HDR 浅谈
最近 HDR（高动态范围） 是一个很流行的词，但是，大部分人对 HDR 都是知其然而不知其所以然，本人对 HDR 在之前也有一些困惑之处，经过一些询问和研究便有了这篇文章。
照片 HDR
HDR 这个词最开始就是摄影用词，由于人眼看到的图像会经过大脑的处理，所以“看到”的景象并不是真实的（定性而不是定量），譬如下面两个图
永远“不直”的线
永远“数不完”的点
人眼会自动对亮度高的区域做暗化处理，而对亮度低的区域提高亮度。
但是，对于相机的感光元件来说，得到的是准确的信息，所以经常会遇到拍出来的相片过曝或者暗部细节丢失，即使拍摄对象看着没问题。
有没有方法解决呢？有。
简单的说，现在拍两张照片，一张过曝，一张过暗，再运用算法将两张照片合称为亮度均匀的一张，这样就不会有亮度问题了，这就是相机上的 HDR。
因为所得到的图片既有低亮度部分，也有 高亮度部分，所以称为高动态范围（HDR）。
具体的算法比较复杂，包括对图像内容的识别，渲染，色调映射等，可以参考以下内容。
显示器 HDR
显示器 HDR 和非 HDR 主要区别就在于三点，色彩空间，位深度和亮度。
色彩空间
简单的说，色彩空间就是颜色的范围，对于显示器来说，色彩空间越大，表现的颜色越多。如果拍摄的照片中有的颜色显示器不能显示，就会发生偏色。
而 HDR 就要求使用较高的色彩空间，这样显示器可以显示更多更精准的颜色。
常用于显示器的色彩空间有 sRGB 和 DCI-P3。
色彩空间的数学原理请看这个 色彩空间基础。
亮度
显示器需要亮度标准，才可以尽量的模拟现实世界，比如有一个手电筒向你照来，你会觉得刺眼。显示器想要达到这种效果，就必须足够亮。
位深
红绿蓝是对于人眼的光学中的三原色，依靠红绿蓝三种颜色可以任意组合成看见的真实的颜色。
显示器如果想要精确组合颜色，就需要让每一个颜色强弱有更多的级别，于是 10bit 这个概念就诞生了，10bit 指三原色中每种颜色都有 210 个级别（10 位；10bit 指位深），三种颜色共能组合出 1024×1024×1024=10.7 亿 种颜色，而市面上常见的 8bit 显示器只能表示 256×256×256=16.7 百万 种颜色。
颜色和色彩空间的关系
由于显示器的显示能力有限，所以不能 100% 表现出真实的颜色。纵使 10bit 能表示 10.7 亿 种颜色，但是这些颜色也必须在色彩空间规定的范围里。（10bit 和 8bit 的区别就像做功方式不同，且无论哪种方式效率都不能是 100%）。
有关色彩空间和颜色转换请看这个色彩管理知多少。
而显示器能显示的亮度的范围高，能显示的颜色多，就是高动态范围。
视频 HDR
现在知道了色彩空间的基本概念，那么现在就来下定义：使用了 BT.2020 色彩空间的视频就是 HDR 视频。
从前大部分视频，都是采用了 BT.709 色彩空间的，它在 1990 年便产生，限于当时的条件，这个色彩空间放到今天已经不够使用了，所以诞生了范围更广的 BT.2020（注意，BT.709 和 BT.2020 是用于电视的标准， sRGB 和 DCI-P3 一般用于衡量显示器表示颜色的能力）。
其次是位深，虽然上面定义了 视频的 HDR 只与色彩空间有关，但是亮度变高的同时，颜色细微的差别也会被放大，导致颜色过渡不自然，那么自然也需要更高的位深才能得到更好的效果。
能显示的颜色丰富，就是高动态范围。
有关 HDR 视频编码和组成上的规范，请参阅这里 HDR视频的编码参数。
其他
由于 JPEG 和大多数的视频都采用 YCbCr 颜色系统，这套系统通过一个单独的 Y（明度）确定亮度，所以天生就比 RGB 颜色系统具有 HDR 转换上的优势。关于 YCbCr 的内容请看下一篇。
对于 HDR 资源和非 HDR 资源来说，即使是一个“颜色”（即具有一个相同的 RGB 值），他们所代表的颜色也不一样，因为色彩空间不一样。所以在使用者需要进行一些转换，这也导致了一些问题。