HDR 图片
我非常喜欢 HDR 照片,在回看 HDR 照片时,仿佛回到那瞬间,再看一眼还是会感动。
HDR 支持检测:
如果看不到本文的图片 HDR 效果不一定是设备不支持,可以保存图片到系统相册看是否支持。
什么是 HDR
Adobe 作为现行 HDR 照片标准的制定者之一,可以阅读 Adobe 官方写的关于 HDR 照片的文章了解更多信息:https://blog.adobe.com/en/publish/2023/10/10/hdr-explained
通过 Adobe 的 Gain Map Demo App:https://helpx.adobe.com/camera-raw/using/gain-map.html 可以查看 HDR 照片中的相关 HDR 信息。
其实现在说的 HDR 和以前的 HDR 不是一个东西。以前的 HDR,是通过包围曝光来合成一张将照片的亮部和暗部都能够保留的照片,而现在的 HDR 是指通过屏幕来对照片的亮部提亮,暗部拉暗,从而提升对比度,使其更接近于其原本在人眼中的样子。
从本质上讲,HDR 是一套技术,旨在以更高的保真度呈现我们周围的视觉世界。它允许捕捉和显示现实生活中更广泛的光强度。与标准动态范围相比,它可以显示更深的颜色范围。它还定义了一组规则或转换,可以在 HDR 屏幕上显示更亮、更深的内容。这些转换称为色调映射(Tone Mapping)。
你可能会问,什么是色调映射?为了理解这一点,我们首先需要了解余量的概念。
要理解余量,我们需要谈谈摄影中的动态范围。
人类视觉系统的惊人特性之一是能够适应各种输入刺激,从夜星的昏暗光线到阳光的极端亮度。
动态范围一词是指图像最亮和最暗色调之间的对比度。
在标准动态范围显示器上,您只能准确呈现部分真实光照范围。尽管图像看起来不错,但图像范围会发生色调压缩。另一方面,HDR 显示器可以比 SDR 更好地呈现暗色调和亮色调,而且妥协更少。
例如镜面高光。或者来自发光物体的光线得到更好的保留。HDR 可以表示的峰值亮度可能远高于 SDR 峰值。根据 ISO 图像标准,最亮的 SDR 信号也称为参考白色。参考白色大约是室内环境中一本书的一页的亮度,或 Keynote 演示文稿的白色背景。
另一方面,HDR 显示器让我们能够渲染比参考白色更亮的镜面高光或发光物体的光线。额外的亮度称为余量(Headroom)。
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看这张图片(如果当前浏览环境不支持 HDR, 那么什么也看不到):
HDR 照片标准
截至2025年,高动态范围(HDR)照片的格式和标准已取得显著发展。主要的HDR照片格式及其相关标准如下:
格式/标准 | 描述 | 兼容性 |
---|---|---|
HEIC(HEIF格式中的HEVC编码) | 支持 HDR 的图像格式,采用 HEVC 编码,具有高压缩效率。 | 广泛支持,包括苹果设备和部分安卓设备。 |
AVIF(HEIF格式中的AV1编码) | 基于 AV1 编码的图像格式,支持 HDR,并提供高效的压缩性能。 | 逐渐被更多平台和浏览器支持。 |
JPEG XR | 由微软开发的格式,支持高动态范围图像和更好的压缩性能。 | 在某些专业应用和微软生态系统中使用。 |
JPEG XL | 新一代图像格式,支持 HDR,旨在取代传统 JPEG,提供更高效的压缩和更丰富的功能。 | 正在被逐步采用,未来有望成为主流。 |
HSP(CTA 2072 HDR静态照片接口) | 由 Panasonic 相机使用的格式,采用HLG传输函数进行 HDR 照片捕捉。 | 主要在特定 Panasonic 相机和显示设备中使用。 |
ISO 21496-1 增益图 | 由 Adobe 和 Apple 联合提出的标准,通过在SDR数据上添加转换层,实现 HDR 显示,同时保持对 SDR 显示的兼容性。 | 被 Apple 称为 Adaptive HDR,支持平台包括 macOS 15、iOS 18、iPadOS 18、Android 15 和基于 Chromium 的浏览器。 |
Apple 增益图 | Apple 的私有实现,添加在 SDR 图像上的 HDR 信息层。 | 在 Apple 设备和软件中得到支持,但未完全公开文档。 |
Adobe 增益图(Ultra HDR、Super HDR) | Adobe 提出的增益图方法,被 Google 称为 Ultra HDR,三星称为 Super HDR。 | 在Android 15中同时编码 Ultra HDR 和ISO 21496-1 格式,逐步被更多设备支持。 |
Apple EDR(极限动态范围) | Apple 在 macOS 和 iOS 中使用的技术,允许在同一屏幕上显示 SDR 和 HDR 内容。 | 主要在 Apple 设备上使用。 |
OpenEXR | 由工业光魔(ILM)创建的开源高动态范围图像格式,广泛用于电影和电视制作。 | 专业领域使用,特别是在视觉效果和动画制作中。 |
ACES(Academy Color Encoding System) | 由美国电影艺术与科学学院创建的完整色彩和文件管理系统,支持 HDR 和广色域。 | 专业电影制作中的标准工作流程。 |
以上的多种标准可以总结为 2 类:
- PQ 原生带有亮度信息的 HDR 照片,例如 AVIF、HEIC,这类照片采用了更广的色域
- Gainmap 通过附加增益图来实现的 HDR 照片,兼容性更好,在不支持 HDR 的设备上可以回退到 SDR
Gainmap 也是一张图片,它是灰色的。在受支持的屏幕上,为 Gainmap 里白色的部分(即高光)增加额外的亮度,来实现 HDR 光照的效果。
HDR 照片示例
我用自己相机拍摄的 RAW 照片导出了各种格式的 HDR 照片。
选择哪一种呢
我的个人实验结果来看,Apple HDR 是目前兼容性最好的格式,在 iOS/Mac OS/Android 受支持的设备上都可以正常展示 HDR效果。
如果要保存到相册,后续回忆观看的话那么:
使用 Camera RAW 选择 Adobe Adaptive Color 选择无 Maximized Compatability 导出 AVIF 可以获得最佳的 HDR 照片。
这个配置导出的优势是:
- 10 Bit,仍有后期空间,而且颜色过渡不会出现断层
- 体积超小,画质也很好,兼容性也算好(对比苹果自家的 HEIC 来说)
- 此 AVIF 再放入 Camera RAW 仍然可以识别为 HDR 照片,可以重新编辑 HDR 效果
- 在 iOS/Mac OS 都能正确激发 HDR 显示(iOS Safari不可)
那么 JPG 呢?
- Apple HDR 的 jpg 兼容性最好,Apple HDR 是在 iPhone 12 上推出的,现在已经过去好几年,大部份软件都支持,通过 Photomator 可以将照片转换成 Apple HDR,但是 Photomator 转换的 HDR 照片亮度是直接拉满的,颜色和观感都不正常
- 现在新的 iOS 拍摄的 HDR 照片叫做 Apple Adaptive HDR,也就是 ISO 21496-1 HDR
- iPhone 拍摄的 ISO 21496-1 HDR 照片可以在受支持的设备上的浏览器展示,但是通过 Camera RAW 导出的 ISO 21496-1 HDR 照片无法在 iOS Photos 上触发 HDR 亮度,Camera RAW 导出的 Gainmap 是 Multichannel 而 iPhone 的是单 Channel
- 带有 HDR 的 JPG 照片现阶段在除了 Photos 的其他软件中再次编辑无法保留 HDR 增益图
HDR 照片相关软件
- Photos
- Photomator
- Camera RAW
- https://github.com/grapeot/AppleJPEGGainMap
- https://github.com/chemharuka/toGainMapHDR