Assertive Display 5:令人叹为观止的HDR体验

Assertive Display 5:令人叹为观止的HDR体验

不久之前,我们讨论过改变未来显示解决方案的颠覆性趋势以及高动态范围 (HDR) 所能带来的改变它们提供了逼真度更高的观看体验,保留亮度纹理以及最大程度接近人类视觉体验的画面。

现在是时候揭开它的神秘面纱了 Arm Assertive Display 5 ,它能够为显示流水线带来整套的HDR管理功能。

长期以来,Assertive Display 都被誉为市场领先的户外可视性解决方案,截至目前已装配超过10亿台移动设备。它采用了创新的局部色调映射引擎,可以持续不断地调整每一个像素,以补偿不那么理想的条件——比如显示器的限制、环境光线条件和减弱的背光,无论在室内或是阳光明媚的户外都可以获得高品质的观看体验。 

HDR,为您提供逼真的观看体验

此前,显示技术一直很难复制人类眼睛所看到的内容:传统的标准动态范围(SDR)内容比如sRGB的对比度在2,000:1 左右,这意味着阴影在屏幕上会变成暗黑的一块,而照亮区比如云朵,往往被漂白了

然而HDR内容的对比度可以达到100,000:1左右,能够让色彩看上去更丰富,细节更鲜活、纹理更真实,实现逼真到令人叹为观止的观看体验…… 当然,前提是能准确地复制这样的对比度。

理想的状况是我们都在黑暗的房间里高端的HDR面板观看HDR内容,这就能保留光影的细节,呈现出色的HDR画质。不过,大多数人都希望在一系列不那么理想的观看条件下看电影,而目前消费市场上绝大多数的屏幕都无法显示HDR内容的全部动态范围。

然而,有一个解决方案...

显示流水线的HDR管理

无论我们是在移动手机还是先进的HDR面板上观看,都想当然地认为只需轻触按钮我们的内容就会或多或少地忠实再现。然而,将这些图像输送到屏幕的流水线相对较长而且复杂。 

首先,数字图像被捕捉到,然后进行高效地压缩和编码,以便传输到你的设备。之后进行色调映射或者让HDR内容适应较低规格的显示器,或者“升级”内容以便显示在HDR设备上,同时动态补偿环境的光照条件。最后,图像显示在目标设备上。

Assertive Display 5的HDR管理功能可以控制显示流水线当中的每一个阶段,实现最佳性能,并且大幅提升节电效能:

  • HDR到SDR的映射:准确地将HDR内容映射到显示器的规格上,补偿环境光照条件
  • HDR到HDR的映射:补偿HDR在环境光照条件下的易损性,否则HDR内容价值和观看体验将受到损害
  • 即使背光减弱也能保留HDR体验 尤其是在手持设备和笔记本电脑上,实现HDR 观看体验的同时大幅提升节电效能
  • 支持HDR10和HLG标准:PQ、PQ10 和 HLG10

完美的画面:局部色调映射的传奇

Assertive Display 5 采用一款先进的、高精度局部色调映射引擎iridix8 HDR即使在SDR面板上也能提供出色的HDR体验。

色调映射实际上就是将一组色彩映射到另一组上,在动态范围有限的设备上近似显示高动态范围图像。

全局 (又称空域不变的) 色调映射创建了一条平均转移曲线,然后利用它以同样的方式去映射图像内的每一个像素。尽管完成起来快速又简单,它还是有可能导致亮度、对比度和饱和度的损失以及色彩和肤色的偏移。

局部 (又称空域变化的) 色调映射利用更加复杂的算法,根据图像的具备特性为每个像素计算出个体转移曲线,保留亮度、色彩和对比度,并呈现较暗区域内的细节。 因为人类视觉对局部反差极其敏感,它会创建出更加逼真的图像,细节丰富,眼睛会觉得它最大程度地反映了人类的视觉体验。

HDR内容非常不适合在阳光下观看环境光线和反射会导致显示面板损失对比度和细节,不过 Assertive Display 的色调映射可以进行动态补偿,从而确保用户在任何环境光照条件下获得全方位、高品质的HDR观看体验。

1

先进的色域和色彩管理

较之传统的内容格式,HDR内容通常有着更宽的色域:SDR采用Rec.709色彩空间,HDR 采用Rec.2020的宽色域或WCG。 

HDR增加了图像的动态范围,WCG增加了可用的调色板:每种色彩的色调增多,色彩强也随着增加,从而提供更丰富、更逼真的观看体验。

虽然目前的HDR显示器还无法呈现Rec.2020的全色域,但它们可以显示介于Rec.709 和Rec.2020之间的P3色域,而且性能一直在不断提升。但正如我们之前所提到的那样,无论显示面板的特性如何,内容的色域必须准确地映射到显示器的色域上,从而获得最逼真的色彩体验。

三维颜色查找表 (3D LUT) 提供了一种高效的解决方案,单独地映射颜色通道,以保留更宽色域的纹理,不过这通常会增加昂贵的硬件成本。但是,针对3D LUT的硬件实现,Assertive Display 5采用了一种新颖紧凑而且廉价的硬件实现,进行先进的色域与色彩映射,保留色彩细腻的层次,呈现真实的观看体验。

市场领先的户外可视性与节电效能

我们已经了解了Assertive Display的色调映射是如何动态补偿环境光线与反射,从而无论在什么环境光照条件下都能呈现高品质的 HDR 观看体验,但它真正惊人的地方还在于能同时大幅提升节电效能。

传统的内容自适应节电方法可以清除高亮区域并且容易看到时域伪,不过 Assertive Display 的内容自适应背光控制解决方案搭配iridix局部色调映射引擎,可以实现无缝的动态背光行为,而且不会产生裁剪伪影,在背光较弱时也是如此。

多窗口模式

我们都非常习惯笔记本电脑的分屏显示,多窗口叠加,包括自由模式、缩放模式和画中画模式,正迅速成为一系列设备的“必备”,而且具有能够叠加四个或者更多窗口的优质显示解决方案。

搭载 Mali D71Assertive Display 5支持在同样的叠加场景里对HDR和SDR窗口进行处理,使得多窗口可以同时缩放。

Assertive Display 5芯片尺寸特别小,采用的是简单的RGB接口,方便集成和使用,能实现HDR管理、户外可视性和省电的先进功能

2