HLG是什么 | 摄影人的世界

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Jun 23, 2024 12:04 PM

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HLG (Hybrid Log-Gamma) 的详细讲解

HLG，全称为 Hybrid Log-Gamma，是一种**高动态范围（HDR）**技术，主要用于电视广播和视频制作中。它由英国广播公司（BBC）和日本广播公司（NHK）共同开发，旨在简化HDR内容的传输和显示。以下是对HLG技术的详细解析。

1. HDR 和 HLG 的背景

*高动态范围（HDR）**技术是为了增强视频图像的对比度和色彩范围，使得屏幕上显示的画面更接近人眼能感知到的现实世界的亮度和色彩。传统的动态范围（SDR）技术无法充分表现非常明亮和非常暗的区域。

2. HLG 的核心概念

HLG 的名字源自其独特的伽玛曲线设计，这种设计结合了对数（Logarithmic）和伽玛（Gamma）两种函数的特性。具体来说：

*低亮度部分（阴影区域）**使用的是传统的伽玛曲线。这部分的亮度分布与标准动态范围的显示器相兼容。

*高亮度部分（高光区域）**使用的是对数函数来处理。这可以更好地表现非常明亮的部分而不导致过曝。

3. 与其他HDR标准的对比

HLG 与其他 HDR 标准，如 Dolby Vision 和 HDR10，有一些关键区别：

无需元数据（Metadata）：HLG 不需要额外的元数据来指导显示设备如何呈现内容。这与 HDR10 和 Dolby Vision 不同，这两者都需要元数据来进行精确的亮度调整。

向下兼容性：HLG 设计之初就考虑到向下兼容标准动态范围（SDR）设备。这意味着即使在 SDR 电视上播放 HLG 内容，也能得到合理的画面，而在支持 HDR 的设备上，能充分利用 HDR 的优势。

传输效率：由于不需要元数据，HLG 在内容传输上相对更高效，特别适合广播电视的应用。

4. HLG 的技术实现

HLG 通过特殊的电光传递函数（Electro-Optical Transfer Function, EOTF）来映射输入信号与显示器上的输出亮度之间的关系。它的 EOTF 由两个部分组成：

Gamma 函数（用于低亮度部分）：保持与传统 SDR 显示器的兼容性。

对数函数（用于高亮度部分）：扩展亮度范围，以适应 HDR 内容。

这一设计确保了 HLG 信号在 SDR 和 HDR 显示器上都能正确显示。

5. HLG 的应用场景

HLG 被广泛应用于直播电视和体育赛事的 HDR 传输。其主要优势在于：

实时性：HLG 的无需元数据特性使其在实时广播中非常有效。

兼容性：能够与现有的 SDR 基础设施兼容，使得电视台在转向 HDR 播放时更为灵活。

6. HLG 的优缺点

优点：

简化的信号处理：没有元数据，简化了处理流程和设备要求。

兼容性强：能在 SDR 和 HDR 设备上都显示出不错的效果。

适合直播：尤其适用于实时内容的广播，如新闻和体育赛事。

缺点：

高亮度表现受限：在某些情况下，HLG 的高亮度表现可能不如 Dolby Vision 和 HDR10。

内容创作难度：内容制作过程中需要特别注意低亮度和高亮度的平衡。

7. 总结

💡

HLG 作为一种兼容性强、传输高效的 HDR 技术，在广播电视领域具有显著优势。它通过灵活的伽玛和对数混合曲线设计，既保证了在传统 SDR 设备上的表现，也能充分发挥 HDR 的亮度和色彩优势。对于电视台和视频制作公司来说，HLG 提供了一种向 HDR 过渡的平滑路径，同时不需要大幅度的基础设施改造。