HDR10

HDR10 是一種面向高動態範圍視頻的開放媒體配置，由多項行業標準組合而成，而不是單獨的視頻編碼器。名稱中的 10 指消費發行通常使用 10-bit 量化。HDR10 被電視、顯示器、遊戲機、流媒體和 Ultra HD Blu-ray 廣泛採用，並構成多種 HDR 播放設備的基礎兼容格式。

HDR10 使用 SMPTE ST 2084 定義的感知量化器（Perceptual Quantizer，PQ）作為電光轉換函數。PQ 以絕對顯示亮度為基礎，把數字碼值映射到最高 10,000 cd/m² 的理論範圍。這個上限是傳遞函數的編碼邊界，並不表示 HDR10 節目必須在 10,000 尼特顯示器上製作或播放。商業母版常採用 1,000、2,000 或 4,000 尼特級參考顯示器，實際畫面中的最高像素亮度也可能低於母版顯示器峯值。色彩信號通常使用 ITU-R BT.2020 的色度座標和矩陣係數，壓縮視頻常見 4:2:0 色度抽樣。BT.2020 標記定義信號容器，並不證明節目實際使用了完整 BT.2020 色域；大量內容在 P3 範圍內調色，再封裝於 BT.2020 容器中。HDR10 的 10-bit 量化為每個分量提供 1,024 個編碼級別，可降低大範圍亮度漸變中的色帶，但最終效果仍受壓縮、處理精度和顯示面板影響。

HDR10 的元數據以靜態資訊為主。SMPTE ST 2086 可記錄母版顯示器的色度座標、白點、最高和最低亮度；CTA-861 體系還定義 MaxCLL 和 MaxFALL，分別表示內容最大像素亮度級與最大幀平均亮度級。這些數值針對整段節目提供一組描述，不會隨鏡頭或畫面逐幀改變，而且部分文件或製作流程可能缺少其中一項或多項。

顯示設備接收 PQ 視頻和靜態元數據後，需要把節目亮度範圍映射到自身面板能力。若內容亮部超過顯示器峯值，電視可採用滾降、壓縮或裁切等色調映射策略；不同廠商和畫面模式可能得到不同結果。HDR10 並不規定唯一的顯示端色調映射算法，因此相同碼流在不同設備上的亮部層次、整體亮度和色彩飽和度可能有所差異。

HDR10 與視頻編碼相互獨立。Ultra HD Blu-ray 以 HEVC Main 10 承載 HDR10，流媒體也可使用 HEVC、VP9、AV1 或其他支持相應信號與元數據的編碼。分辨率同樣不是 HDR10 的組成條件：HDR10 可與 1080p、2160p 或其他分辨率結合，4K 視頻也可以是標準動態範圍。文件名或包裝上出現 4K 不能代替 HDR 格式識別。

不支持 HDR 的顯示鏈路不能直接按 SDR 規則正確解釋 PQ 信號。播放器或電視需要進行 HDR 至 SDR 轉換，否則畫面可能亮度異常或色彩失真。接口還必須傳送相應的色彩和 HDR 標識；HDMI 版本、EDID 協商、色深設置或中間接收設備不兼容，都可能導致播放端輸出 SDR、改變色彩格式或無法啓用 HDR。

HDR10+ 和 Dolby Vision 在 HDR10 的基礎問題上採用動態元數據方案，使顯示端可按場景或畫面調整映射。它們不是 HDR10 必然具備的功能。Ultra HD Blu-ray 上的 HDR10+ 與 Dolby Vision 通常以 HDR10 兼容基礎視頻配合附加數據發行，不支持擴展的設備仍可讀取基礎 HDR10；具體兼容結構隨格式和應用配置而異。

HLG 是 ITU-R BT.2100 定義的另一種 HDR 傳遞體系，主要面向廣播工作流程，不使用 PQ 的絕對亮度編碼。把所有 10-bit HDR 視頻統稱為 HDR10 會混淆 PQ、HLG 及其他格式。準確識別需要同時檢查傳遞函數、色彩原色、位深和元數據，而不能只根據畫面看起來較亮或媒體資訊中出現 BT.2020。