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再聊Win 11的HDR:系统默认HDR不可取怎么调都无法完美

2024-06-25 来源:网络

再聊Win 11的HDR:系统默认HDR不可取怎么调都无法完美(图1)

  我们记得前两年,我们曾经做过一些关于Windows系统HDR的内容。当时我们认为在微软的设计下,这种强制映射到BT2020的做法,会让亮度和色域值不够的显示器在很多时候呈现出发灰、褪色的问题。所以我们曾经表示,未来如果要让Windows在HDR下的效果和SDR类似的话,那么我们得需要一个BT2020色域足够高的显示器才行。

  但事实上,这个结论现在看起来不完全正确。因为即使BT2020色域更高的Mini LED显示器,在HDR下桌面效果依然要明显低于OLED显示器,比如LG的WOLED显示器,BT2020色域通常只有72%,而一些Mini LED显示器的BT2020都已经超过80%,但OLED显示器看起来在Windows桌面下褪色变灰情况要好得多。

  所以基于Windows HDR更多的疑问,我们查询了更多资料,也验证了更多显示器,甚至用上了一些专业的测试仪器。现在我们在过去的基础上,获得了更多有趣的信息。至少从目前来看,我们认为没有一个显示器能在Windows HDR模式下,在桌面以及大多数非HDR内容上获得足够正确的画面。简单来说,就是无解,除非微软自己解决。

  从我们了解和实验的情况来看,支持HDR的显示器在Windows HDR下出现发灰、褪色以及亮度变化的原因,主要还是显示器处理色彩转换的效果很差,这其中包括了两部分,一部分是伽马,另一部分则是颜色。换而言之,我们也可以认为OLED显示器在色彩转换上的处理要强于LCD显示器,这和BT2020色域的关系并不是那么紧密。所以在Windows HDR下画面不正常是一种常态,而看起来更正常的显示器其实在一些应用场景中也会出现问题。

  简单来说,当我们在Windows上启用HDR模式时,就是在告诉显示器正在输入映射到ST2084 EOTF(电光传递函数)的内容,通常称为PQ曲线。HDR并不是让画面完全更亮,而是让内容在某些情况下以及图像中某些应该更亮的部分达到更高亮度。显示器在HDR模式下,当然也会遵循相同的PQ曲线。所以如果在视频和游戏中采用正确的HDR内容,显示器就会匹配,并且达到很好的效果。

  但问题就在于当我们将系统切换到HDR时,我们看到的大多数内容其实都是SDR,包括桌面、网页、文本等。更关键的是,即使整个系统看起来已经是HDR,但原本的SDR内容的伽马值依然是遵循sRGB,也就是Gamma 2.2的标准。这就等同于显示器是以HDR模式运行,但实际内容却是在SDR标准,这就导致了褪色和亮度变化的情况,因为内容和实际显示并不匹配。

  实际上从一些测试来看,当Windows设置为HDR后,SDR的效果会非常差,比如说伽马值,原本应该是2.2的,但实际测试下来和标准相差太远,大多数试试要么高得离谱,要么低得离谱,这说明一些内容会偏暗,一些内容又会过亮(会导致失真)。而且在HDR模式下,SDR的色彩准确性也非常差,ΔE数值通常都会接近7,远远超过了人眼无法判断的范围,也就是说即使是一个普通人,在HDR模式下也能看到SDR的颜色有多糟糕。

  另外一个我们认为Windows HDR下桌面效果不佳的因素,是色域!目前大多数人都是广色域显示器,无论是SDR还是HDR下,都有足够的色域去显示上佳的画面。但是当Windows开启HDR之后,那么显示器的色域将会明显下滑,这是因为它会在系统中去尝试模拟用户SDR内容的sRGB空间,而不是显示器自己所标榜的DCI-P3色域或者BT2020色域空间。

  这个解决方案当然没有什么问题,有的时候效果还不错,但有的时候效果则比较糟糕,但无论如何,它都会让显示器无法达到自己应用的原生色彩空间。或者用一种简单的说法,当在SDR下,如果看到的色彩会比HDR模式更准确和生动,这是因为在HDR下看SDR,色彩空间已经被压缩了。

  打个比方,一个显示器在SDR下,sRGB的色彩空间覆盖可以达到126%,如果切换到HDR模式后,它的sRGB色彩空间覆盖就要降到97%左右。这样一来,我们观看SDR内容时,自然会感到褪色或者觉得颜色亮度更低了。

  所以从目前的显示器和系统角度来看,如果在没有任何设置的情况下,不管多好的显示器,都会在Windows切换到HDR下,出现桌面效果明显下滑的情况,只是下滑的幅度多少而已,这取决于显示器本身的色彩转换能力和对比度水准,这也是为什么OLED显示器即使色域数据看起来和现在Mini LED显示器差不多,但效果却明显更强的原因。

  那么一些人会说,我们能不能通过显示器内部的设置进行颜色、亮度、伽马的调整,让系统SDR内容在HDR模式下看起来更正常呢?我们要说这是一个可行的思路,但实现起来难度不小,而且也无法完美。首先大多数显示器在设置为HDR后,就无法通过OSD菜单去调整色彩、亮度了,因为在HDR模式下,显示器有一套自己的色彩和亮度预设标准,去正确处理HDR内容。所以显示器的可调整选项,大多数是针对SDR的,而不是HDR(显示器局域控光是个例外)。

  既然显示器硬件设置行不通,那么能不能利用显卡自带的色彩管理呢?答案是可以!事实上,我们自己也测试过,以N卡为例,如果在LCD显示器上开启HDR后桌面褪色发灰,那么有两种办法可以让画面看起来稍微正常一些。一个是在Windows HDR的选项中将SDR内容亮度进行调整,一个是在显卡的相关选项中将对比调高。

  但问题是,如果调整了Windows SDR内容的亮度,会出现很多麻烦的事儿。因为这个SDR内容亮度调整,实际上不是调整背光,而是调整白电平,也就是说亮度调低,最低黑色亮度也不会改变,那么结果就是显示器的对比度降低;如果亮度调高,对比度当然会增加,但是一些SDR内容会显得太亮而导致过曝失真。

  那更改显卡色彩部分的内容呢?我们试过,如果将N卡对比度调高,那么此时桌面看起来就相对正常了,我们认为这也是对比度理论无限的OLED显示器效果比LCD显示器更好的原因。但问题是,N卡的设置不但可以用在系统的HDR下,同时也会用在SDR下,所以当系统改回SDR后,显卡中的设置也会起效,这样瞬间就让整个画面出现问题了。

  另外像微软很多工具其实也没有针对HDR优化,比如截图工具,如果在HDR模式下对SDR内容截图,那么截取的图片全部都有问题,都会过曝无法使用,这个时候只能在SDR模式下才能正常工作。所以从这个角度而言,目前我们无法让系统默认使用在HDR下,因为在大多数是时候,我们总能找各种无法继续的原因。

  HDR对于PC来说当然不是没有意义,因为毕竟现在有这么多的游戏和视频支持HDR,同时微软和显卡厂商也开发了自动SDR-HDR的功能,包括在视频和游戏上,只是没有原生HDR那样出色。但我们要说的是,现阶段不管如何,在Windows下默认开启HDR都是一个糟糕的决定,因为没有任何一个显示器能做到完美,当然因为微软的缘故也做不到完美。

  我们的建议就是日常在不玩HDR游戏和观看HDR视频的时候,显示器就应该处于SDR模式下,只有需要玩HDR游戏和观看HDR视频时,用户才有必要将系统设置为HDR模式。其实我们觉得微软真应该学学苹果在Mac系统上的做法,或者微软和软件公司应该将内容识别设计得更好一些,让系统和显示器在识别到HDR内容时自动调整,而不是像现在这样手动。

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