黑科技加持 看索尼如何让HDR电视尽善尽美

2016-04-29 13:52:17     作者:风景独好      来源:太平洋电脑网(北京)

标签: 智能电视 索尼电视

我们都知道索尼的显示技术,在业界一直都处于领跑地位。从最初CRT电视时代特丽珑的30年传奇故事开始,贵翔、Bravia等等品牌一直都是电视市场的闪耀明星。对OLED极具前瞻的探索、对液晶电视近乎偏执的挖掘,让这家技术驱动型的公司在技术的道路上百战不殆。 今年索尼又为电视消费市场带来一项名为Backlight Master Drive的背光技术,配合对HDR影片的支持,让索尼的4K HDR电视深挖出了液晶显示技术强大的潜能。

      我们都知道索尼的显示技术,在业界一直都处于领跑地位。从最初CRT电视时代特丽珑的30年传奇故事开始,贵翔、Bravia等等品牌一直都是电视市场的闪耀明星。对OLED极具前瞻的探索、对液晶电视近乎偏执的挖掘,让这家技术驱动型的公司在技术的道路上百战不殆。

  今年索尼又为电视消费市场带来一项名为Backlight Master Drive的背光技术,配合对HDR影片的支持,让索尼的4K HDR电视深挖出了液晶显示技术强大的潜能。

  HDR,突破色彩空间瓶颈

  在介绍Backlight Master Drive之前,先对HDR做一个简单的回顾。视频的画质基本被分为五个重要元素:分辨率、色深(灰度)、帧率、色域空间,这四项已经非常成熟。从2K到4K甚至8K,从8比特到10比特甚至于12比特,从原来的SRGB到电影的DCI以及到当前最新的BT.2020的范围,帧数从原来的24到60I到60P,甚至于未来的120P。这几个元素发展都非常快,已经到达很高的水平了。
  

  还有一个元素亮度动态范围。大家可能了解不多,因为这个标准还是在五十年前定的SDR标准,50年的停滞不前,就像是缺了一块木板的木桶一样,让色彩空间这个桶,永远装不满水。而HDR的出现正好弥补了这个环节缺失。HDR的出现可以给我们带来更高的亮度动态范围。

  真实世界的亮度是非常广的,从最高的阳光正射10的9次方到星光的微弱亮度有非常大的跨度。而人眼系统基本上能捕捉到大动态范围里面的10的5次方的范围。人眼虽看不到整个范围,但其实人眼是有一定适应性的。人眼通过瞳孔的放大和缩小可以进行调整,这样可以让我们看到更大的亮度动态范围。10的5次方可能会成为一种参考标准。
  

  现在其实已经有一些高端的摄像机,比如索尼的F55、F65的产品已经可以拍摄记录10的5次方的亮度动态范围了。一些高端的或者部分显示设备,比如说索尼的部分电视以及索尼的监视器,也可以进行10的5次方亮度动态范围的还原。但是还有一个瓶颈,视频格式的记录和传输过程中,还是沿用了50年前的SDR的标准,最大只能承载到10的3次反的位数。而全新的HDR格式,正好就弥补了这个缺陷,它可以记录10的5次方的动态范围。满足人眼视觉系统对于环境光线感知的需求。
  

  当然HDR带来的不仅仅是亮度动态范围,还带来了更多的色彩。上图左边是以前BT.709的色域和BT.2020的色域平面几何坐标图。而立体色彩空间的概念才更能体现真实的色彩表现。上图右边平面的是色域的范围,而纵轴是亮度动态范围。当我们的亮度动态范围和我们的色彩相结合时,就会形成立体的色彩空间。这个立体色彩空间就意味着这个视频格式能带来多大的色彩数量。

  Backlight Master Drive,让超高亮度成为可能

  HDR的标准有了,可是能够更好的支持它的硬件在哪呢?当然现在也有局部光控技术的LCD,让普通的LCD对于暗部场景做到很好的亮度等级控制,从而既能保持原有的色彩,同时又有优秀的白平衡。但遗憾的是,它的亮度还是达不到HDR视频所需要的10的5次方的范围,同时也是无法做足像素的对比。所以说背光系统技术的改进是非常有必要的,而索尼带来的一套全新的背光技术,Backlight Master Drive,中文名"动态背光系统大师版",它是最为先进的背光增强技术,也是非常精密的背光增强技术。
  

  Backlight Master Drive背光系统有几大特色,首先它采用了全新的光学设计,有效的控制了相邻LED灯的溢光问题。

  第二点它在LED背光灯上进行了改进,采用了在汽车领域使用的超高亮度灯源,能很大程度的提升背光亮度。不过晶电视背后有数以千计的LED灯,如何去有效控制这些灯是非常重要的课题。因此索尼采用了一套全新的管理系统,可以准确的管控庞大数量的LDE灯。

  第三点它是高密度的直下式LED背光源,它会带来的很现实的问题是发热,但索尼并没有采用特别的冷却系统。相比其他品牌庞大的液冷系统,或半导体冷却技术,索尼搭载了这项技术的产品是一台正常电视机的外观设计,而不是工业显示屏。

  第四点大量的LED灯还会带来一个能源消耗的问题,但索尼拥有先进的驱动算法,可以非常好的平衡能源消耗,以索尼85寸的原型机来说,能在超高亮度的情况下保持和普通85寸电视基本一致的功耗水平。

  精锐光控,更精准细致的利用好光源

  独特光学设计,超高亮度LED,高密度直下式LED,但是没有冷却系统,同时用精确的背光算法可以保持功率消耗。传统背光技术所体现出来的画面,纵轴是亮度等级,亮度基本上是恒定的,所以在任何场景下都是一样的功耗。而索尼电视可以针对画面进行精准分析,找到暗的场景、亮的场景,针对亮的场景进行亮的提升,对于暗的场景进行局部控光。将局部控光区域的能源转移到亮的部分,这样就可以很好地做到能源功耗的控制。这就是非常独特的精锐光控技术。
  

  精锐光控技术在两年前已经布局在索尼电视中了,对于这次的Backlight Master Drive技术也是一个非常好的助力。传统直下式动态背光源的背光分区相对较少,每个区隔会比较大,因此最高亮度的地方无法达到更精准的还原。而采用Backlight Master Drive的系统之后,分区变得更加精细,可以将更多节省下来的能源使用到需要提升高亮度的画面中。这样就可以还原出非常好的画面,同时保持能源的消耗。

  人眼系统会有些扩散和杂散光的现象出现,而对于光源的辨识力也是有一定限制。举个例子我们在一个平面上看到一个点的光源和看到一小片的光源,在我们眼底都回散射成一片,得到几乎一致的感知。所以可以根据可续的原理去研究找到合理的分区数量和大小,这样就可以通过一定数量的LED背光分布造出一个符合人眼对于光源的感知的效果。

  Backlight Master Drive的几个重要参数:

  第一:最大亮度。Backlight Master Drive最大亮度可以达到4000尼特或者cd/m2。

  第二:全局以及局部对比度,对于人眼的感知接近RGB Led。
  

  总结:很多人会说,OLED是不是未来的发展技术?是不是未来的一个方向?其实不是。为什么这么说呢?因为RGB Led做不到这么大。为什么一直在强调RGB Led?因为RGB Led才是最好的效果。现在大家在市面上看到的其实是白光OLED背光源OLED电视,其技术原理是完全不同的,它无法展现出完整的色彩空间。索尼通过在LCD上进行性能的改善,通过全新的Backlight Master Drive技术可以让我们在液晶电视上同时获得大尺寸,以及接近OLED的对比效果或色彩显示效果的还原,在液晶上就可以做到,所以说液晶未来几年中应该还是一个主流趋势。
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