当前位置:首页 > 科技资讯 > 正文

HDR图片:技术演进与标准统一之路

近期,不少网友在深夜浏览小红书、微博等社交平台时,常常会遇到一种“亮瞎眼”的体验:点开一张图片,屏幕局部亮度突然飙升,与周围暗色形成鲜明对比,仿佛被投掷了一枚闪光弹。这种突兀的高亮效果,虽然令人不适,却也让人惊叹于图片的清晰通透,画质似乎跃升了几个台阶。

HDR图片:技术演进与标准统一之路 HDR图片 Ultra HDR 智能手机 影像技术 第1张

而且这种现象往往只发生在图片区域,屏幕其他部分保持正常亮度,更显得与众不同。

其实,这种“闪光弹”效应的背后,是手机厂商与社交平台正积极适配一项名为HDR图片的技术。HDR(高动态范围)对许多人来说并不陌生,但直到2025年,社交平台真正实现跨设备查看与分享HDR图片,才称得上是“元年”。

HDR图片:技术演进与标准统一之路 HDR图片 Ultra HDR 智能手机 影像技术 第2张

举个直观的例子:两三年前,如果你将一张HDR照片发送给不支持HDR的设备,对方可能会看到一张“裂开”的图片,完全无法正常显示。左图为原图,右图为对方设备所见。

HDR图片:技术演进与标准统一之路 HDR图片 Ultra HDR 智能手机 影像技术 第3张

左,原图;右,对方设备

为何HDR会引发如此混乱?这还得从照片显示标准说起。目前主流标准分为SDR(标准动态范围)和HDR。SDR是早期格式,一般8bit色深、100尼特亮度即可满足,因为当时的显示设备本身也较简陋,且人们更习惯打印照片而非屏幕观看。

HDR图片:技术演进与标准统一之路 HDR图片 Ultra HDR 智能手机 影像技术 第4张

左,原图;右,对方设备

而HDR的历史其实源远流长。早在1850年,法国摄影师古斯塔夫就通过两次单独曝光,克服了胶片的动态范围限制。他将亮度差异大的区域分开拍摄,或分别拍摄亮暗部再叠加,从而得到细节丰富的图像。

HDR图片:技术演进与标准统一之路 HDR图片 Ultra HDR 智能手机 影像技术 第5张

早期的数字图像一般就是 SDR 格式,最早甚至可以追溯到胶片时代,一般来讲,只要能达到 8bit 色深和 100 尼特亮度就差不多了。

HDR图片:技术演进与标准统一之路 HDR图片 Ultra HDR 智能手机 影像技术 第6张

而且以前也更流行把照片打印出来,而不是在电脑上面看。

但这不代表 HDR 还没诞生,你要是真想刨根问底的话,最最最早的案例能干到 1850 年,一位法国摄影师古斯塔夫通过两次单独的曝光过程,克服了胶片动态范围的限制。

HDR图片:技术演进与标准统一之路 HDR图片 Ultra HDR 智能手机 影像技术 第7张

单独曝光简单来讲有两种方式,一种是把亮度差距很大的区域拆开,分别用两次拍摄来搞定;另一种是分别拍摄同一场景的亮部和暗部,然后把它们叠加印制在同一张相纸上,最终形成亮暗部细节都完整的图像。

也就是说,早在一百多年前,就有摄影师发现可以通过多次曝光同一个位置的照片并合成的方式,来突破胶片本身动态范围的限制。

而在数字时代有关 HDR 的研究,最早可以追溯到 1997 年,南加州大学的一位教授提出了 HDR 图片的相关技术。

HDR图片:技术演进与标准统一之路 HDR图片 Ultra HDR 智能手机 影像技术 第8张

在几年之后,也确实有一些专业相机支持了一个叫做“包围曝光”的功能,简单来讲就是拍摄好几张不同曝光程度的同一场景照片,为 HDR 技术的发展打下了基础。

HDR图片:技术演进与标准统一之路 HDR图片 Ultra HDR 智能手机 影像技术 第9张

不过这个功能一般都是给用相机的专业用户准备的,而且需要配合 Adobe Photoshop 里面的 HDR 合成功能来搭配使用。

总之,在经过了漫长的摸索之后,HDR 终于走过了野蛮发展的年代,开始在专业领域立足了。

其实到这里,HDR 都还是给专业用户准备的,而真正让 HDR 从专业小众变成普通大众的功臣,是智能手机的进步。

HDR图片:技术演进与标准统一之路 HDR图片 Ultra HDR 智能手机 影像技术 第10张

然而,智能手机既是 HDR 照片的推动者,也是造成混乱局面的始作俑者。。

最早熟练掌握 HDR 照片技能的是 iPhone 12 系列,果果那时候就做到了对 HDR 照片的完整支持,包括拍摄与查看等等。

但这个时候点进相机设置,会发现果果需要用 HEIF 格式才能拍摄 HDR 照片,而不是我们常见的 JPG 格式。

HDR图片:技术演进与标准统一之路 HDR图片 Ultra HDR 智能手机 影像技术 第11张

一个是因为果果用了一种叫做Gain Map (增益图)的技术,它可以记录 HDR 和 SDR 之间的亮度差异数据。

当 HDR 内容在 SDR 设备上显示时,系统就只读取基础图像,而到了 HDR 设备上,增益图就会让硬件改变亮度,从而显示 HDR 内容。

HDR图片:技术演进与标准统一之路 HDR图片 Ultra HDR 智能手机 影像技术 第12张

而 HEIF 这种格式更加灵活,可以直接嵌入苹果专门的 Gain Map ,以及存储深度信息、实况照片等各种奇妙数据。

HDR 在苹果这边看上去顺风顺水,但是在安卓这边嘛。。。我只能用八仙过海,各凭本事来形容了。。。

主要原因还是安卓这边无论是软硬件,对 HDR 的支持都做得比较晚。

比如果果这边从 iPhone 7 开始就支持 HEIF 格式了,A10 芯片也支持 HEIF 硬解,而安卓这边,高通直到骁龙 855 才支持硬解 HEIF ,光是硬件这一块儿就比苹果晚了两年。

HDR图片:技术演进与标准统一之路 HDR图片 Ultra HDR 智能手机 影像技术 第13张

不仅硬件不行,由于安卓新老设备的系统版本和配置差距巨大,导致 HDR 在软件层面的推行也非常困难。

当然,还有很重要的一点,那就是谷歌自己迟迟没能拿出一个统一的标准,来规范安卓的 HDR 照片。

就在这时,国产品牌们站出来了,既然谷歌不搞,那哥几个就闷头自己研究吧。。。

比如开头的绿厂就是一个例子,托尼尤其记得当年 Find X3 因为支持了 HEIF ,结果拍出来的 HDR 照片看着特别震撼。

HDR图片:技术演进与标准统一之路 HDR图片 Ultra HDR 智能手机 影像技术 第14张

蓝厂也是这么走过来的,一开始 X80 Pro 上面用上了自家的 XDR Photo 技术。

HDR图片:技术演进与标准统一之路 HDR图片 Ultra HDR 智能手机 影像技术 第15张

可是各家的 HDR 效果虽然不错,却都只能在各自的系统相册里自嗨,第三方应用看到的也依然是普通照片,有时候发出去的照片甚至会裂开。。。

不止蓝绿两家,再加上华为、小米和荣耀都在影像这一块狠狠发力,导致这两年国内的 HDR 处于一个 “各凭本事” 的状态。

而且别忘了,除了安卓厂商,还有个果果一直在自己跟自己玩呢。。。

所以这时候大伙应该知道,为啥开头我就说 HDR 这么乱了吧。。。

终于,在 2023 年的谷歌 I/O 开发者大会公布 Android 14 的同时,谷歌大手一挥,扔出了一个叫做Ultra HDR的新特性。

HDR图片:技术演进与标准统一之路 HDR图片 Ultra HDR 智能手机 影像技术 第16张

更重要的是,Ultra HDR 是 Android 14 系统的官方标准,至此,HDR 安卓阵营这边终于有了一个小小的统一。

随后 OPPO 和 vivo 也选择跟进或者兼容谷歌 Ultra HDR 这套标准,进行一个向上兼容,属于是跟原生安卓看齐了。

HDR图片:技术演进与标准统一之路 HDR图片 Ultra HDR 智能手机 影像技术 第17张

并且 HDR 大一统的进程还在继续,比如果果那边从 iPhone 16 开始就支持拍摄 JPG 格式的 HDR 照片了,这样起码分享起来格式是通用的。

不仅兼容性大幅提升,小红书等社交媒体也在和厂商积极做适配,HDR 现在既不挑设备也不挑平台,大伙也更容易分享和欣赏 HDR 内容了。

所以包括托尼在内的很多人之所以会觉得 HDR 怎么突然间就普及了,其实是随着标准的制定和技术的发展,HDR 开始飞速从专业领域下沉到消费级。

再加上最近手机的性能和屏幕素质越来越好,以及社交平台的积极适配,而普通消费者一般要隔好几年才换一次手机,正值显示效果突飞猛进,才让人有一种突然出现的错觉。

社交媒体需要更多用户来增加流量,而厂商也希望用户可以多分享照片来提升曝光,于是厂商和平台一拍即合,共同推进了国内 HDR 的适配程度和知名度。

HDR图片:技术演进与标准统一之路 HDR图片 Ultra HDR 智能手机 影像技术 第18张

其实这么一路回顾过来,托尼倒是还挺感慨的,从一百多年前的胶片多重曝光,到专业领域的 HDR 合成,再到现在随便用手机按下快门就能拍出 HDR 照片,影像技术就是这么在不知不觉中一点点进步的。

但话又说回来,其实 HDR 大一统明明可以来得更早一点,苹果安卓不统一就算了,结果安卓内部自己也乱成晋西北。。。

推动一个标准落地确实非常困难,这个大伙都理解,但你谷歌作为安卓的亲爹,迟迟没有任何反应,直到前两年才开始出标准,HDR 乱成一团这事儿还真得赖你,怪不到国产品牌头上。。。

总之,无论是标准的制定,还是厂商们的努力,这其实都是人们对更好的显示效果的探索。

在这件事上,我们既是体验者,也是见证者。

而人们对 HDR 的探索与统一,也绝不会止步于此。

来源:

Wikipedia

Richard Harrington - The First HDR Photo: Gustave Le Gray, Two Negatives, and the Problem of Sea and Sky

ACM - Recovering high dynamic range radiance maps from photographs