实时SDR转HDR，⛔逆色调映射
本帖最后由 Enio❤Kdtree 于 2023-9-9 22:36 编辑HDR部分有点多了，单独写了，紧接上篇
https://www.chiphell.com/thread-2430612-1-1.html
没有HDR显示设备不建议往下看了，推荐有一定HDR基础再阅读
SDR、HDR、HLG、PQ、HDR10、HDR10+、Dolby Vision这些概念网上都有
本贴重点在进阶的视频实时SDR转HDR部分
https://aws.amazon.com/media/tech/what-high-dynamic-range-hdr-video4K超高清HDR技术简介
https://www.csmpte.com/download/CHAL1396264998772200/20161024/2016102407052574568.pdf
逆色调映射（Inverse Tone Mapping）SDR转HDR主要需要提升的是动态范围、色域、位深还有过曝欠曝区域重建、颜色矫正、减少伪影提升画面质量，充分利用现存的SDR内容同时有效提升用户体验质量分辨率和帧速率一般要靠其他方法弥补，比如用电视自带图像处理芯片的超分辨率（Super Resolution）和运动估计补偿（Motion Estimation and Compensation）或者使用madVR、SVP
游戏
之前随便贴了个Digital Foundry的演示效果感觉有点一般，得重新写一下What's New with High Dynamic Range inDirectX Gameshttps://www.youtube.com/watch?v=pWyd835pfegGears 5 Hivebusters SDR and Auto HDR sideby side (original color)https://www.youtube.com/watch?v=75VPEBrxAXU （HDR）原生HDR和自动HDR对比，Gears 5是有原生HDR的，Microsoft为了方便测试SDR转HDR效果用Gears 5做了演示可以看到转换后细节是不如原生HDR的，但是可以拥有近似的观感，增强沉浸感，随着算法优化效果还能继续提升@vINyLogY发了在没有HGiG支持情况下的设置建议，遇到问题可以参考一下https://www.chiphell.com/thread-2436248-1-1.htmlhttps://www.bilibili.com/read/cv17125059配合DisplayHDR Test检查设置，确保Auto HDR没有问题https://apps.microsoft.com/store/detail/displayhdr-test/9NN1GPN70NF3前几个月Windows HDR Calibration上架了，内容更新到了这里，原理是一样的校准后可以不使用Custom Resolution Utility (CRU)修改EDID和DisplayHDR Test检查了https://www.chiphell.com/forum.php?mod=redirect&goto=findpost&ptid=2437632&pid=51803867https://devblogs.microsoft.com/directx/the-windows-hdr-calibration-app-is-here/要调节Auto HDR转换后的游戏亮度，打开Xbox Game Bar（Win+G开启），Adjust HDR Intensity，调节过程中检查游戏内容https://devblogs.microsoft.com/directx/exciting-additions-to-your-auto-hdr-experience-on-pc/
不过本帖主要介绍视频实时SDR转HDR，讲视频了
视频4K超高清HDR技术简介https://www.csmpte.com/download/CHAL1396264998772200/20161024/2016102407052574568.pdf
前段时间和论坛吴彦祖@LunaSea交（洗）流（澡）后，感觉除了J叔@jerrytsao之前发过的Panasonic DP-UB820https://www.chiphell.com/thread-2266680-1-1.html没有什么其他新碟机能买了，就把市面上能买的盒子都买了玩一玩，试了试论坛吴彦祖同款Zidoo Z9X带的Dolby Vision VS10 Engine虽然HDR10转Dolby Vision效果很一般直接负优化，但是其中的SDR转HDR效果有点超预期
Realtek RTD1619DR带的Dolby Vision VS10 Engine和各种盒子功能画质不在讨论范围之内，有兴趣可以看下DMDreview做的详细对比https://www.youtube.com/watch?v=ruK2JbN9Y7Ehttps://www.youtube.com/watch?v=VVoxfpAwjD0看下来好像只有Philips电视用了imec的逆色调映射方案https://www.imec-int.com/en/imec-magazine/imec-magazine-november-2018/real-time-sdr-to-hdr-video-conversion广播级方案一直都有，也不在本贴讨论范围之内https://resource-hermeslive-com.tfisys.com/static/assets/HERMESLiveE_HDR_Encoder_Leaflet_v1_1_zh_cn.pdf
反复观看SDR转HDR视频，顺便研究了几晚家用级实时转换方案ITU-R BT.2446-1，Methods for conversion of high dynamicrange content to standard dynamic range content and vice-versahttps://www.itu.int/pub/R-REP-BT.2446-1-2021
节选一部分，方便理解
SDR和HDR转换技术发展现状
国际电联(ITU)针对SDR和HDR转换，发布了相关标准和报告。ITU-R BT.2390和ITU-R BT.2408提出了基于直接映射的SDR到HDR转换方法，由于SDR范围小于HDR范围，这种转换是把小容器里的内容放在大容器中，转换后不会损失信息，转换前后动态范围不会发生改变。
ITU-R BT.2446给出了三种基于动态转换的SDR和HDR相互转换方法，转换前后动态范围会有所改变。SDR和HDR转换过程中可能还会涉及到BT.709色域和BT.2020色域的转换。除了基于信号处理的SDR和HDR转换方法外，基于人工智能(AI)的转换技术也在不断的被提出，但国内外都还没有完全满足需求的可商用产品。
从市场应用情况来看，设备厂商主要采用的仍然是ITU-R BT.2087和ITU-R BT.2390提出的基于直接映射的转换方法(也称为基于固定参数的转换)，配合艺术性调整或动态检测来获得最佳转换效果。为了实现方便，大部分设备支持查找表(LUT，LookUp-Table)的方式，可以同时包含多套转换参数。
直接映射（Direct Mapping）
不对SDR信号进行扩展处理，以保持原始SDR的观感。因此，在HDR监视器上显示的直
接映射SDR图像与SDR监视器上显示的原始SDR图像在SDR的拐点部分具有相同的观感。
逆色调映射（Inverse Tone Mapping）
也称上映射（上转换）。把SDR信号中高于拐点以上部分扩展到了相应于HDR的参考
白以上范围，以模拟HDR内容的观感。因此，在HDR监视器上显示的上映射SDR图像与原生HDR图像具有类似的观感。
https://professionalsupport.dolby.com/s/article/Inverse-tone-mapping-upscaling-SDR-content-to-HDR?language=zh_CNhttps://professionalsupport.dolby.com/s/article/Inverse-tone-mapping-upscaling-SDR-content-to-HDR?language=en_US
这边需要使用Special K的HDR Retrofit功能https://www.youtube.com/watch?v=KLCDYuql7Sghttps://special-k.info/https://wiki.special-k.info/en/HDR/Retrofithttps://sk-data.special-k.info/SpecialK.exe配合64位VLC播放器https://www.videolan.org/
打开系统HDR，在Special K中添加VLC启动，作者推荐把VLC输出和解码改成Direct3D11打开视频后，Special K菜单快捷键（Ctrl+Shift+Backspace），打开HDR Setup这种转换如何调色得看个人喜好和水平，主要讲比较还原，动态范围又比较高的设置
需要根据场景调整SDR Gamma Boost（暗部细节过暗调低）和Peak White Luminance（高光区域过亮调低）SDR Gamma Boost，推荐根据画面场景在0.9-0.95左右调节，一般都可以应对，过低降低对比度容易看出暗部噪点，过高容易看不清暗部细节Peak White Luminance，按照自己显示设备HDR模式下10%窗口峰值亮度设置，太低会压缩动态范围显示设备10%窗口峰值亮度不知道的话可以去RTINGS、TFT Central或者评测视频里查（像C2 42寸和65寸性能是不一样的）https://www.rtings.com/monitor/reviews/lg/42-c2-oledhttps://www.rtings.com/tv/reviews/lg/c2-oledWindows HDR Calibration推出以后可以直接测亮度，不需要查了，不过需要在HGiG模式下测SDR转HDR后可能会有少数过曝场景过亮，推荐根据画面场景，在10%窗口峰值亮度40%-80%左右调节（一般消费级都在1000cd/m²以内）Paper White Luminance，太高会压缩动态范围，推荐设置在100cd/m²左右，根据环境光照情况设置Bypass sRGB Gamma（跳过sRGB伽马），在画面异常黑时打开Tonemap Modes（色调映射模式），推荐先用Passthrough，完全理解后再尝试ACES Filmic，HDR10 Passthrough是给原生HDR游戏使用的https://docs.unrealengine.com/4. ... fects/ColorGrading/Special K Luminance，菜单亮度，记得调低，和Windows设置的HDR下SDR内容亮度差不多的意思，Paper White Luminance也是一样的顺便右键解锁HDR设置停靠，窗口就可以移动遇到卡住的情况直接重开VLC
Special K一直在更新，功能上可能会有变动，比如和帖子中演示的不一样，用法还是差不多的，也可以换成老版本
https://wiki.special-k.info/en/SpecialK/Tools
https://github.com/SpecialKO/SpecialK/blob/main/CHANGELOG.txt
不少人已经关闭电视的TPC、GSR了，Special K菜单可以单独调节亮度所以菜单不要紧（菜单亮度记得调低）但是要注意调节画面的时候不要过于沉迷了，过长时间停留同在一个高亮度画面容易加速老化以后烧屏，不管什么显示设备都一样，背光衰减片源质量决定了SDR转HDR的最终显示效果，不少电影电视剧都会出Remastered，高清重制版，建议用比较高清高码率的，什么480p太低清低码率放进去不会有什么效果的https://netflixtechblog.com/optimized-shot-based-encodes-for-4k-now-streaming-47b516b10bbb这种用法比带Dolby Vision VS10 Engine方案的电视盒子好的是，自己调节动态范围方便，也可以转换后再配合电视的Dynamic Tone Mapping使用https://www.flatpanelshd.com/article.php?subaction=showfull&id=1585020920个人感觉SDR转HDR在片源码率足够的情况下，1080p视频扩展画面动态范围比增加分辨率在观感上提升要大得多得多，室内，夜间场景可以完美发挥不用特意翻资料了，全球没几个人这么给播放器用的，原理上或者使用上有其他问题请直接咨询全套OLED电视当显示器的作者Kaldaienhttps://static.chiphell.com/forum/202201/04/181315b4o6plr4l8bl8ppf.jpg
随便推荐一些SDR的测试片源，帖子里也就用这些做测试，不传JXR了对比图都是SDR的，压缩动态范围了，真实效果请自己动手Open Video Downloader (youtube-dl-gui)https://github.com/jely2002/youtube-dl-guiBilibili Evolvedhttps://github.com/the1812/Bilibili-Evolved
ARRI广告合集ALEXA 35 Guided Tourhttps://www.youtube.com/watch?v=Mn-FeLv_9H0ALEXA 35 Encounters – “The Siren”https://www.youtube.com/watch?v=dJ2C8o3EeOE按钮背光效果变得非常真实
Sila Sveta负责的一些活动2018 Audi Brand Summithttps://www.youtube.com/watch?v=XpY3qshFZmM
Sila Sveta for Nissan Patrol | UAEhttps://www.youtube.com/watch?v=MgBQh-Fv3Sc
Lamborghini Urus | Multimedia Showhttps://www.youtube.com/watch?v=FKQDxi_Hprk
再来一点较为严苛的场景，Tenet (2020)，1080p SDR转换后效果还可以，说实话有点像在看4K HDR的对比官方4K UHD Blu-ray，高光细节还是有差别的，这个场景已经比较难处理了，如果没有HDR版本这么用效果还是不错的
ADAS上HDR用的比较多， SDR容易曝光不足丢失阴影细节和曝光过度高光溢出https://www.youtube.com/watch?v=CuvTQS2pEtw像Enes Yilmazer这样拍摄经常在室内室外切换的视频，本身就经常会出现室外过曝转换后效果不会特别理想，会有点真实，但是窗外又有点奇怪的感觉，不过也比SDR的观感要好上不少https://www.youtube.com/watch?v=JpoeEtZCgFAhttps://www.youtube.com/watch?v=AfSWldaT-AE高质量的电影电视剧一般是不会有这种问题的
动画这部分我想了想还是用制作精良的做演示，这里为了方便做测试使用POPGO这个比较特别的4K SDR版，比官方4K UHD Blu-ray更加清晰https://bbs.popgo.org/bbs/read.php?tid=562080https://acg.rip/t/238317转之前顺便看了下负责本片4K上采样和HDR调色的QTEC的采访，外包的处理过于保守，后出的官方4K UHD Blu-ray实际效果非常一般，压根没做Color Grading，直接映射重新定义了4K HDRhttps://av.watch.impress.co.jp/docs/topic/1368743.htmlhttps://bbs.acgrip.com/forum.php?mod=redirect&goto=findpost&ptid=8299&pid=78142还有类似这种810p上采样到2160p直接拿出来的https://av.watch.impress.co.jp/docs/news/1034441.htmlhttps://bbs.acgrip.com/forum.php?mod=redirect&goto=findpost&ptid=2882&pid=346594K制作绘画难度加大，制作过程中就会有很多“偷懒”的方式，所以动画方面个人感觉不用纠结改不改之类的比如你可以尝试再做一次上采样，或者说再做一次逆色调映射的提升观感https://www.youtube.com/watch?v=27mlu_PZBrchttps://toonboom.co.jp/2d-animation-software
分析这么多，这边直接进行一个转换
POPGO的4K SDR逆色调映射转HDR版 vs 官方直接映射的Fake HDR版4K UHD Blu-ray，推荐自己动手尝试，效果可以说全面提升
这个场景转换后，反光就像站在真的泳池边上，而官方的MaxCLL也太低了，如果直接拉高整体亮度以后就变成站在探照灯边上了
酒店和电梯灯光也变得非常真实
后面的夜间场景，不描述了，自己动手吧
史上最高清的4K HDR手绘动画
https://www.bilibili.com/video/BV1zk4y197nn
日本动画产业核心问题所在
https://www.bilibili.com/video/BV1eJ411x7Ea
说说近些年越来越少的手绘机械动画
https://www.bilibili.com/video/BV13v411W71Q
新动画一般会使用3D辅助作画，场景光源会比较真实，SDR转HDR后效果也会较好
https://cgworld.jp/feature/201610-cgw218t1-kiminona.html
https://cgworld.jp/feature/202107-ciderkotoba.html
老动画受限于手绘的光源，SDR转HDR出来效果提升可能不会很大，具体得看片源类型
像赛璐璐这样20世纪的分层作画，脑补的光源居多
更推荐用madVR的Scaling Algorithms这类功能做一个分辨率提升，而不是扩展动态范围上花心思
https://wiki.jriver.com/index.php/MadVR_Expert_Guide
https://blogs.nvidia.cn/2023/02/28/rtx-video-super-resolution/
https://nvidia.custhelp.com/app/ ... uper-resolution-faq
另外因为24p Judder的问题，60Hz非电视的显示器需要用到madVR的Smooth Motion
像高刷新率138Hz这样不能整除常见视频帧率的显示器推荐开到120Hz执行5:5 Pulldown
https://www.rtings.com/tv/tests/motion/24p
https://www.chiphell.com/forum.p ... 437632&pid=50494891
如果在桌面上使用类似电视盒子一样根据片源帧率切换到相匹配的刷新率，刷新率过低会影响到桌面使用，一般要设为帧率的倍数
http://madvr.com/crt/CustomResTutorial.html
低刷新率显示器也不一定带低帧率补偿（LFC），这也不是给播放视频设计的，网页里用不了
https://www.amd.com/zh-hans/technologies/free-sync-faq
所以显示器最合适的还是SmoothVideo Project插帧，反正各种方法都可以尝试一下，选择最适合自己的
https://www.svp-team.com/
Sicario SDR vs HDR Comparison
https://www.youtube.com/watch?v=tOnHZQJa9hY （HDR）
Sicario (2015) SDR版本动态范围有限也只能刻意压低对比度，官方出的HDR版本又是另一种调色，很明显看过的人都认为HDR版本更好
HDTVtest的经常会做HDR分析，Fake HDR的情况也会遇到
https://www.youtube.com/watch?v=C2vsxdaRA7w
https://www.youtube.com/watch?v=M6eglltuPjE
这部分我特意看了不少摄影导演和调色师的采访，影片叙事风格或者从构图上考虑，并没有充分利用到高动态范围
也就是HDTVtest说的Fake HDR，这种情况是存在的
https://filmmakermagazine.com/103272-the-color-of-the-future/
https://blog.frame.io/2019/03/04/mitch-paulson-efilm/
但是也有不少外包为了应付了事做烂的情况，比如像上文动画部分其实不如自己转了，所以HDTVtest去年特意尝试过自己用DaVinci Resolve调色将SDR视频转换到HDR
而从Vincent这个视频的评论来看，大部分普通观众是倾向于有更强的视觉冲击的（所以才会有IMAX、Dolby Cinema、4DX、ScreenX这些放映系统）Dolby都特意出了Dolby Vision IQ，我的想法是如果你对制作幕后没有什么兴趣，不追求完美还原创作意图，也就是非影视爱好者，尝试SDR转HDR没有问题，调整到位可以很好的提升画面观感，如果没有出HDR版本，还是可以尝试选择SDR转HDR的
最大限度的发挥HDR显示设备的性能，还原和增强现实
自己尝试一下，就能进一步理解他们所描述的画面了
LG OLED TV : Advanced HDR by Technicolor
https://www.youtube.com/watch?v=Aa029M_T1GM
What Hollywood filmmakers, Tim Miller and Rob Legato say about LG OLED TV
https://www.youtube.com/watch?v=Z1C3Sf1uVSA
How ILM Brought Boba Fett to Times Square | OLED X The Book of Boba Fett
https://www.youtube.com/watch?v=R896At9Cj2M
How Lucasfilm and ILM Brought Darth Vader to Times Square | OLED X Obi-Wan Kenobi
https://www.youtube.com/watch?v=k5j5WnBrFOg
SDR转HDR另外一种方法是用MPV，没有测试过https://github.com/mpv-player/mpv/https://github.com/mpv-player/mpv/issues/9320还有其他方法，经常说稍微多花点钱的@风车车在购买了Canon EOS R5后和我交流了8K剪辑流程，我提出了不需要剪辑的概念，像Roger Deakins大师一样用ARRI一镜到底就可以不需要剪辑，也就是再多加点钱。同样的，多花点钱雇几万个调色师，想看哪部转哪部，也可以做到接近实时转换，非常适合风车车https://www.youtube.com/watch?v=3hSjs2hBa94https://www.bilibili.com/video/BV1rE41167X8
还有就是可以用类似HERMES Live这样的方式
提取m3u8本地播放SDR转HDR，喜欢折腾的可以试试
小破站一直支持4K高码率直播的，该怎么使用论坛都是专业玩家都懂的
https://github.com/nilaoda/N_m3u8DL-CLI
https://github.com/wbt5/real-url
同时OBS本月终于更新了HDR的支持，不需要买Mirillis Action了，HDR直播即将进入新篇章
https://www.bilibili.com/video/BV1SB4y1z7Ax
https://www.youtube.com/watch?v=pCJERLBl1Nc
https://obsproject.com/forum/threads/obs-studio-28-0-beta.158248/
HDR可视化这方面
Xbox Game Bar和Special K的F8、F9截图本身能导出JXR和PNG
https://support.microsoft.com/en ... 6-9144-b0416a307f3c
https://www.youtube.com/watch?v=mgo42CBcS6c
HDR + WCG Image Viewer
https://github.com/13thsymphony/HDRImageViewer
https://apps.microsoft.com/store ... viewer/9PGN3NWPBWL9
还有HDRmaster和Nuke之类的也可以做到，这些没必要讲了，上面的一般够用了
色调映射（Tone Mapping），消费级HDR显示设备最重要的功能
晚点有空再写，没人加分回帖的话，就代表论坛里自发光用户都已经知道了，我就不写了
最后给大家康个好康的，一定要康一康
https://www.bilibili.com/video/BV1GJ411x7h7
如果各位没耐心看下去的，简单来说就是用 Special K这个软件，可以把任何SDR游戏转为真正的HDR输出给显示器，甚至可以把播放器也添加进去转换SDR的视频！ 比WIN11的自动HDR效果要好得多。（WIN11也做不到转视频）
没做HDR的老SDR资源，画面质量高的，用这个看真的是享受，太爽了，而且可控性很强，根据需要设定gamma数值，手动控制动态范围，防止一些片子整体基调太亮\太暗影响观感。
把老TOPGEAR转成HDR看，太爽了。
占个楼 太专业了~ 过来看看HDR Enio威武[震惊]
这太专业了，留个坑收藏一下，慢慢看[傻笑] 专业，留个爪印[傻笑] 我一直好奇芝杜到底囤了多少SOC，用了这么多年都不迭代 先赞后看养成习惯。
madvr 现版本好像识别不了hlg格式的hdr，也只能用bt2390转换sdr信号，但是在os常驻hdr的情况下由于分区背光开启看sdr视频时黑深还是有不小的提升的，算是变相扩大了动态范围了吧。 TakanashiRikka 发表于 2022-8-19 21:29
先赞后看养成习惯。
madvr 现版本好像识别不了hlg格式的hdr，也只能用bt2390转换sdr信号，但是在os常驻hdr ...
是的，对比度够高，SDR一样有很大提升。 只是做不到直通HDR那么大动态范围。 虽然一起交（洗）流（澡）了，但是可不可以不要学J叔喜欢写论文啊。看不懂啊。。。。。。。 太专业了[震惊] 战略性马克 学习一下。 收藏先。。。。 又给我这样的小白科普了....666 收藏了[偷笑] 叶子烟 发表于 2022-8-19 21:13
我一直好奇芝杜到底囤了多少SOC，用了这么多年都不迭代
播放视频而已，一个soc好好打磨迭代个啥，现在画质最强不还是8581，多少年了都 收藏了[喜欢] 好的老婆 mark 顺便标题是hdr限定嘛（指颜色 闪光的哈撒维4k原盘的HDR想吐槽很久了，实在是太低了，不知道这个用在京紫的剧场版上和京紫的那个Dolby Vision版本比有多大区别 楼主最后发的b站链接挂了[偷笑]
另外大佬能不能帮忙看看我这个帖子，求解惑啊
https://www.chiphell.com/thread-2437221-1-1.html 我恨LZ [流泪]
从好康的开始一发不可收拾，回顾80、90年代经典神曲一发不可收拾，完全停不下来了。。。。。[晕倒] 你这个实在是太专业了，我从头看到尾，真的是伪实现全SDR转HDR。但是显示器使用时间长的话，还是SDR舒服点，对眼睛也友善点！ Enio么？Kdtree去哪里了？ 厉害了，收藏了 好好好！！！[可爱] 坛子里为数不多的加精贴啊 上篇我点开还要密码，你们是还有交流群在内部交流的吗
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