HDR视频到SDR的转换过程,及部分设备对HDR视频的播放现象
HDR视频到SDR的转换过程，及部分设备对HDR视频的播放现象⽬录
HDR是什么
⾼动态范围，对视频或图⽚来说指⽂件相⽐传统0~100nit（或cd/m2）能记录更亮或更暗的内容。
⽐如下⾯这个截图显⽰的⽂件信息，⽬前常见的HDR视频最⾼能到4000cd/m2：
使⽤BT2020+P3⾊彩空间
记录的亮度范围是0.0001~1000cd/m2
相⽐SDR视频，主要的区别在于：
⾊域更⼴了，sRGB->P3。本⽂称为⾊彩部分
亮度范围更⼤更精确了，0~100nit->更⼤。本⽂称为亮度部分
下图来源见⽔印
不⽀持HDR的屏幕真的⼀点都不HDR吗？
通常所说的 “SDR” （注意引号） 屏幕，指的是硬件不能接受并解码HDR流。⽽随着技术的发展，许多显⽰器的亮度都达到了400nit左右，甚⾄800~1000nit。远⼤于SDR标准的100nit。 在这样的显⽰器上，是能达到HDR的“亮度部分”观看体验的。科学发展观思想汇报
打开某购物⽹站搜索HDR显⽰器。在⽐较平民的价格区间内基本上都是HDR400+100%sRGB⾊域的产品。100%P3⾊域的产品则往往⽐较昂贵。
所以我认为，400nit+sRGB的SDR显⽰器与HDR400+sRGB的HDR显⽰器在使⽤体验上没有多⼤的区别——亮度部分体验⼏乎相同，⾊彩部分体验完全⼀致。
SDR屏幕是怎么播放HDR内容的
我们通常会使⽤MadVR渲染器来完成此⼯作。此时相⽐普通视频渲染器，MadVR多做了以下两个⼯作：
1.⾊彩空间转换：DCI-P3转sRGB。
2.亮度空间映射：将以HDR格式表⽰的亮度转换为，
预先指定了最⾼亮度的（就是MadVR设置中的[400]nit），按设定的屏幕Gamma曲线计算的8bit（或10bit，看具体屏幕和设置）量化RGB数据。
这⼀步中若最⾼亮度设置为100nit，Gamma设置为2.2，就是严格意义上的“HDR转SDR”过程。
Gamma曲线
第⼀步⽐较简单易懂，下⾯解释⼀下第⼆步。
根据元数据和视频帧数据，MadVR渲染器很容易得知某个像素的⽬标亮度和⾊彩数据。
同时由于我们知道了⽤户显⽰器的亮度和gamma值，就相当于知道了⽤户显⽰器的传递函数（输⼊的RGB数据与⽤户看到的光的关系）。再倒过来就可以推出若要得到⽬标亮度和⾊彩，显⽰器需要得到的RGB输⼊值。并将其量化为8bit或10bit（根据设置）再传递给显⽰器。
或者以下⽤图1中的那个视频⽂件中的3个像素举例。中国金牌数量
假设视频⽂件为Gamma2.2格式，且是⿊⽩的。没有什么杜⽐视界乱七⼋糟的优化⼿段。
1.MadVR读取视频流，得到3个像素的数据为[ 100 500 950]。同时预先知道满量程10bit刻度1023代表1000nit
2.查看上⾯的Gamma曲线，计算出这3个像素的光度为[2 220 900 ]nit。
3.由于⽤户显⽰器是400nit的，前2个像素能正常显⽰。第三个被MadVR截断（或者有别的算法⽐如降低饱和度，这⾥假设不开
启）。
4.得到的像素光度为[2 220 400]nit
5.使⽤屏幕的Gamma曲线反推得到新的像素数据[15 767 1023]
6.如果是8bit屏幕，降低数据精度。
7.如果是P3视频+sRGB屏幕，转换⾊彩空间。这⼀步骤可能在别的位置。
8.将数据送给屏幕。屏幕像素显⽰：[2 220 400]nit
如果不这么处理，直接送给400nit屏幕。由于屏幕不知道数据的含义，默认认为1023代表400nit，导致解码错误。最终得到[1 100 400]nit。导致看上去发灰。
对于HDR400显⽰器，这段过程只是在显⽰器内部完成了。
部分移动设备上
测试使⽤了荣耀V20（系统版本9.1.0.246）。以我个⼈的观感，应该是系统将屏幕切换到了DCI-P3模式，原因如下：
1.进⼊播放器和退出播放器的⼀瞬间视频画⾯是灰⽩⾊（和电脑未正确播放HDR内容时⼀样），随后
才变得“看上去正常”
2.进⼊多任务界⾯时屏幕切回sRGB模式，视频界⾯变得灰⽩
好听的悲伤情歌
电脑屏幕倒过来了怎么办3.截图在展⽰时是按照sRGB⾊彩空间编码展⽰的（⽽实际上内容数据是按P3⾊彩空间编码的），所以还是灰⽩⾊
4.暗部细节不太ok，应该是没有转换亮度空间的原因
总结
1.SDR屏幕只要设置正确，能播放HDR内容，也能获得部分HDR体验
2.HDR400显⽰器和好⼀点的400nit SDR显⽰器基本上没啥区别，特别是两者都是sRGB时。我怀疑就是换了个驱动板。
3.由于P3和sRGB差距实在太⼤，不转换肯定是没法看的（主要是扩充了绿⾊）
4.亮度转换⽅⾯V20等移动设备有没有做我不确定，但是⼈眼的宽容度实在是太⼤了。不信打开MadVR，把亮度设置从100⼀点点调
博美图片到1000，好像…还是看得清？
家长对孩子的鼓励和期望寄语

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