HDR10

HDR10 是一种面向高动态范围视频的开放媒体配置，由多项行业标准组合而成，而不是单独的视频编码器。名称中的 10 指消费发行通常使用 10-bit 量化。HDR10 被电视、显示器、游戏机、流媒体和 Ultra HD Blu-ray 广泛采用，并构成多种 HDR 播放设备的基础兼容格式。

HDR10 使用 SMPTE ST 2084 定义的感知量化器（Perceptual Quantizer，PQ）作为电光转换函数。PQ 以绝对显示亮度为基础，把数字码值映射到最高 10,000 cd/m² 的理论范围。这个上限是传递函数的编码边界，并不表示 HDR10 节目必须在 10,000 尼特显示器上制作或播放。商业母版常采用 1,000、2,000 或 4,000 尼特级参考显示器，实际画面中的最高像素亮度也可能低于母版显示器峰值。色彩信号通常使用 ITU-R BT.2020 的色度坐标和矩阵系数，压缩视频常见 4:2:0 色度抽样。BT.2020 标记定义信号容器，并不证明节目实际使用了完整 BT.2020 色域；大量内容在 P3 范围内调色，再封装于 BT.2020 容器中。HDR10 的 10-bit 量化为每个分量提供 1,024 个编码级别，可降低大范围亮度渐变中的色带，但最终效果仍受压缩、处理精度和显示面板影响。

HDR10 的元数据以静态信息为主。SMPTE ST 2086 可记录母版显示器的色度坐标、白点、最高和最低亮度；CTA-861 体系还定义 MaxCLL 和 MaxFALL，分别表示内容最大像素亮度级与最大帧平均亮度级。这些数值针对整段节目提供一组描述，不会随镜头或画面逐帧改变，而且部分文件或制作流程可能缺少其中一项或多项。

显示设备接收 PQ 视频和静态元数据后，需要把节目亮度范围映射到自身面板能力。若内容亮部超过显示器峰值，电视可采用滚降、压缩或裁切等色调映射策略；不同厂商和画面模式可能得到不同结果。HDR10 并不规定唯一的显示端色调映射算法，因此相同码流在不同设备上的亮部层次、整体亮度和色彩饱和度可能有所差异。

HDR10 与视频编码相互独立。Ultra HD Blu-ray 以 HEVC Main 10 承载 HDR10，流媒体也可使用 HEVC、VP9、AV1 或其他支持相应信号与元数据的编码。分辨率同样不是 HDR10 的组成条件：HDR10 可与 1080p、2160p 或其他分辨率结合，4K 视频也可以是标准动态范围。文件名或包装上出现 4K 不能代替 HDR 格式识别。

不支持 HDR 的显示链路不能直接按 SDR 规则正确解释 PQ 信号。播放器或电视需要进行 HDR 至 SDR 转换，否则画面可能亮度异常或色彩失真。接口还必须传送相应的色彩和 HDR 标识；HDMI 版本、EDID 协商、色深设置或中间接收设备不兼容，都可能导致播放端输出 SDR、改变色彩格式或无法启用 HDR。

HDR10+ 和 Dolby Vision 在 HDR10 的基础问题上采用动态元数据方案，使显示端可按场景或画面调整映射。它们不是 HDR10 必然具备的功能。Ultra HD Blu-ray 上的 HDR10+ 与 Dolby Vision 通常以 HDR10 兼容基础视频配合附加数据发行，不支持扩展的设备仍可读取基础 HDR10；具体兼容结构随格式和应用配置而异。

HLG 是 ITU-R BT.2100 定义的另一种 HDR 传递体系，主要面向广播工作流程，不使用 PQ 的绝对亮度编码。把所有 10-bit HDR 视频统称为 HDR10 会混淆 PQ、HLG 及其他格式。准确识别需要同时检查传递函数、色彩原色、位深和元数据，而不能只根据画面看起来较亮或媒体信息中出现 BT.2020。