Assertive Display 5是怎樣帶來令人嘆為觀止的HDR體驗？

不久之前，我們討論過改變未來顯示解決方案的顛覆性趨勢以及高動態范圍 (HDR) 所能帶來的改變，它們提供了逼真度更高的觀看體驗，保留亮度和紋理以及最大程度接近人類視覺體驗的畫面。

現在是時候揭開它的神秘面紗了， Arm Assertive Display 5 ，它能夠為顯示流水線帶來整套的HDR管理功能。

長期以來，Assertive Display 都被譽為市場領先的戶外可視性解決方案，截至目前已裝配超過10億臺移動設備。它采用了創新的局部色調映射引擎，可以持續不斷地調整每一個像素，以補償不那么理想的條件——比如顯示器的限制、環境光線條件和減弱的背光，無論在室內或是陽光明媚的戶外都可以獲得高品質的觀看體驗。

HDR，為您提供逼真的觀看體驗

此前，顯示技術一直很難復制人類眼睛所看到的內容：傳統的標準動態范圍(SDR)內容，比如sRGB的對比度在2,000:1 左右，這意味著陰影在屏幕上會變成暗黑的一塊，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，實現逼真到令人嘆為觀止的觀看體驗…… 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面板觀看HDR內容，這樣就能保留光影的細節，呈現出色的HDR畫質。不過，大多數人都希望在一系列不那么理想的觀看條件下看電影，而目前消費市場上絕大多數的屏幕都無法顯示HDR內容的全部動態范圍。
然而，有一個解決方案...

顯示流水線的HDR管理

無論我們是在移動手機還是先進的HDR面板上觀看，都想當然地認為只需輕觸按鈕我們的內容就會或多或少地忠實再現。然而，將這些圖像輸送到屏幕的流水線相對較長而且復雜。

首先，數字圖像被捕捉到，然后進行高效地壓縮和編碼，以便傳輸到你的設備。之后進行色調映射，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，同時動態補償環境的光照條件。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當中的每一個階段，實現最佳性能，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，補償環境光照條件

? HDR到HDR的映射：補償HDR在環境光照條件下的易損性，否則HDR內容的價值和觀看體驗將受到損害

? 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，實現HDR 觀看體驗的同時大幅提升節電效能

? 支持HDR10和HLG標準：PQ、PQ10 和 HLG10

完美的畫面：局部色調映射的傳奇

Assertive Display 5 采用一款先進的、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。

色調映射實際上就是將一組色彩映射到另一組上，在動態范圍有限的設備上近似顯示高動態范圍圖像。

全局 (又稱空域不變的) 色調映射創建了一條平均轉移曲線，然后利用它以同樣的方式去映射圖像內的每一個像素。盡管完成起來快速又簡單，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像素計算出個體轉移曲線，保留亮度、色彩和對比度，并呈現較暗區域內的細節。 因為人類視覺對局部反差極其敏感，它會創建出更加逼真的圖像，細節豐富，眼睛會覺得它最大程度地反映了人類的視覺體驗。
HDR內容非常不適合在陽光下觀看。環境光線和反射會導致顯示面板損失對比度和細節，不過 Assertive Display 的色調映射可以進行動態補償，從而確保用戶在任何環境光照條件下獲得全方位、高品質的HDR觀看體驗。

先進的色域和色彩管理

較之傳統的內容格式，HDR內容通常有著更寬的色域：SDR采用Rec.709色彩空間，HDR 采用Rec.2020的寬色域或WCG。
HDR增加了圖像的動態范圍，WCG增加了可用的調色板：每種色彩的色調增多，色彩強度也隨著增加，從而提供更豐富、更逼真的觀看體驗。
雖然目前的HDR顯示器還無法呈現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，不過這通常會增加昂貴的硬件成本。但是，針對3D LUT的硬件實現，Assertive Display 5采用了一種新穎、緊湊而且廉價的硬件實現，進行先進的色域與色彩映射，保留色彩細膩的層次，呈現真實的觀看體驗。

市場領先的戶外可視性與節電效能

我們已經了解了Assertive Display的色調映射是如何動態補償環境光線與反射，從而無論在什么環境光照條件下都能呈現高品質的 HDR 觀看體驗，但它真正驚人的地方還在于能同時大幅提升節電效能。

傳統的內容自適應節電方法可以清除高亮區域，并且容易看到時域偽影，不過 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，可以實現無縫的動態背光行為，而且不會產生裁剪偽影，在背光較弱時也是如此。

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、縮放模式和畫中畫模式，正迅速成為一系列設備的“必備”，而且具有能夠疊加四個或者更多窗口的優質顯示解決方案。

搭載 Mali D71的Assertive Display 5支持在同樣的疊加場景里對HDR和SDR窗口進行處理，使得多窗口可以同時縮放。

Assertive Display 5芯片尺寸特別小，采用的是簡單的RGB接口，方便集成和使用，并能實現HDR管理、戶外可視性和省電的先進功能。