電平都低于75%。用波監(jiān)顯示HLG信號時(shí)，如果信號電平始終低于75%只有兩個(gè)可能，一是該節(jié)目不是HDR制作而是SDR上轉(zhuǎn)換的，二是制作者錯(cuò)誤理解了203尼特的作用，把所有信號電平都壓低到203尼特以下。無論哪種情況，只要信號電平始終低于203尼特，都可以判定該節(jié)目不是HLG HDR。

從波形上看，對明暗相間的場景來說，制作正確的HLG信號中大部分內(nèi)容低于75%電平，部分高光內(nèi)容高于75%，看起來與高清電視信號波形沒有太大差別，如下圖所示。

綜上所述，203尼特對HDR制作非常重要，但并不能簡單地從技術(shù)角度判斷某個(gè)HDR節(jié)目是否符合203尼特標(biāo)準(zhǔn)。B&P

（未完待續(xù)）