影視制作專業(yè)問答9

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，首先要確認是BT.2100標準的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。實際測試結(jié)果，索尼HDC4300采用HLG-Live時其靈敏度與索尼高清攝像機HDC1580/2580相同，HDC5500/3500采用HLG-Live時其靈敏度比高清攝像機還高一些，這就意味著在大型活動現(xiàn)場、體育場館、演播室等場景，索尼4K演播室攝像機用HLG-Live拍攝時，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時轉(zhuǎn)換增益-11dB，則AIR MATCHING ON時增益應(yīng)為-11+5=-6dB，與攝像機使用HLG-Live時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時轉(zhuǎn)換增益為正值，如果設(shè)置AIR MATCHING OFF時轉(zhuǎn)換增益11dB，則AIR MATCHING ON時增益應(yīng)為11-5=6dB，用等式表達為：

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定義的標準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個獨立的轉(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）和SLOPE（斜率）參數(shù)，改變SDR信號中被拐點壓縮的高光擴展效果以模擬HDR內(nèi)容的觀感，需要根據(jù)實際測試結(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）可選OFF或ON。OFF關(guān)閉拐點，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，高光內(nèi)容進行色調(diào)映射（下映射）處理，與SDR攝像機用拐點處理高光內(nèi)容的方法相同。KNEE選擇ON后可以調(diào)整POINT（起始點）和SLOPE（斜率）參數(shù)，與SDR攝像機拐點調(diào)整的方法一樣，需要根據(jù)實際測試結(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成片的驗收標準嗎？如果是，制作時如何監(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)目的收片標準，在實際制作時也無法對拍攝場景的參考白亮度進行監(jiān)測和控制。

在HDR制作中討論203尼特，實際上說的是信號電平。直播制作時在波形監(jiān)視器上可以同時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%，非實時的錄播、調(diào)色制作時，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或曝光參考，也就是調(diào)光師說的定光點。在膠片拍攝時代，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；標清和高清SDR時代曝光參考是灰階卡中反射率90%的白，調(diào)光師控制攝像機曝光量使90%白對應(yīng)的信號電平為100%時在技術(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電平都是拍攝時在技術(shù)上正確曝光的基準點或參考點，這是系統(tǒng)校準或SDR與HDR互轉(zhuǎn)時的基準。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，實際操作時經(jīng)常在203尼特也就是75%HLG的基礎(chǔ)上做適當微調(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-5.2dB）。央視國慶直播時采用77%HLG映射100%SDR，等同于75%HLG映射90%SDR，HLG-Live時轉(zhuǎn)換增益-6dB（HLG時-11dB）。這是因為用SDR調(diào)光制作HDR時，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，但兩者也有不同。SDR電視的曝光基準100%峰值白電平對應(yīng)畫面景物中的高光點，調(diào)光或調(diào)色師可以很容易地把畫面中的高光點與波形監(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，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，制作時無法對203尼特對應(yīng)的75%HLG電平進行檢測、控制。

HDR制作時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部分或全部丟失，低于203尼特的內(nèi)容都能在SDR電視機上正常呈現(xiàn)。反之，用直接映射把高清SDR節(jié)目上轉(zhuǎn)換為HLG時，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，如果信號電平始終低于75%只有兩個可能，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HDR節(jié)目是否符合203尼特標準。B&P

（未完待續(xù)）