HDR 和 4K 是两个广泛使用的行业术语，指的是关于内容画质的技术。相比标准全高清（Full HD）和传统色彩呈现方式，4K HDR 图像在视觉上更加丰富、逼真。然而，在广播领域引入这些格式也带来了两个关键问题：从观众角度来看，这些技术是否值得投资？现有的基础设施是否具备能力来承载新增的数据压力？我们来一一解析。

什么是 4K，为何被使用？

4K 指的是超高清分辨率 —— 3840 x 2160 像素，相比标准全高清（分辨率为 1920 x 1080）有了显著提升。这意味着在相同的屏幕尺寸下，4K 包含了更多的像素点。

更高的像素密度带来了极其清晰的画面细节，尤其是在大屏设备上更为明显。当 Full HD 画面中物体边缘可能出现锯齿状的“像素化”时，4K 则能呈现出更平滑的线条与纹理，几乎看不到图像失真。

Full HD 与 4K 的视觉对比

但仅靠更高的像素密度，已经不足以真正打动观众。这就引出了另一项关键技术——HDR（高动态范围）的作用。它通过提升色彩深度和亮度表现，让画面更加生动、真实，带来更具冲击力的视觉体验。

什么是 HDR，它与 SDR 有何不同？

HDR 是一种扩展图像中最亮和最暗部分之间对比度范围的技术。相比之下，SDR（标准动态范围） 作为行业长期使用的标准，只能还原原始场景中大约 36% 的人眼可见色彩。而 HDR 能捕捉并显示约 76% 的人眼可见色彩。这不仅仅是宣传噱头，而是视觉感知上的实质性飞跃。

SDR 与 HDR 色域的视觉对比

在 HDR 技术下，阴影部分不再沉没于模糊的黑暗之中，高光部分也不会显得过曝失真。相反，画面更具深度和层次感，呈现出更多可见的色彩渐变和细节表现。其动态范围也更加接近人眼自然所感知的效果。

SDR 与 HDR 亮度级别的视觉对比

HDR 是如何捕获的？

有几种方法可以产生 HDR 内容。例如，移动设备经常以不同的曝光度（过曝、正常、欠曝）拍摄多张图像，并使用 HDR 合并算法将它们合并起来。这种方法能够捕捉到场景中从最暗到最亮的广泛细节，从而生成具有高动态范围的图像，使得亮部不过曝，暗部不丢失细节，最终得到比传统 SDR 图像更接近真实世界的影像效果。在这些 HDR 图像中，亮度级别得到了极大的扩展，允许显示更多细节和色调，即使是在非常明亮或黑暗的区域。

智能手机上的 HDR 图像捕获过程这种方法弥补了价格较为便宜的移动传感器能力有限的问题。而专业相机则可以在单次拍摄中捕捉完整的动态范围，无需通过算法进行合成。其结果是呈现出更干净、更自然的图像，能够更准确地还原真实世界的光影效果和色彩表现。

你应该选择哪种 HDR 格式？

HDR 并不是一种单一的技术，而是一系列标准的统称。目前市面上存在多种 HDR 格式，不同的电视制造商支持的格式也有所不同。最常见和广泛使用的包括：

HDR10：这是一种开放、免版税的标准，使用静态元数据。这意味着在整部电影或节目播放过程中，亮度和色域设置是固定不变的。作为通用标准，HDR10 是大多数 HDR 内容的基础。

HDR10+：这是 HDR10 的增强版本，引入了动态元数据技术，使得亮度和对比度可以根据每一场景甚至每一帧进行调整。这在非常暗或非常亮的画面中能呈现出更精确的细节表现，画质更加优化。

Dolby Vision（杜比视界）：这是一种高端专有的 HDR 格式，需要授权许可。它支持最先进的动态元数据、高达 12 位的色彩深度以及峰值亮度超过 4000 尼特的表现能力。杜比视界专为顶级视听体验设计，提供最丰富的色彩、亮度与对比度层次。

HLG（混合对数伽马）：这是一种面向广播的 HDR 格式，无需元数据，并且向下兼容 SDR。这意味着同一个信号可以在 HDR 和 SDR 设备上正确显示，不会失真。虽然其色域和动态范围略逊于 Dolby Vision 或 HDR10+，但已经足以满足大多数电视节目的播放需求。

那么，如此多的标准，该如何选择？如果你追求最广泛的兼容性，可以选择 HDR10。

如果你希望获得更好的画面对比和细节表现，并且设备支持，可以优先考虑 HDR10+ 或 Dolby Vision。对于电视直播或无法使用元数据的应用场景，HLG 是理想的选择。不同格式之间各有优势，选择时应结合你的设备支持情况、内容来源以及个人对画质的需求来综合判断。

流媒体平台上的 HDR 格式使用情况

对于专业广播和可扩展的 IPTV/OTT 服务，HLG 通常是更实用的选择。它易于实施、无需授权许可，并且相比 SDR 能带来显著的画质提升。然而，

如果你是在制作高端电影内容，那么根据你的预算和目标受众，Dolby Vision 或 HDR10+ 可能是更合适的选择。

现实广播中 4K HDR 的普及程度如何？

你可能会好奇：实际以 4K 和 HDR 格式播出内容的广播商占多少比例？是 10%、20%，还是甚至 50%？然而，来自一家流媒体监测服务的真实数据显示出一个不同的情况。

SDR、4K 和 4K+HDR 使用情况的细分

根据调研数据，以 4K 格式播出的内容不到 1%，而以 4K HDR 格式播出的内容则不到 0.1%。为什么会这么少呢？稳定且高质量的 4K HDR 广播仍然罕见，主要是由于以下几个关键挑战：

1. 编码成本高。

将视频转码为 4K HDR 需要大量的 GPU 资源，特别是对于实时应用而言。下面基于 CodecWorks 的图表显示了全高清 SDR 和 4K HDR 编码之间的 GPU 负载对比。

这些挑战表明，尽管 4K 和 HDR 技术能够提供极其出色的视觉体验，但在实际广播中普及这些技术仍面临诸多障碍。高昂的编码成本、对传输带宽的更高要求以及内容制作和处理的复杂性都是限制其广泛应用的重要因素。因此，目前大部分广播内容依然采用传统的 SDR 标准，而 4K 和 4K HDR 主要局限于特定的内容提供商或平台，并且通常与高端服务相关联。

全高清与 4K HDR 的 GPU 负载对比

如你所见，单个 4K HDR 频道就能完全占用一个GPU，意味着每张显卡只能处理一个频道。相比之下，相同的硬件可以处理多达六个全高清流。这种可扩展性的瓶颈显著提高了每个频道的成本。

2. 传输成本高。

传输 4K HDR 内容所需的带宽远超过全高清 SDR。据观察，比特率差异通常高达三倍。这意味着不仅在编码阶段需要更多的计算资源，在内容传输给观众的过程中也需要更高的网络带宽，这进一步增加了成本和复杂性。因此，尽管4K HDR提供了更高质量的视觉体验，但其普及面临着技术和经济上的双重挑战。

全高清 SDR 与 4K HDR 的比特率对比高速网络仍然昂贵，且并非在所有地区都能普及，尤其是在企业环境和基础设施有限的地区。这限制了高质量流媒体的覆盖范围及其商业可行性。

3. 支持播放的设备较少。尽管具备 4K HDR 功能的电视正在逐渐增多，但它们在市场上仍属少数。这类显示设备价格依然较高，而大多数用户仍在使用笔记本电脑、智能手机或普通款电视观看内容，而这些设备并不支持真正的 HDR 播放。

4. 内容资源有限。即使你拥有一台标注为 “4K HDR” 的电视，实际能观看到真正 HDR 内容的机会仍然相对较低。此类内容依旧稀缺：现有片库数量有限，大多数流媒体平台也只是提供极少量的 HDR 片源。

总结部分

由于上述种种限制，目前 4K 和 HDR 仍然是高端技术，主要应用于特定场景中，尚未实现大规模普及。全面推广在经济上尚不可行，受到基础设施和成本因素的严重制约。不过值得一提的是，几乎所有现代电影都采用超高分辨率和 HDR 技术拍摄。然而，在分发过程中，为了优化数据处理和降低传输成本，这些内容通常会被压缩成更小的数据格式进行发布。