影视制作专业问答9
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ITU-RBT.2408文件里谈到的各种映射在转换器上如何操作？
专业答疑系列连载6介绍了SDR与HDR的各种转换、映射及关系，这些映射在实际的转换器产品上如何操作呢？下面以索尼HDRC-4000为例介绍具体的设置方法，其内容基于HDRC-4000应用软件版本V2.21（或更高）。
HLG与HLG-Live
用HDRC-4000转换HLG信号时，首先要确认是BT.2100标准的HLG还是HLG-Live（或称之为“索尼版HLG”），这直接关系到转换增益设置。索尼4K演播室摄像机可以选择HLG或HLG-Live拍摄，HLG-Live的灵敏度比HLG高5dB，接近1档光圈，这对低照度拍摄非常有利。实际测试结果，索尼HDC4300采用HLG-Live时其灵敏度与索尼高清摄像机HDC1580/2580相同，HDC5500/3500采用HLG-Live时其灵敏度比高清摄像机还高一些，这就意味着在大型活动现场、体育场馆、演播室等场景，索尼4K演播室摄像机用HLG-Live拍摄时，如果不考虑灯具的显色性，现有的高清SDR制作灯光照度就能满足4K HDR拍摄需求，无需增加照明灯具和功率。
在HDRC4000转换器上与HLG-Live对应的设置是AIR MATCHING（Artistic Intent Render Maching，艺术意图渲染匹配），AIR MATCHING OFF对应HLG，AIR MATCHING ON对应HLG-Live，两者的转换增益相差5dB。例如，把HLG下转换为SDR，如果设置AIR MATCHING OFF时转换增益-11dB，则AIR MATCHING ON时增益应为-11+5=-6dB，与摄像机使用HLG-Live时CCU内置下转换的SDR增益设置相同。把SDR上转换为HLG时转换增益为正值，如果设置AIR MATCHING OFF时转换增益11dB，则AIR MATCHING ON时增益应为11-5=6dB，用等式表达为：
AIR MATCHING OFF：HDR>SDR GAIN –xdB = AIR
MATCHING ON：HDR>SDR GAIN –x+5dB
AIR MATCHING OFF：SDR>HDR GAIN x dB = AIR
MATCHING ON：SDR>HDR GAIN x-5dB
式中，x为AIR MATCHING OFF也就是HLG的转换增益，单位为dB。
在配置菜单的信道（A或B）设置（C03或C04）下，AIR MATCHING可选OFF或ON，OFF为BT.2100定义的标准HLG，ON为HLG-Live，菜单详见如下：
CONFIGURATI ON menu
CHANNEL A SETTINGS（C03）/ CHANNEL B SETTINGS（C04）
AIR MATCHING：OFF为HLG
AIR MATCHING：ON为HLG-Live
HDRC-4000内置2个独立的转换器，称为CHANNEL A与CHANNEL B，可根据需要分别设置。
？场景参考映射与显示参考映射
在配置菜单的系统（C01）下，DISPLAY REFERRED（显示参考）可选OFF或ON，OFF为场景参考映射，ON为显示参考映射，菜单详见如下：
CONFIGURATI ON menu
SYSTEM（C01）
DISPLAY REFERRED：OFF為场景参考映射（Scene Referred mapping，简称SR）
D I S P L AY R E F E R R E D：O N为显示参考映射（DisplayReferred mapping，简称DR）
？直接映射与反色调映射（上映射）
在设置菜单的SDR→HDR（S34）下，HIGHLIGHT CREATI ON（高光创造）可选OFF或ON，OFF为直接映射，ON为反色调映射（上映射），HIGHLIGHT CREATI ON选择ON后可以调整POINT（起始点）和SLOPE（斜率）参数，改变SDR信号中被拐点压缩的高光扩展效果以模拟HDR内容的观感，需要根据实际测试结果和需求确定合理的数值。菜单详见如下：
SETUP menu
SDR→HDR（S34）
HIGHLIGHT CREATI ON（CHANNEL A或B）：OFF为直接映射（Direct Mapping）
HIGHLIGHT CREATI ON（CHANNEL A或B）：ON为反色调映射（Inverse Tone Mapping，ITM）/上映射（UpMapping）
？色调映射（下映射）与硬削波
在设置菜单的HDR→SDR（S24）下，KNEE（拐点）可选OFF或ON。OFF关闭拐点，超过阈值的高光内容信号都被削波到该阈值，ON打开拐点，高光内容进行色调映射（下映射）处理，与SDR摄像机用拐点处理高光内容的方法相同。KNEE选择ON后可以调整POINT（起始点）和SLOPE（斜率）参数，与SDR摄像机拐点调整的方法一样，需要根据实际测试结果和需求确定合理的数值。菜单详见如下：
SETUP menu
HDR→SDR（S24）
KNEE（CHANNEL A或B）：OFF为硬削波
KNEE（CHANNEL A或B）：ON为色调映射（Tone Mapping，TM）/下映射（Down-Mapping）
参考白（漫反射白）亮度203尼特是HDR成片的验收标准吗？如果是，制作时如何监测、控制？ BT.2390和2408建议，在1000尼特峰值亮度监视器上HDR参考白亮度为203尼特。不过，无法简单的说203尼特是或不是HDR节目的收片标准，在实际制作时也无法对拍摄场景的参考白亮度进行监测和控制。
在HDR制作中讨论203尼特，实际上说的是信号电平。直播制作时在波形监视器上可以同时显示信号电平和亮度，以窄域的HLG为例，203尼特对应白色电平75%，非实时的录播、调色制作时，在软件界面的波形监视器上203尼特对应白色编码值（Code Value）721。对全域的PQ来说，203尼特对应白色电平58%，白色编码值594。
203尼特，或者说75%HLG、58%PQ电平，其作用首先是曝光基准或曝光参考，也就是调光师说的定光点。在胶片拍摄时代，曝光参考是反射率18%的灰卡，测光表显示的曝光参数都是以18%灰卡为基准；标清和高清SDR时代曝光参考是灰阶卡中反射率90%的白，调光师控制摄像机曝光量使90%白对应的信号电平为100%时在技术上就是正确曝光；HDR的曝光参考是100%反射率白卡，也就是HDR参考白，技术上正确曝光时对应的信号电平应为75%HLG或58%PQ。
100%SDR或75%HLG电平都是拍摄时在技术上正确曝光的基准点或参考点，这是系统校准或SDR与HDR互转时的基准。但技术上正确曝光并不一定完全符合调光或调色的艺术要求，实际操作时经常在203尼特也就是75%HLG的基础上做适当微调，以获得更好的HDR效果。例如，根据BT.2390和2408的建议，场景映射参考下转换时75%HLG电平应映射为100%SDR峰值白电平，转换增益为-10.2dB（HLG-Live时-5.2dB）。央视国庆直播时采用77%HLG映射100%SDR，等同于75%HLG映射90%SDR，HLG-Live时转换增益-6dB（HLG时-11dB）。这是因为用SDR调光制作HDR时，75%HLG映射100%SDR得到的HLG图像HDR效果略显保守，77%HLG映射100%SDR时用SDR调光制作的HDR艺术效果更好。
虽然75%HLG与100%SDR都是曝光基准，但两者也有不同。SDR电视的曝光基准100%峰值白电平对应画面景物中的高光点，调光或调色师可以很容易地把画面中的高光点与波形监视器上的最高电平对应起来，为曝光控制提供参考。而75%HLG电平不是最高电平，并不对应画面中的高光点，调光或调色师不能判断画面中哪些景物是100%反射率，无法为曝光控制提供参考。因此，无论直播调光还是后期调色，制作时无法对203尼特对应的75%HLG电平进行检测、控制。
HDR制作时75%HLG也是大部分白色字幕和图形的推荐电平，这是203尼特的第二个作用。目前国内大部分高清SDR电视节目的白色字幕电平是100%，采用场景参考映射下转换时75%HLG映射为100%SDR，与现有的高清电视节目字幕电平相同。反之，如果HDR节目内不得不采用一些带有白色字幕的高清SDR图像，用场景参考映射上转换时100%SDR映射75%HLG电平，与HDR图像中的白色字幕亮度相同。
最后，从节目内容上看，203尼特是HDR与SDR内容的分界线。高于203尼特的高光部分是HDR内容，只有HDR电视机才能正常再现，下转换到高清SDR后这些高光信息被压缩到只占用很少电平和亮度资源的拐点部分或全部丢失，低于203尼特的内容都能在SDR电视机上正常呈现。反之，用直接映射把高清SDR节目上转换为HLG时，100%SDR映射为75%HLG，因此所有信號电平都低于75%。用波监显示HLG信号时，如果信号电平始终低于75%只有两个可能，一是该节目不是HDR制作而是SDR上转换的，二是制作者错误理解了203尼特的作用，把所有信号电平都压低到203尼特以下。无论哪种情况，只要信号电平始终低于203尼特，都可以判定该节目不是HLG HDR。
从波形上看，对明暗相间的场景来说，制作正确的HLG信号中大部分内容低于75%电平，部分高光内容高于75%，看起来与高清电视信号波形没有太大差别，如下图所示。
综上所述，203尼特对HDR制作非常重要，但并不能简单地从技术角度判断某个HDR节目是否符合203尼特标准。B&P
（未完待续）
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