??? 光作為一種電磁波，具有兩種基本屬性：頻率和強度，而強度從粒子角度來看，也就是密度。光波的頻率決定其“顏色”，強度決定“亮度”，這是人眼視覺細胞受到光波刺激后產(chǎn)生的“感想”。

??? 人眼又具有一種特性，對于兩種不同頻率的光波以不同的強度同時照射(也就是混合)到同一片視覺細胞區(qū)域，就會產(chǎn)生不同于這兩種顏色的第三種的顏色感想。因此，即使手頭上沒有黃色的光源，也可以用強度接近的紅色光源和綠色光源混合得到黃色光源。
??? 光波的強度本身由發(fā)射體表面的（原子、分子）平鋪密度來決定，但光射出后的傳播方向可以改變，使用凸透鏡可以讓光聚焦到更小的范圍，其本質就是光的折射。同理也可以通過折射讓部分光偏轉，從而削弱到達指定區(qū)域的光的強度。因此，即使手頭上沒有強度為128的光源，也可以用強度為255的光源偏轉掉其一半來的得到128強度光源。
??? 綜上，只要有255強度的RGB三色光源，再配合能將光進行256級偏轉減弱的濾鏡，就能得到1677萬色，這就是8bit液晶顯示。

??? 市面上主流的背光模組能在經(jīng)過多層濾鏡衰弱后，最終呈現(xiàn)最高250nits亮度的“白色”，此時所有自像素偏轉開到最大，可能可以下探到0.25nits的全屏最低亮度點“深灰色”，這就稱為1000:1對比度，像這樣完全利用液晶模組對三色光進行256級偏轉來控制“白-灰-黑”亮度的方式就稱為SDR（標準動態(tài)范圍，Standard Dynamic Range）。
（“動態(tài)范圍”就是電信號活動變化的最大最小值范圍，對顯示設備來說就是電信號對應光信號亮度。）

??? 而在這個基礎上，在保持至少能辨別這256級灰度變化的前提下，在其兩端增加溢出的更多的“深黑色”和“深白色”,就稱為HDR（高動態(tài)范圍，High-Dynamic Range）。
??? 其中的“前提”是需要重點強調的，HDR必須在SDR原來256級灰階的基礎上擴展，HDR包含的數(shù)據(jù)必須比SDR的多。
??? 也就是說HDR相比SDR的R、G、B三維數(shù)據(jù)，必須擁有多出來的新維度，第四維數(shù)據(jù)。如何產(chǎn)生、利用第四維數(shù)據(jù)，也就是五花八門的HDR實現(xiàn)方式。

下面是我詳細列舉的無損HDR理論方法：

??? 針對單幀（圖像）的級別：
10bit法：把384-639映射為0-255,，前后剩下的作為溢出灰階，由2bit數(shù)據(jù)的0-4亮度控制切換。
獨立像素背光亮度法：每像素獨立調光，由額外隨意bit數(shù)據(jù)隨意級別亮度控制。

??? 針對多幀（視頻片段）的級別：
單幀總體背光亮度法：每幀調節(jié)平均背光亮度。（杜比視界的理想）

??? 針對場景（視頻分節(jié)）級別：
視頻分節(jié)場景總體背光亮度法：每場景調節(jié)平均背光亮度。（如果1幀就視為1個場景的話那就跟單幀級別沒區(qū)別了）

??? 針對文件級別級別：
視頻文件總體背光亮度法：每文件調節(jié)平均背光亮度。（PQ曲線、HDR10）

??? 上述方法都是把屏幕背光亮度作為第四維。即所需的屏幕面板依然為8bit，但背光亮度是可以由操作系統(tǒng)中的播放器實時控制的。

??? 上述方法中多次提及“平均背光亮度”，這是HDR的另一重點。HDR相比SDR還多出一種標準，那就是從SDR的“電信號轉顏色信號”提高到“電信號轉光信號”，SDR僅需描述和解讀RGB三色光強度的比例（例如R102 : G128 : B255），而HDR則具體到三色光強度的準確數(shù)值（比如R400nits + G500nits + B1000nits）。
??? HDR描述了實際場景亮度的絕對數(shù)值，保證實際場景和屏幕顯示出來的亮度一致，而不是由人的主觀來進行“比黑色亮就是白色”的補償。
??? 但這只是理想情況中的實現(xiàn)，實際上能達到準確現(xiàn)實B1000nits亮度的現(xiàn)實設備少之又少，在可以預測的將來也不存在普及的可能性。

所以目前對于HDR亮度映射的妥協(xié)方式有兩種思路：
??? 像SDR那樣按比例映射顯示設備最大最小亮度到視頻信號最大最小亮度；（可能會HDR了個寂寞）
??? 來硬的，大于顯示設備最大亮度的一律視為最大亮度，低于顯示設備最小亮度的一律視為最小亮度；（可能會變成全黑&全白一片）

??? 這兩種方式都需要在播放視頻文件前獲取亮度映射描述參數(shù)，也就是由視頻文件告訴播放器，視頻文件的最小亮度和最大亮度，從而讓顯示設備挑選一個在其對比例能力范圍內(nèi)最接近這個大小范圍的背光亮度。

??? 而如果遇到理想情況下，例如視頻文件描述為50nits - 700nits這樣不暗也不極端亮的畫面，而顯示設備能顯示0.8nits - 800nits的范圍，那就皆大歡喜不用做映射了。（雖然實際上視頻文件都巴不得描述0nits - 10000nits）。

??? 上述方法都是在硬件層面上，真正實現(xiàn)無損HDR的思路。
而其對硬件的成本需求，和軟硬結合帶來的軟件成本需求，都讓HDR的實現(xiàn)和普及變得稍顯遙遠。

??? 所以“軟HDR”就出來啦，因為人對0-255的灰度變化本來就不敏感，所以把0-255映射到55-200，然后把剩下的范圍填充為一片黑一片白，再加個智能HDR的名字，效果就是杠杠的啦。更何況YUV視頻文件本來就只有16-235級灰度，很多播放設備對此不做全范圍映射也沒多少人敏感得出來，所以軟HDR的效果就更杠杠了。