之前做小米S Pro的測試時，我們就認為小米S Pro在HDR映射部分的表現很糟糕，在播放超出自身亮度的HDR視頻時，會出現高亮部分完全無細節的表現。很多讀者表示這部分不是很理解，也有讀者認為HDR映射對於電視來說，並不是一個非常重要的功能。那麼關於HDR映射，這個功能的意義是什麼，它對於電視來說真的不那麼重要麼？今天我們就來討論一下。
從我們的角度來看，一款電視的HDR效果好不好有三個因素，首先是本身的硬體條件，也就是包括色域、亮度等部分；其次是在播放HDR視頻時，它是否能相對完美地表現HDR視頻的亮度信號，說簡單點就是亮度信號是多少，電視就能表現出現符合的亮度，不會出現過亮或者過暗的問題；最後是當HDR視頻的亮度信號超出顯示設備的範圍時，電視或者顯示器能否儘量保留圖像的細節和顏色。
第一點我們就不多說了，這個電視出廠就基本固定，可以用設備測試出來亮度以及色域；第二點我們可以用PQ EOTF曲線來表現，也能通過軟硬體測試，比如在一定範圍的亮度下，電視的亮度表現是否和HDR亮度信號接近，也接近也就表示越好，如果偏離過大的話，就可能出現電視比應有的畫面亮度偏高或者偏低，也就是過亮或者過暗。
比如在上圖這個PQ EOTF測試中，黃線就代表著視頻的亮度信號，而灰線則代表著電視的實際情況。這個測試中，電視的亮度大多數在黃線之上，也就是代表著大多數時候它都過亮了。這種情況在不少電視上都能見到，比如三星的Mini LED電視，很多時候都會顯得過於明亮鮮艷。客觀上這當然不會是正確的效果，但實際表現如何，一部分可能還需要用戶主觀來確定。所以我們一直在也表明一個態度：不同用戶的喜好不同，對於畫質的態度也不同。而我們只能以一個相對客觀的標準來做判斷。
不過現在我們主要是討論第三種，也就是HDR視頻的亮度信號超出電視亮度的範圍時，電視應該有什麼樣的表現。也就是我們今天要聊的「HDR映射」，當然HDR映射本身是一個很複雜很繁瑣的東西，我們儘量將其簡化一些，同時我們也無法保證我們的觀點和論據完全沒有任何問題，所以也歡迎大家指正以及交流。
HDR映射是一個比較簡單的說法，實際應該叫HDR色調映射Tone Mapping，這門技術或者功能的意義就是讓HDR視頻的高亮度內容在低亮度顯示器上還能保留圖像細節和顏色。從可以應用在視頻亮度超出電視本身亮度的時候，也能應用在將HDR視頻在SDR設備上播放的時候。從本質而言，色調映射就是模擬相機把HDR內容從高亮度映射到低亮度從而實現壓縮動態範圍，通過調整亮度同時改變圖像對比度和動態範圍，從而讓效果更好，或者說儘量達到HDR視頻原來的畫面，當然除了亮度。
從廣義來看，HDR映射通常有局部、全局和時域三種模式，其中局部主要是用於圖片，而全局則用於視頻居多，這個很好理解。而且全局映射實現簡單運行速度快，外加是直接映射每個像素的亮度，所以自然也就應用在視頻上了。這種HDR映射並不局限在SDR或者HDR設備上，HDR轉SDR也好，HDR高亮度信號在低亮度設備上播放也好，它都會起到關鍵作用。
全局映射實際上對電視來說，就是調整暗部和亮部的曲線函數。這就有點像我們做圖拉直方圖的曲線，然後圖片亮度、對比度就有變化一樣。電視的HDR映射其實就是把高亮度的信號進行壓縮，讓暗的地方不要過於明亮，同時讓明亮的地方儘量接近原生信號的亮度，也就是接近電視的最大亮度。這個曲線函數有個普遍的特點就是S型，前半部分"Toe"防止暗的部分太亮，後半部分"shoulder"把亮部映射到接近最大亮度，中間部分就是"mid tone"接近線性。 HDR映射曲線本質上就是一個縮放函數起到調節亮度的作用，整個函數本身的作用是用來調節亮度，而這個過程中的映射曲線則改變了動態範圍，顏色也可能因此而改變。
HDR映射的縮放模式有很多種，沒有完全統一，而且動態HDR其實是不需要考慮這個問題的，杜比的杜比視界和三星的HDR10+，都有自己一套映射邏輯，廠商不會去更改，而且效果都不錯，無論多高的亮度，在電視上映射出來的畫面都比較準確（除了亮度之外）。所以電視在HDR映射這部分主要是針對的HDR10+和HLG這樣的靜態HDR，我們在電視上看到的HDR映射選項，也都是針對HDR10和HLG的，不會針對動態HDR格式。
通常來說，為了在HDR色調映射前後保持色調一致，需要對RGB進行統一縮放。一般來說，步驟是先放大成絕對亮度(參考白值為1的相對亮度)；然後把RGB的亮度和參考白值的亮度代入色調曲線，再相除得到色調映射後的亮度；色調映射後的亮度除以色調映射前的亮度得到縮放值；最後RGB乘以縮放值就是色調映射的RGB。
但問題是，這些步驟雖然是必要步驟，但具體的縮放方式則有很多種，而且廠商也會根據自己的調教趨向來設計，所以每個廠商的HDR色調映射肯定是不同的。這個要談深了就非常複雜，而且也不是說每個廠商最終的效果就一定會非常好，除了廠商技術人員自己的取向之外，也和技術本身水準有比較大的關係。
比如上圖是一個1000nits信號下的畫面，電視亮度足夠的話是不需要做壓縮映射的，只需要實時反映正確的亮度信息即可。但如果這樣的畫面從1000nits亮度信號上升到4000nits甚至10000nits，那麼現在的電視大多數都無法達到這樣的亮度，那就需要做HDR色調映射了。這個時候廠商在這部分的調教水平就會比較清晰了。
之前我們做小米S Pro的測試時，就已經展示過相應的畫面。在4000nits下，小米S Pro的FM模式幾乎是採用了一刀切的方式，超過自己亮度的畫面直接以接近自己電視最高亮度顯示，幾乎談不上什麼縮放映射，這樣高光細節全部丟失，唯一的優點就是顏色部分還比較準確；而TCL的Q10G的HDR映射則比較明顯，高亮細節比較清晰，但出現了動態丟失，導致發色暗淡的問題，包括馬的顏色和地上草地的顏色。這種問題其實也出現在我們測試的其他一些TCL的機型上，隨著HDR映射亮度的提升，TCL機型顏色部分可以更接近正確，但高亮細節則會出現一定程度的丟失，儘管不像小米這樣誇張！
當然也有像LG和飛利浦這樣在HDR映射部分尋找一個平衡的，儘量在亮度不夠的時候展現高亮細節，同時保持顏色儘量準確的。但是和實際不需要壓縮亮度的畫面相比，還是有一些差距和不同，主要還是體現在高亮細節部分。所以這部分，要說哪個電視廠商做得完美可能很難，每個廠商都有自己的優缺點，但是小米S Pro那樣直接一刀切幾乎將高亮細節丟失完肯定是不行的，具體如何用戶可能更需要不同電視之間的AB對比才能得到結論。
當然如果有興趣，用戶也可以自己裝一台電腦接入電視，用MadVR插件自己來調試HDR的映射，通過GPU足夠的算力，如果能配置適當的參數是可能獲得比較好的HDR映射效果。不過一些人也有自己的想法，表示HDR映射其實沒那麼重要，理由是目前絕大多數UHD藍光都是峰值1000nits的亮度信息，目前大多數中高端電視都能達到這個亮度，所以無需壓縮亮度映射，那麼這個HDR映射能力也就沒有用武之地了。
但事實真的如此麼？首先我們承認大多數目前的HDR電影和電視劇，是1000nits的峰值亮度，但這並不表示更高亮度的電影和電視就缺失了。在肉眼可見的日子中，4000nits的電影是越來越多，原因之前我們的文章曾經說過，好萊塢工作室逐漸開始採用索尼4000nits峰值亮度的監視器，那麼後期峰值亮度也會越來越多使用4000nits的峰值亮度，這還不說其他高亮度的演示片和紀錄片。老一點的片子比如《邊境殺手2》《鬼入侵》等，都採用了4000nits峰值亮度，最新的包括《碟中諜7》也是4000nits的峰值亮度，所以HDR映射意義不大這個說法，其實並不準確。
當然了，一些片子採用杜比視界，如果使用支持杜比視界的藍光播放器或者安卓播放器的話，HDR映射不是什麼問題，因為我們說過動態HDR有自己的一套映射邏輯。但是考慮到電視本身的播放器以及廣大用戶使用的KODI、Infuse等並不會支持雙層杜比視界的UHD藍光原盤，所以在播放這些4000nits電影的時候，都是以HDR10來播放，這個時候HDR映射就顯得很關鍵了，何況TCL、海信、小米等電視的播放器都已經可以支持M2TS的格式。
當然了，對用戶最簡單的方案來說，就是購買一台峰值亮度足夠高的電視，至少超過觀看視頻亮度信號的電視。比如1000nits的電影電視劇，那麼購買一台峰值亮度超過1000nits亮度的電視就行，這當然毫無難度。如果針對4000nits的電影，現在市面上海信、TCL、長虹也有峰值亮度超過5000nits的電視。如果覺得囊中羞澀的話，那麼擁有一款HDR映射足夠好的電視，似乎是一個更好的選擇！