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Arm公司供稿 不久之前，我們討論過(guò)改變未來(lái)顯示解決方案的顛覆性趨勢以及高動(dòng)態(tài)范圍 (HDR) 所能帶來(lái)的改變，它們提供了逼真度更高的觀(guān)看體驗，保留亮度和紋理以及最大程度接近人類(lèi)視覺(jué)體驗的畫(huà)面。 現在是時(shí)候揭開(kāi)它的神秘面紗了， Arm Assertive Display 5 ，它能夠為顯示流水線(xiàn)帶來(lái)整套的HDR管理功能。 長(cháng)期以來(lái)，Assertive Display 都被譽(yù)為市場(chǎng)領(lǐng)先的戶(hù)外可視性解決方案，截至目前已裝配超過(guò)10億臺移動(dòng)設備。它采用了創(chuàng )新的局部色調映射引擎，可以持續不斷地調整每一個(gè)像素，以補償不那么理想的條件——比如顯示器的限制、環(huán)境光線(xiàn)條件和減弱的背光，無(wú)論在室內或是陽(yáng)光明媚的戶(hù)外都可以獲得高品質(zhì)的觀(guān)看體驗。 
HDR，為您提供逼真的觀(guān)看體驗 此前，顯示技術(shù)一直很難復制人類(lèi)眼睛所看到的內容：傳統的標準動(dòng)態(tài)范圍(SDR)內容，比如sRGB的對比度在2,000:1 左右，這意味著(zhù)陰影在屏幕上會(huì )變成暗黑的一塊，而照亮區，比如云朵，往往被漂白了。 然而HDR內容的對比度可以達到100,000:1左右，能夠讓色彩看上去更豐富，細節更鮮活、紋理更真實(shí)，實(shí)現逼真到令人嘆為觀(guān)止的觀(guān)看體驗…… 當然，前提是能準確地復制這樣的對比度。 理想的狀況是我們都在黑暗的房間里用高端的HDR面板觀(guān)看HDR內容，這樣就能保留光影的細節，呈現出色的HDR畫(huà)質(zhì)。不過(guò)，大多數人都希望在一系列不那么理想的觀(guān)看條件下看電影，而目前消費市場(chǎng)上絕大多數的屏幕都無(wú)法顯示HDR內容的全部動(dòng)態(tài)范圍。 然而，有一個(gè)解決方案... 顯示流水線(xiàn)的HDR管理 無(wú)論我們是在移動(dòng)手機還是先進(jìn)的HDR面板上觀(guān)看，都想當然地認為只需輕觸按鈕我們的內容就會(huì )或多或少地忠實(shí)再現。然而，將這些圖像輸送到屏幕的流水線(xiàn)相對較長(cháng)而且復雜。 首先，數字圖像被捕捉到，然后進(jìn)行高效地壓縮和編碼，以便傳輸到你的設備。之后進(jìn)行色調映射，或者讓HDR內容適應較低規格的顯示器，或者“升級”內容以便顯示在HDR設備上，同時(shí)動(dòng)態(tài)補償環(huán)境的光照條件。最后，圖像顯示在目標設備上。 Assertive Display 5的HDR管理功能可以控制顯示流水線(xiàn)當中的每一個(gè)階段，實(shí)現最佳性能，并且大幅提升節電效能： • HDR到SDR的映射：準確地將HDR內容映射到顯示器的規格上，補償環(huán)境光照條件 • HDR到HDR的映射：補償HDR在環(huán)境光照條件下的易損性，否則HDR內容的價(jià)值和觀(guān)看體驗將受到損害 • 即使背光減弱也能保留HDR體驗 ，尤其是在手持設備和筆記本電腦上，實(shí)現HDR 觀(guān)看體驗的同時(shí)大幅提升節電效能 • 支持HDR10和HLG標準：PQ、PQ10 和 HLG10 完美的畫(huà)面：局部色調映射的傳奇 Assertive Display 5 采用一款先進(jìn)的、高精度局部色調映射引擎iridix8 HDR，即使在SDR面板上也能提供出色的HDR體驗。 色調映射實(shí)際上就是將一組色彩映射到另一組上，在動(dòng)態(tài)范圍有限的設備上近似顯示高動(dòng)態(tài)范圍圖像。 全局 (又稱(chēng)空域不變的) 色調映射創(chuàng )建了一條平均轉移曲線(xiàn)，然后利用它以同樣的方式去映射圖像內的每一個(gè)像素。盡管完成起來(lái)快速又簡(jiǎn)單，它還是有可能導致亮度、對比度和飽和度的損失以及色彩和膚色的偏移。 局部 (又稱(chēng)空域變化的) 色調映射利用更加復雜的算法，根據圖像的具備特性為每個(gè)像素計算出個(gè)體轉移曲線(xiàn)，保留亮度、色彩和對比度，并呈現較暗區域內的細節。 因為人類(lèi)視覺(jué)對局部反差極其敏感，它會(huì )創(chuàng )建出更加逼真的圖像，細節豐富，眼睛會(huì )覺(jué)得它最大程度地反映了人類(lèi)的視覺(jué)體驗。 HDR內容非常不適合在陽(yáng)光下觀(guān)看。環(huán)境光線(xiàn)和反射會(huì )導致顯示面板損失對比度和細節，不過(guò) Assertive Display 的色調映射可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)補償，從而確保用戶(hù)在任何環(huán)境光照條件下獲得全方位、高品質(zhì)的HDR觀(guān)看體驗。
先進(jìn)的色域和色彩管理 較之傳統的內容格式，HDR內容通常有著(zhù)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增加了可用的調色板：每種色彩的色調增多，色彩強度也隨著(zhù)增加，從而提供更豐富、更逼真的觀(guān)看體驗。 雖然目前的HDR顯示器還無(wú)法呈現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(wú)論顯示面板的特性如何，內容的色域必須準確地映射到顯示器的色域上，從而獲得最逼真的色彩體驗。 三維顏色查找表 (3D LUT) 提供了一種高效的解決方案，單獨地映射顏色通道，以保留更寬色域的紋理，不過(guò)這通常會(huì )增加昂貴的硬件成本。但是，針對3D LUT的硬件實(shí)現，Assertive Display 5采用了一種新穎、緊湊而且廉價(jià)的硬件實(shí)現，進(jìn)行先進(jìn)的色域與色彩映射，保留色彩細膩的層次，呈現真實(shí)的觀(guān)看體驗。 市場(chǎng)領(lǐng)先的戶(hù)外可視性與節電效能 我們已經(jīng)了解了Assertive Display的色調映射是如何動(dòng)態(tài)補償環(huán)境光線(xiàn)與反射，從而無(wú)論在什么環(huán)境光照條件下都能呈現高品質(zhì)的 HDR 觀(guān)看體驗，但它真正驚人的地方還在于能同時(shí)大幅提升節電效能。 傳統的內容自適應節電方法可以清除高亮區域，并且容易看到時(shí)域偽影，不過(guò) Assertive Display 的內容自適應背光控制解決方案搭配iridix局部色調映射引擎，可以實(shí)現無(wú)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(huà)中畫(huà)模式，正迅速成為一系列設備的“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HDR管理、戶(hù)外可視性和省電的先進(jìn)功能。
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