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Arm公司供稿 不久之前，我們討論過改變未來顯示解決方案的顛覆性趨勢(shì)以及高動(dòng)態(tài)范圍 (HDR) 所能帶來的改變，它們提供了逼真度更高的觀看體驗(yàn)，保留亮度和紋理以及最大程度接近人類視覺體驗(yàn)的畫面。 現(xiàn)在是時(shí)候揭開它的神秘面紗了， Arm Assertive Display 5 ，它能夠?yàn)轱@示流水線帶來整套的HDR管理功能。 長(zhǎng)期以來，Assertive Display 都被譽(yù)為市場(chǎng)領(lǐng)先的戶外可視性解決方案，截至目前已裝配超過10億臺(tái)移動(dòng)設(shè)備。它采用了創(chuàng)新的局部色調(diào)映射引擎，可以持續(xù)不斷地調(diào)整每一個(gè)像素，以補(bǔ)償不那么理想的條件——比如顯示器的限制、環(huán)境光線條件和減弱的背光，無論在室內(nèi)或是陽光明媚的戶外都可以獲得高品質(zhì)的觀看體驗(yàn)。 
HDR，為您提供逼真的觀看體驗(yàn) 此前，顯示技術(shù)一直很難復(fù)制人類眼睛所看到的內(nèi)容：傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍(SDR)內(nèi)容，比如sRGB的對(duì)比度在2,000:1 左右，這意味著陰影在屏幕上會(huì)變成暗黑的一塊，而照亮區(qū)，比如云朵，往往被漂白了。 然而HDR內(nèi)容的對(duì)比度可以達(dá)到100,000:1左右，能夠讓色彩看上去更豐富，細(xì)節(jié)更鮮活、紋理更真實(shí)，實(shí)現(xiàn)逼真到令人嘆為觀止的觀看體驗(yàn)…… 當(dāng)然，前提是能準(zhǔn)確地復(fù)制這樣的對(duì)比度。 理想的狀況是我們都在黑暗的房間里用高端的HDR面板觀看HDR內(nèi)容，這樣就能保留光影的細(xì)節(jié)，呈現(xiàn)出色的HDR畫質(zhì)。不過，大多數(shù)人都希望在一系列不那么理想的觀看條件下看電影，而目前消費(fèi)市場(chǎng)上絕大多數(shù)的屏幕都無法顯示HDR內(nèi)容的全部動(dòng)態(tài)范圍。 然而，有一個(gè)解決方案... 顯示流水線的HDR管理 無論我們是在移動(dòng)手機(jī)還是先進(jìn)的HDR面板上觀看，都想當(dāng)然地認(rèn)為只需輕觸按鈕我們的內(nèi)容就會(huì)或多或少地忠實(shí)再現(xiàn)。然而，將這些圖像輸送到屏幕的流水線相對(duì)較長(zhǎng)而且復(fù)雜。 首先，數(shù)字圖像被捕捉到，然后進(jìn)行高效地壓縮和編碼，以便傳輸?shù)侥愕脑O(shè)備。之后進(jìn)行色調(diào)映射，或者讓HDR內(nèi)容適應(yīng)較低規(guī)格的顯示器，或者“升級(jí)”內(nèi)容以便顯示在HDR設(shè)備上，同時(shí)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償環(huán)境的光照條件。最后，圖像顯示在目標(biāo)設(shè)備上。 Assertive Display 5的HDR管理功能可以控制顯示流水線當(dāng)中的每一個(gè)階段，實(shí)現(xiàn)最佳性能，并且大幅提升節(jié)電效能： • HDR到SDR的映射：準(zhǔn)確地將HDR內(nèi)容映射到顯示器的規(guī)格上，補(bǔ)償環(huán)境光照條件 • HDR到HDR的映射：補(bǔ)償HDR在環(huán)境光照條件下的易損性，否則HDR內(nèi)容的價(jià)值和觀看體驗(yàn)將受到損害 • 即使背光減弱也能保留HDR體驗(yàn) ，尤其是在手持設(shè)備和筆記本電腦上，實(shí)現(xiàn)HDR 觀看體驗(yàn)的同時(shí)大幅提升節(jié)電效能 • 支持HDR10和HLG標(biāo)準(zhǔn)：PQ、PQ10 和 HLG10 完美的畫面：局部色調(diào)映射的傳奇 Assertive Display 5 采用一款先進(jìn)的、高精度局部色調(diào)映射引擎iridix8 HDR，即使在SDR面板上也能提供出色的HDR體驗(yàn)。 色調(diào)映射實(shí)際上就是將一組色彩映射到另一組上，在動(dòng)態(tài)范圍有限的設(shè)備上近似顯示高動(dòng)態(tài)范圍圖像。 全局 (又稱空域不變的) 色調(diào)映射創(chuàng)建了一條平均轉(zhuǎn)移曲線，然后利用它以同樣的方式去映射圖像內(nèi)的每一個(gè)像素。盡管完成起來快速又簡(jiǎn)單，它還是有可能導(dǎo)致亮度、對(duì)比度和飽和度的損失以及色彩和膚色的偏移。 局部 (又稱空域變化的) 色調(diào)映射利用更加復(fù)雜的算法，根據(jù)圖像的具備特性為每個(gè)像素計(jì)算出個(gè)體轉(zhuǎn)移曲線，保留亮度、色彩和對(duì)比度，并呈現(xiàn)較暗區(qū)域內(nèi)的細(xì)節(jié)。 因?yàn)槿祟愐曈X對(duì)局部反差極其敏感，它會(huì)創(chuàng)建出更加逼真的圖像，細(xì)節(jié)豐富，眼睛會(huì)覺得它最大程度地反映了人類的視覺體驗(yàn)。 HDR內(nèi)容非常不適合在陽光下觀看。環(huán)境光線和反射會(huì)導(dǎo)致顯示面板損失對(duì)比度和細(xì)節(jié)，不過 Assertive Display 的色調(diào)映射可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，從而確保用戶在任何環(huán)境光照條件下獲得全方位、高品質(zhì)的HDR觀看體驗(yàn)。
先進(jìn)的色域和色彩管理 較之傳統(tǒng)的內(nèi)容格式，HDR內(nèi)容通常有著更寬的色域：SDR采用Rec.709色彩空間，HDR 采用Rec.2020的寬色域或WCG。 HDR增加了圖像的動(dòng)態(tài)范圍，WCG增加了可用的調(diào)色板：每種色彩的色調(diào)增多，色彩強(qiáng)度也隨著增加，從而提供更豐富、更逼真的觀看體驗(yàn)。 雖然目前的HDR顯示器還無法呈現(xiàn)Rec.2020的全色域，但它們可以顯示介于Rec.709 和Rec.2020之間的P3色域，而且性能一直在不斷提升。但正如我們之前所提到的那樣，無論顯示面板的特性如何，內(nèi)容的色域必須準(zhǔn)確地映射到顯示器的色域上，從而獲得最逼真的色彩體驗(yàn)。 三維顏色查找表 (3D LUT) 提供了一種高效的解決方案，單獨(dú)地映射顏色通道，以保留更寬色域的紋理，不過這通常會(huì)增加昂貴的硬件成本。但是，針對(duì)3D LUT的硬件實(shí)現(xiàn)，Assertive Display 5采用了一種新穎、緊湊而且廉價(jià)的硬件實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行先進(jìn)的色域與色彩映射，保留色彩細(xì)膩的層次，呈現(xiàn)真實(shí)的觀看體驗(yàn)。 市場(chǎng)領(lǐng)先的戶外可視性與節(jié)電效能 我們已經(jīng)了解了Assertive Display的色調(diào)映射是如何動(dòng)態(tài)補(bǔ)償環(huán)境光線與反射，從而無論在什么環(huán)境光照條件下都能呈現(xiàn)高品質(zhì)的 HDR 觀看體驗(yàn)，但它真正驚人的地方還在于能同時(shí)大幅提升節(jié)電效能。 傳統(tǒng)的內(nèi)容自適應(yīng)節(jié)電方法可以清除高亮區(qū)域，并且容易看到時(shí)域偽影，不過 Assertive Display 的內(nèi)容自適應(yīng)背光控制解決方案搭配iridix局部色調(diào)映射引擎，可以實(shí)現(xiàn)無縫的動(dòng)態(tài)背光行為，而且不會(huì)產(chǎn)生裁剪偽影，在背光較弱時(shí)也是如此。 多窗口模式 我們都非常習(xí)慣筆記本電腦的分屏顯示，多窗口疊加，包括自由模式、縮放模式和畫中畫模式，正迅速成為一系列設(shè)備的“必備”，而且具有能夠疊加四個(gè)或者更多窗口的優(yōu)質(zhì)顯示解決方案。 搭載 Mali D71的Assertive Display 5支持在同樣的疊加場(chǎng)景里對(duì)HDR和SDR窗口進(jìn)行處理，使得多窗口可以同時(shí)縮放。 Assertive Display 5芯片尺寸特別小，采用的是簡(jiǎn)單的RGB接口，方便集成和使用，并能實(shí)現(xiàn)HDR管理、戶外可視性和省電的先進(jìn)功能。
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