河套IT TALK 71: (原创) 一文读懂中国高动态范围视频标准HDR Vivid（万字长文）

当我们谈论视频技术时，超高清视频（Ultra High Definition，简称UHD）无疑是当今最令人兴奋的领域之一。前几期，我们在高清视频方面分别介绍了超高清视频的各项技术，包括：HDR、编解码、三维声、超分技术、数字版权、虚拟演播室和云端视频制作，今天我们来展开谈一下国内高清视频的标准HDR Vivid。

关联回顾

全图说电视的发展历史

全图说视频编解码的发展历史

由浅入深说高清——聊聊高动态范围（HDR）

由浅入深说高清——HDR的标准之争

由浅入深说高清——HDR的适配性与流程化的挑战由浅入深说高清——让人眼花缭乱的超高清视频编解码格式由浅入深说高清——超高清视频的三维声技术由浅入深说高清——基于深度学习的超分技术由浅入深说高清——超高清视频的数字版权管理由浅入深说高清——沉浸式的虚拟演播室技术由浅入深说高清——高效的云端视频制作技术

1.前言

我们前面用了9期来谈超高清视频相关的各种技术，相信大家应该已有了深刻的认知。超高清绝对不是4K/8K分辨率这么简单。只有更高的视频刷新帧率、高动态范围、更广的色域，更广的视角，更好的HEVC编解码技术、三维声，终端显示画面能力、以及以5G、Wi-Fi、光传输和CDN为代表的通信技术等配搭，才促成了超高清视频时代的来临。才会给用户带来了更为清晰的视频画面、更广阔的视野、更逼真的色彩、更流畅的画面，更具临场感的沉浸式音视听视频体验全面升级。

当然，超高清视频的产业升级，不仅仅是消费领域拉动的。航空航天、医疗影像和安防监控领域，都依仗着超高清技术的加持，才能让天文学家探索更遥远的茫茫宇宙，才能帮助医生更精准地诊断病患和完成复杂手术，才能营造一个安全和谐的社会。

超高清视频的产业升级和生态繁荣，一定离不开标准规范的加持。从前几期的介绍我们也看到了，超高清视频很多相关技术领域都存在标准共存，相互角力的状况，高动态范围（HDR）也不例外。

2. 为什么需要HDR Vivid？

超高清视频不仅是用户高质量视听体验的刚需和趋势所在，也已成为全球范围内视频产业竞争的重要赛道之一。

前面几期有介绍，在2015年8月27日发布的高动态范围标准HDR10是静态HDR标准技术，尽管它是全球开放免费的。但是静态元数据，意味着整个视频使用单一的元数据来控制所有画面的色彩和细节。不能动态适应不同场景、不同亮度的视频片段和终端形态。这种元数据无法充分展露HDR的最大表现力。

杜比视界（Dolby Vision）和HDR10+尽管都支持动态元数据，但它们都是针对场景的动态元数据调整。这意味着元数据可以优化每个单独场景的亮度、对比度和颜色，从而更准确、更逼真地呈现内容。这可以带来更一致的跨场景观看体验，尤其是在从一个场景到另一个场景的照明或颜色发生显着变化的情况下。但是，在单个场景中亮度、对比度和颜色快速变化的情况下，此方法可能效果不佳，因为元数据可能无法跟上变化。产业需要逐帧都动态调整标准。

另外，我国是全球最大的电视市场，市场对HDR技术的需求很高。然而，HDR技术最初是由欧美公司主导的，他们在HDR技术标准上持有着较大的话语权，且收取高额的专利费。我国也是高清视频产业设备生产大国，整个价值链的高成本和有限的设备支持阻碍了生态系统的发展。因此自主研发HDR技术标准有助于打破对欧美公司的依赖。

也正是基于这种背景，HDR Vivid应运而生。

3. HDR Vivid标准发展历史

世界超高清视频产业联盟（UWA）突破技术瓶颈，正式发布了HDR Vivid （菁彩）高动态范围视频团体标准，成为动态HDR视频标准领域的新势力。HDR Vivid的诞生与发布，不仅填补国内关键技术空白，更是超高清产业生态中特别是在内容制作及内容生产力工具上的又一次革新与颠覆。

HDR Vivid标准工作组在2019年12月份成立。经过CUVA（中国超高清视频产业联盟，UWA的前身）成员与主要视频企业的多次磋商，2020年5月份，HDR Vivid标准第一稿制定完成，并在次月对外公开征求意见。HDR Vivid的第一部分：《高动态范围（HDR）视频技术第1 部分: 元数据及适配》，在2020年7月份发布。如今HDR Vivid标准已经延展到系统集成、后期制作、显示播放设备、软件、编解码等等领域：

• • 《高动态范围（HDR）视频技术 第1部分 元数据及适配》

  • 《高动态范围（HDR）视频技术 第2-1部分：应用指南 系统集成》

  • 《高动态范围（HDR）视频技术 第2-2部分：应用指南 后期制作》

  • 《高动态范围（HDR）视频技术 第3-1部分：技术要求和测试方法 显示设备》

  • 《高动态范围（HDR）视频技术 第3-2部分：技术要求和测试方法 便携式显示设备》

  • 《高动态范围（HDR）视频技术 第3-3部分：技术要求和测试方法 播放设备》

  • 《高动态范围（HDR）视频技术 第3-4部分：技术要求和测试方法 播放软件》

  • 《高动态范围（HDR）视频技术第3-5部分：技术要求和测试方法 实时编码设备》

  • 《高动态范围（HDR）视频技术 第3-6部分_技术要求和测试方法 播放软件用设备》

从概念的提出到形成草案，再到实施和部分落地仅用了两年多，可以说HDR Vivid的发展速度非常快。据了解，目前包括采集、制作、编码、传输、播放、解码、显示等产业链各环节都已做好HDR Vivid商用化的准备。HDR Vivid将迎来全面商用化，届时消费者可以能够通过大多数显示设备看到更加丰富的色彩与画面细节。

4. HDR Vivid的优势

HDR Vivid和其他的HDR标准相比，综合优势是非常明显的：

	HDR10	HDR10+	Dolby Vision	HDR Vivid
标准开发者	CTA	三星	杜比	UWB
开放性	免费	内容免费 设备制造商年费	私有	免费
亮度曲线	PQ	PQ	PQ/HLG	PG/HLG
位深	10bit	10bit或以上	10/12bit	10/12bit
亮度峰值	4,000 nits	4,000nits	10,000nits	10,000nits
色彩空间	Rec. 2020/P3-D65	Rec. 2020/P3-D65	Rec. 2020/P3-D65	Rec. 2020/P3-D65
元数据	静态	静态+动态	静态+动态	静态+动态
调节细节	无	基于场景	基于场景	基于场景或逐帧调节
后相兼容	不兼容	HDR10	相对较高	相对较高

4.1 所见即所得，带来调色创作新可能

相较于传统的SDR（标准动态范围）技术，HDR Vivid的制作域高光亮度已经是其40倍，最大亮度支持10000nit，并且支持10/12bit色深、P3到BT.2020色域。这使得HDR Vivid能够通过增强明暗对比，建立更加鲜明的层次感和立体维度，更好地还原内容创作者的初衷，给予调色师更多的可能性，从而使得用户能够通过每一帧画面感受到更加丰富的光影世界。

此外，HDR Vivid还能够借助动态元数据和智能映射，根据每个场景的亮度和色彩信息动态调整显示效果，从而在终端设备上呈现最优的观看效果，确保消费者能够获得极致的视觉体验。这使得HDR Vivid成为了一种极具潜力的高动态范围技术，能够进一步提升视频的表现力和视觉效果，让观众们能够更好地享受高质量的视频内容。

4.2 还原创作者真实意图，用技术打造广阔创作空间

HDR10+ 和杜比视界中使用的逐场景动态元数据调整允许在每个场景的基础上进行逐帧调整。这意味着元数据可以优化每个单独场景的亮度、对比度、色调和颜色，从而更准确、更逼真地呈现内容。这可以带来更一致的跨场景观看体验，尤其是在从一个场景到另一个场景的照明或颜色发生显着变化的情况下。但是，在单个场景中亮度、对比度和颜色快速变化的情况下，此方法可能效果不佳，因为元数据可能无法跟上变化。

HDR Vivid 中使用的逐帧动态元数据调整允许在每帧的基础上进行调整。这意味着元数据可以优化每个单独帧的图像，从而更精确和细致地呈现内容。这可以带来更逼真和更详细的观看体验，尤其是在场景中照明或颜色快速变化的情况下。然而，这种方法可能需要更多的处理能力，并可能导致计算量更大的观看体验，这可能不适用于所有设备。但从执行效果来看，与Dolby Vision和HDR10+相比，HDR Vivid标准在色彩重现和明暗细节处理方面更加突出，可以更好地适应中国市场的特殊需求。

HDR Vivid技术可根据不同场景逐帧或逐镜头自动分析动态元数据，并且创作者还可以根据创作意图手动调节元数据，从而使创作具有更多的灵活性。在实际调色中，HDR Vivid支持帧级动态元数据调节功能的应用可以让制作人员和创作者更直接地观察到画面变化。在专业内容制作中，HDR Vivid的高动态范围和宽色域属性将最大程度地还原创作者的意图，从画面细节、层次和色彩方面呈现更多细腻和真实的效果。然而，不同的题材和场景需要进行美术、摄影、场景、灯光等的设计，因此，调色不能仅仅是“一键生成”，实际的效果和实用功能方向也会有所不同。

4.3 智能计算+个性化适配，实现多端统一

HDR Vivid动态元数据技术为视频源每一帧图像提供了亮度和色调信息，使每一帧画面都能保留完整的亮度和色调，但不同产品类型、显示技术的显示终端硬件规格差异较大，画面呈现也就千差万别。所以，相同的信号如何在不同规格的终端上呈现出最佳且统一的画质是HDR需要重点解决的关键技术问题。

针对显示模块环节的智能计算方案是HDR Vivid 在多终端显示一致性的关键所在。HDR Vivid 的智能计算方案，是通过智能实时分析视频源元数据和终端参数，自动适配最佳映射方案，使不同终端设备都能还原HDR 的优质画面。

可见HDR Vivid这一技术与艺术相结合的标准，很大程度保证了实际到户的效果。因此，HDR Vivid标准在统一终端呈现效果方面发挥了特别大的作用。

4.4端到端媒体系统标准

HDR Vivid 标准提供了公开、完善、先进的全链路端到端技术方案，技术内容包括HDR 前处理、编码传输、解码、HDR/SDR 显示模块，每个环节都提供了具体的算法和解决方案，完善和开放程度超过了国内外任何一种HDR标准。

现有UHD HDR视频可平滑升级为HDR Vivid视频，降低技术实现门槛。来自 HDR 源的动态元数据在前端制作阶段被提取和编码，并且在传输过程中不需要修改。自适应是基于设备端的动态元数据执行的。

4.5更好的本地化和定制能力

HDR Vivid标准的研发是由中国科学院电子学研究所和国内多家知名企业联合开发的，这意味着中国在HDR技术领域拥有了更多的话语权和产业链布局的优势。更好地适应中国市场的特殊需求，促进本土产业的发展，有助于增强超高清视频技术在中国市场的竞争力。HDR Vivid标准的出现，可以提高超高清视频的视觉效果和观感体验，有助于增强超高清视频技术在中国市场的竞争力。

5. HDR Vivid的关键技术

5.1HDR Vivid元数据结构

动态元数据定义	描述符
hdr_dynamic_metadata ( ) {
system_start_code u(8)	u(8)
if(system_start_code==0x01|| system_start_code==0x02|| system_start_code==0x03||system_start_code==0x04||system_start_code==0x05||system_start_code==0x06||system_start_code==0x07){
num_windows=1
for( w = 0；w < num_windows；w++ ) {
minimum_maxrgb_pq[w]	u(12)
average_maxrgb_pq[w]	u(12)
variance_maxrgb_pq[w]	u(12)
maximum_maxrgb_pq[w]	u(12)
}
for(w = 0；w < num_windows；w++ ) {
tone_mapping_enable_mode_flag[w]	u(1)
if( tone_mapping_enable_mode_flag [w]==1){
tone_mapping_param_enable_num [w]	u(1)
tone_mapping_param_num [w]++
for(i=0；i< tone_mapping_param_num [w]；i++ ){
targeted_system_display_maximum_luminance_ pq[i][w]	u(12)
base _enable_flag[i][w]	u(1)
if(base _enable_flag[i][w]){
base_param_m_p[i][w]	u(14)
base_param_m_m[i][w]	u(6)
base_param_m_a[i][w]	u(10)
base_param_m_b[i][w]	u(10)
base_param_m_n[i][w]	u(6)
base_param_K1[i][w]	u(2)
base_param_K2[i][w]	u(2)
base_param_K3[i][w]	u(4)
base_param_Delta_enable_mode[i][w]	u(3)
base_param_enable_Delta[i][w]	u(7)
}
3Spline _enable_flag[i][w]	u(1)
if(3Spline_enable_flag[i][w]){
3Spline_enable_num[i][w]	u(1)
3Spline _num++；
for(j = 0；j < 3Spline _num；j ++ ) {
3Spline_TH_enable_mode[j] [i][w]	u(2)
if((3Spline_TH_mode[j][i] [w]==0)||(3Spline_TH_mode[j][i][w]==2)){
3Spline_TH_enable_MB [j][i][w]	f(8)
}
3Spline_TH_enable[j][i][w]	f(12)
3Spline_TH_enable_Delta1 [j][i][w]	f(10)
3Spline_TH_enable_Delta2 [j][i][w]	f(10)
3Spline_enable_Strength[j][i][w]	f(8)
}
}
}
}
color_saturation_mapping_ enable_flag[w] u(1)	u(1)
if(color_saturation_mapping_flag[w]) {
color_saturation_ enable_num[w]	u(3)
for(i = 0；i< color_saturation_num [w]；i++ ) {
color_saturation_ enable_gain[i][w]	u(8)
}
}
}
}
}

元数据中的参数如下：

• • 系统起始码system_start_code，8位无符号整数。表示系统版本号。

  • RGB 分量最大值中的最小值minimum_maxrgb_pq[w]，12位无符号整数，表示显示内容的最小亮度。

  • RGB 分量最大值中的平均值average_maxrgb_pq[w]，12位无符号整数，表示显示内容的平均亮度。

  • RGB 分量最大值中的变化范围variance_maxrgb_pq[w]，12位无符号整数，表示显示内容的变化范围。

  • RGB 分量最大值中的最大值maximum_maxrgb_pq[w]，12位无符号整数，表示显示内容的最大亮度。

  • 色调映射标识tone_mapping_enable_mode_flag[w]，1位无符号整数，表示传送色调映射的标识。

  • 色调映射参数数目tone_mapping_param_enable_num[w]，1 位无符号整数， 表示当前色调映射参数组的数目减1 。

  • 参考目标显示器最高亮度targeted_system_display_maximum_luminance_pq[I][w]，12位无符号整数，表示元数据对应的参考显示器的最高亮度。

  • 基础曲线标识base_enable_flag[I][w]，1 位无符号整数， 表示传送基础曲线的标识。

  • 基础曲线参数m_p base_param_m_p[I][w]，14 位无符号整数， 表示基础曲线参数。

  • 基础曲线参数m_m base_param_m_m[I][w]，6 位无符号整数， 表示基础曲线参数。

  • 基础曲线参数m_a base_param_m_a[I][w]，10 位无符号整数， 表示基础曲线参数。

  • 基础曲线参数m_b base_param_m_b[I][w]，10 位无符号整数， 表示基础曲线参数。

  • 基础曲线参数m_n base_param_m_n[I][w]，6 位无符号整数， 表示基础曲线参数。

  • 基础曲线参数K1 base_param_K1[I][w]，2位无符号整数，表示基础曲线参数。

  • 基础曲线参数K2 base_param_K2[I][w]，2位无符号整数，表示基础曲线参数。

  • 基础曲线参数K3 base_param_K3[I][w]，4位无符号整数，表示基础曲线参数。

  • 基础曲线调整模式base_param_Delta_enable_mode[I][w]，3位无符号整数，表示当前基础曲线映射参数的调整系数模式。

  • 基础曲线调整系数base_param_enable_Delta[I][w]，7 位无符号整数， 表示当前基础曲线映射参数的调整系数值。

  • 三次样条标识3Spline_enable_flag[I][w]，二值变量。值为‘1’表示应传输三次样条参数。值为‘0’表示不应传输三次样条参数。

  • 三次样条区间组数量3Spline_enable_num[i][w]，1位无符号整数，指示色调映射使用的三次样条区间组数量。

  • 三次样条区间模式标识3Spline_TH_enable_mode[j][I][w]，2位无符号整数，指示色调映射的三次样条模式。该值的范围为0-3。

  • 三次样条区间斜率和暗区偏移量标识3Spline_TH_enable_MB[j][I][w]，8位无符号整数，指示色调映射的三次样条区间参数的斜率和暗区偏移量。

  • 三次样条区间参数3Spline_TH_enable[j][I][w]，12 位无符号整数， 指示色调映射的三次样条区间参数。

  • 三次样条区间2 偏移量3Spline_TH_enable_Delta2[j][I][w]，10位无符号整数，指示色调映射的三次样条区间参数偏移量。

  • 三次样条区间调整强度3Spline_enable_Strength[j][I][w]，8位无符号整数，指示色调映射的三次样条区间的修正幅度参数。

  • 颜色校正标识color_saturation_mapping_enable_flag[w]，二值变量。值为‘1’表示应传输颜色校正参数，值为‘0’表示不应传输颜色校正参数。

  • 颜色校正数目color_saturation_enable_num[w]，3 位无符号整数， 指示颜色校正数目参数。

  • 颜色校正强度color_saturation_enable_gain[I][w]，8 位无符号整数， 指示颜色校正强度参数。

5.2基础曲线和三次样条曲线

从上面元数据的参数中，我们看到了大量提到两个关键词：基础曲线和三次样条曲线。这两个曲线在HDR Vivid色调映射（Tone Mapping）中发挥关键作用。

基础曲线通常是根据人眼视觉感知模型来设计的，以确保图像在不同亮度级别下具有合理的对比度和饱和度，并使其在不同的HDR显示设备上具有一致的外观。而三次样条曲线则可以根据特定设备的响应特征进行优化，以最大程度地保留图像的细节和动态范围。三次样条曲线由多个小段组成，每个小段都是一条三次多项式曲线。这些小段通过节点进行连接，并且可以根据实际需要进行调整。三次样条曲线比基础曲线更加平滑和精确，因此可以更好地适应各种显示设备的响应特征。

在Tone Mapping过程中，基础曲线通常被用作初始曲线，它定义了将输入信号映射到输出信号的基本方式。三次样条曲线则被用来进一步优化这个过程，以使得图像在不同亮度级别下具有更好的细节和对比度。通过一次样条和低亮区三次样条，可以保护暗部细节，并防止这些细节被压得过暗。而通过高亮区三次样条，可以最大化地保留高亮细节，并避免这些细节被过度压缩。这样就可以使图像在各种不同的HDR显示设备上呈现出最佳的外观效果。

5.3 饱和度调节（Saturation Adjustment）

我们在动态元数据参数定义的最后，还看到了颜色校正，这个其实说的就是饱和度调节。

亮度改变带来的最大问题就是会同时造成饱和度的改变。因此，HDR Vivid 技术在进行色调映射后，还会进行颜色校正即饱和度调节，保证其色彩与映射前的源主观效果一致。当涉及到HDR Vivid的饱和度调节时，一般会有两个主要考虑因素：人眼对颜色的感知和显示设备的响应特性。

对于人眼对颜色的感知，需要考虑到颜色的饱和度与亮度之间的相互作用。当亮度较低时，饱和度可能会变得更难以感知，而在高亮度下则可能更容易感知。因此，在进行HDR Vivid饱和度调节时，需要根据显示设备的亮度范围，对不同亮度下的饱和度进行适当的调整，以确保饱和度的变化在不同亮度范围内都能够被人眼准确感知。

此外，对于显示设备的响应特性，需要考虑到不同设备的颜色响应曲线可能存在差异。因此，针对不同的HDR显示设备，可能需要使用不同的饱和度调节曲线，以适应不同的设备响应特性。这可以通过对HDR Vivid饱和度曲线进行调整来实现。

6. HDR Vivid的E2E方案

HDR Vivid标准体系已经完成端到端技术规范、应用集成规范、认证测试规范等，并持续进行标准演进，以实现快速、可持续、高质量的发展。为了保证最优的显示效果，准确地把握每一个环节的要点与要求，HDR Vivid 构筑了端到端解决方案。首先，源端输入为PQ/HLG 格式的HDR 视频；前处理模块可以基于HDR 视频进行分析，生成静态元数据与动态元数据；编码传输模块可以将HDR 视频与元数据进行编码封装，输出HDR Vivid 码流；解码模块可以对码流进行解码分析，得到HDR解码视频与元数据；HDR 和SDR 显示模块会结合元数据与目标显示终端参数，对HDR视频进行相应的显示适配处理，并在显示终端上正确显示。

下面将分别介绍内容制作端、内容分发与终端处理方案。

6.1 内容制作端方案

制作HDR Vivid图像需要使用一系列的后期制作技术和软件工具。通过合理的处理和优化，可以实现最佳的图像效果，并最大化地保留图像的细节和动态范围。在制作HDR Vivid图像时，需要采用一系列的后期制作技术来达到最佳效果。

• • 色彩校正和匹配：在制作HDR Vivid图像之前，需要对拍摄的RAW文件进行基本的色彩校正和匹配，以确保不同摄影机拍摄的图像色彩一致性。这可以通过使用专业的色彩校正软件和调色板来完成。

  • 色调映射：制作HDR Vivid图像的关键步骤之一是色调映射。色调映射是将高动态范围图像转换为低动态范围图像的过程。在这个过程中，需要使用适当的算法来处理图像的亮度和饱和度，并确保在不同的显示设备上呈现出最佳的图像效果。

  • 色彩分级和修饰：在制作HDR Vivid图像时，需要对图像进行适当的色彩分级和修饰。这可以通过使用专业的调色软件来实现。通过对图像的色彩进行微调和修饰，可以进一步增强图像的色彩和对比度，并增加图像的深度和细节。

  • 噪声和锐化：在HDR Vivid图像制作的过程中，噪声和锐化也是需要考虑的因素之一。在这个过程中，需要使用适当的软件工具来降低噪声并增加图像的锐度和清晰度。这可以提高图像的质量和视觉效果。

  • 输出和呈现：在HDR Vivid图像制作完成后，需要对图像进行适当的输出和呈现。这可以通过使用专业的HDR显示设备来实现。使用HDR显示设备可以确保图像在不同的光线环境下都具有一致的色彩和亮度，并最大化地保留图像的细节和动态范围。

随着HDR Vivid标准的发布和越来越多的HDR Vivid视频内容的需求，相关视频后期制作厂商确实在第一时间重视并积极跟进。主流的后期编辑系统，如索贝EditMax提供了对HDR Vivid标准的全面支持，这使得视频后期制作的流程更加高效和便捷。

作为国内主流影视后期制作工具，索贝在 HDR Vivid 问世之初就参与相应的调研和研究，并将其与各种算法效果对比，对相关规则进行了调整和修改。在算法成型后就进行了相应的设计研发。开发的成果也同时拿到内容制作方进行验证。用户的反馈表明基于理论层面上设计的东西，基本上都可以进行相应的调整、预览，并有了初步可接受的处理效率，无论前期的试验效果还是后来的大规模使用，基本都达到了预期。

HDR Vivid标准发布后，也得到了海外制作工具厂商和专业的调光调色软件的认可与支持，例如Blackmagic Design DaVinci Resolve Studio和FilmLight Baselight等。

2022 年4月，Blackmagic Design发布了DaVinci Resolve 18，新版本在Windows、Mac和Linux三大平台支持了HDR Vivid 标准的功能。DaVinci Resolve 18 提供了包括HDR Vivid在内的元数据设置面板、HDR 模式节点调整、支持ST.2084和HLG HDR色彩映射的色彩空间变换、支持HDR监看的内建示波器。DaVinci Resolve 18 还加入了一个全新的下一代HDR 一级调色面板，支持自定义区域曝光和调色控制，以及感知色彩一致图像处理，让用户可以对HDR 调色进行全面控制。

FilmLight 公司对 HDR Vivid 标准的发布和应用同样高度重视，认为 HDR Vivid 将会成为未来一个具有强技术性、且被影视行业高度认可和接受的新的HDR 标准。因此，早在 2021 年中，FilmLight 公司就开始积极探讨支持 HDR Vivid 的可行性。经过半年时间的对接商讨，最终决定首先让 FilmLight 的 Baselight调色完成系统集成 HDR Vivid。FilmLight 在高端市场始终拥有稳定的客户群体，其 Baselight 调色系统于 2007 年引进中国，很快就成为数字中间片行业首选的调色系统。

随着越来越多的专业软件支持HDR Vivid标准，相关的视频后期制作技术也得到了快速的发展和普及，这使得HDR Vivid视频的制作成本逐渐降低，而制作速度也得到了大幅提升。这将进一步推动HDR Vivid技术的普及和应用，为观众带来更加真实、震撼的视觉体验。

6.2 内容分发方案

在内容分发阶段，其中很关键的一环是云端转码方案。云端智能处理场景是利用云端算力，对HDR Vivid 视频进行转码处理，以及自动化生成HDR Vivid的重要手段。目前云端已具备带有将HDR Vivid 元数据进行解析和透传的能力。云端转码的处理流程包括对输入文件格式的解析、解码、处理、编码、输出文件格式生成等步骤。

端到端的自动化云端HDR 媒资生产过程主要有：

元数据修改后直接透传。先将元数据解析成文本格式（如XML 或者JSON 格式），进一步修改后，再根据标准嵌入到媒体流中。通过元数据的直接透传，可将原视频的元数据信息直接写入转码后的视频，保证原始作者的创作意图。

非HDR Vivid 视频转换后修改再透传。如果输入的原始视频是不带有HDR Vivid元数据的HDR 视频，那么可以根据标准自动生成元数据并嵌入视频流。

对于输入源视频为SDR 视频的情况，可先将SDR 视频转换为HDR 视频，转换方式可采用传统逆色调映射（Inverse Tone Mapping）或者基于AI 技术进行转换，转换后对原始画质进行提升重建，然后进行元数据的自动化生成和写入。

6.3终端处理方案

接收端播放设备在接收到HDR Vivid码流后，需要先进行视频解码，分析出其中的动态元数据并基于此进行HDR 渲染，最终呈现出高质量的画面内容。这里的HDR Vivid 码流可以是经过后期制作的精品内容，也可以是直播场景中的实时码流等。具体实现基本流程如下图显示：

一般可以将解码方式分为两种：硬件解码和软件解码。

6.3.1 硬件解码

硬件解码播放是指终端显示设备利用自身具备的硬件解码能力，从HDR Vivid码流中解析出动态元数据并根据元数据进行动态映射及色彩校正，最终在设备上正确显示的过程。目前，支持硬件解码播放HDR Vivid 的设备日趋多元化，包括且不限于相应品牌电视、手机、平板电脑等。即使是尚不具备硬件解码能力的显示设备，也可能通过支持软件解码播放的APP、播放器等，观看到HDR Vivid内容。若以上解码能力皆不具备，终端显示设备会将元数据丢弃，按原始码流格式正常播放（HDR10/HLG），这也体现了HDR Vivid良好的后向兼容性。

6.3.2 软件解码

软件解码播放是指依靠软件解码能力将动态元数据从HDR Vivid码流中解析出来，并基于此在终端设备上进行动态映射及色彩校正并正确显示的过程。目前，应用的具体形式包括且不限于智能手机、平板电脑、智能电视上的APP 以及PC 上的视频播放器等。由于该方案不受硬件设备支持的限制，一定程度上对大范围地推广优质HDR Vivid 内容有着积极的影响，有利于促进HDR Vivid 产业链的形成与发展，也可以看作对硬件解码播放场景一个较好的补充。

7. HDR Vivid的发展建议

7.1当前的进展

HDR Vivid标准发布两年以来，在内容供给、制作工具、服务平台、编码传输、芯片、终端设备等产业链各环节均取得了一系列突破。该标准的核心技术已实现在超高清视频内容制作、编码、接收、解码、显示等端到端的全产业链布局，率先应用于北京冬奥会、冬残奥会的相关转播活动。

截至到2022 年10 月，电信运营商IPTV 用户超过3.7 亿，4K/8K 智能机顶盒支持HDR Vivid，会为用户提供更真实的HDR Vivid超高清视频体验。根据电信运营商IPTV 业务规划和集采要求，中国电信4K 智能机顶盒、移动魔百和均支持HDR Vivid。

在百城千屏等大屏应用方面，众多屏幕厂家积极参与UWA 联盟相关标准制定工作。通过HDR Vivid 技术加持为户外大屏能够带来超高清晰度、超高亮度、超高对比度、高刷新率和广视角、广电级超高清画面显示。

在2022 年11 月卡塔尔足球世界杯, 中国移动携手世界超高清视频产业联盟共同推动HDR Vivid、Audio Vivid 商用落地，打造纤毫毕现、声临其境的视听盛宴。这也是我国自主超高清音视频标准首次用于世界杯直播，国产超高清音视频标准进入“移动端规模化商用”时代。

另外，在短视频、网络直播、VR/XR、游戏、微信视频以及在工业、农业、医疗健康行业应用领域，产业伙伴都在积极应用创新技术，HDR Vivid 也在各种业务场景得到探索和实践。

7.2 未来发展建议

作为一项新兴的技术标准，HDR Vivid在未来的发展中仍有很大的潜力和机会。以下是对HDR Vivid未来发展的几条建议：

• • 推广宣传：为了推广HDR Vivid技术，需要更多的推广宣传。可以在各种媒体上进行宣传，如互联网、电视广告、影院宣传等，以吸引更多的观众和生产者。同时也可以在专业的行业展览上进行宣传，以向专业人士展示HDR Vivid的潜力和优势。

  • 开发专业设备：随着HDR Vivid的普及，需要更多的专业设备来支持它的应用。例如，HDR Vivid显示器、摄像机、投影仪等，这些设备需要满足HDR Vivid的高要求，并且需要与HDR Vivid标准兼容。

  • 增强后期制作技术：HDR Vivid标准需要更高水平的后期制作技术来支持，因此需要继续开发和完善相关的后期制作技术，以满足制作的需求。例如，更高效的调色调光工具、更高精度的色彩映射算法等。

  • 促进开放合作：吸引世界范围优质产业资源加入到标准体系的产业生态构建中，加快技术标准在广播电视、新媒体、影视娱乐等方面的应用推广。构建端到端产业链，推动上下游深入合作，促进标准的规模应用。

  • 拓展应用领域：以重大赛事、活动推动标准应用与普及。推动在文娱、工业制造等领域的应用，打造标杆案例。以体育、娱乐等重大活动赛事为抓手，推动标准先行先试，以具体落地案例促进产业链上下游的深度合作，提升观众认知。除了影视制作领域，HDR Vivid技术还可以应用于其他领域，如游戏、虚拟现实、卫星地图等。因此，需要拓展HDR Vivid的应用领域，以创造更多的商业机会。

总之，HDR Vivid技术在未来的发展中需要不断推广和完善，才能更好地服务于影视制作行业，并在其他领域得到更广泛的应用。面向未来2-3 年，通过加快部署面向个人、家庭、车载、影院、行业的应用，鼓励内容制作行业，分发平台加快内容制作和分发，加速产业链构筑，推进行业演进，构筑未来超高清视音频产业的技术和人才基础。

好了，十期的超高清视频系列本期就是最后一期了，下次，我们将挖新坑，再带着大家探索其他的技术领域。对超高清视频有兴趣的同学，可以点击下面的往期回顾，进一步理解整个系列的全貌。

————<超高清视频系列完>————