HDR，High Dynamic Range 高动态范围，是一项用于提高画面动态范围的技术。它是一种受限于现代设备与技术而衍生出来的一种优化方法，目的是为了能尽可能的在图片中显示更多的细节。
 
HDR技术与MI技术有密切的联系，Multi-imaging，指同时（多个相机）或连续拍摄多张照片并合成一张照片输出。MI技术在手机中被广泛的使用，例如降噪、高动态范围、高解析度、景深合成……等等。对于HDR来说，使用这种技术我们可以通过拍摄几张不同曝光的照片，并使用后期的算法合成一张合成图，这样可以达到后期增加传感器动态范围的效果。（当然，最终效果依然需要考虑输出端的性能）
 
 
 
由于HDR技术是通过Tone Mapping 色调映射将高动态影像范围压缩至有限范围之间，因此理想的HDR功能需要保留场景物体的细节、场景的对比度以及正确显示本身的颜色。

现在正热门的相机测试机构，DXOMARK，主要从几个方面来评价移动设备的HDR性能： 
HDR Texture acutance（HDR纹理锐度）、Entropy（熵）、Visual Noise（视觉噪声）与 Color Consistency（色彩一致性）。
 

上图为DXO用于测试HDR模块的主要图卡，其中包括了用于侦测图卡位置的圆形侦测点、用于计算SFR的四个角、用于HDR评估纹理细节的枯叶图、用于线性化与评估对比度的63个灰阶块、用于评估色彩的色块（参考爱色丽24色块）。
 
HDR Texture acutance 评估图像纹理细节保留的情况与一般的 Texture 测试纹理不同，它更加注意与影像其他区域纹理对比。 
在计算后如果得出的数值最终大于0.85，则说明图像足够锐利；最佳锐度为0.95以上，但需注明是否因为影像不同区域适用了不同的色调曲线。
 
 
Entropy 则是使用线性化之前的影像直方图来计算，用于表示最终画面对于对比度的保留程度。其数值大于7表示影像中的对比度保留完好，数值介于6.5-7之间则为优秀。
 

在Visual Noise视觉噪声的测试上则采用来自色彩图卡中的6个色块加上及图卡背景去计算的。DXOMARK软件还会提供一个63灰阶块的预览图，用于直观的去分析噪声的影响。
下图的右边喂DXO预览图局部截图，可以发现倒数第二、三排的噪点较明显。
 
 
在评估色彩一致性上，软件显示包括ΔL、Δa、Δb、Δab等参数。
其中Δab小于8时，DXOMARK认为其色彩表现良好，数值大于15时则表示色彩存在清楚的差异。
 

为了准确的去评估不同设备 HDR 功能的影响，在DXOMARK测试中需要先拍摄一张Reference照片。Reference照片描述拍照性能一般表现的状态，而Sample照片则表现当拍摄环境处于现高动态范围时手机拍摄的性能。通过比较 Sample 与 Reference 来评估设备 HDR 性能的效果。

 
DXOMARK软件计算后，软件会显示几个关键参数：

 
由于运算有很大一部分将依据提供的 Reference 图片决定（例如计算色彩差异的时候），因此拍摄的 Reference image 是否符合需求是至关重要的。
DXOMARK 建议拍摄 Reference 的时候关闭HDR模式，并把两盏 LED 灯开到足够亮。当然，拍摄时也需要再次确认两盏LED灯是否亮度相同且均匀。
 
DXOMARK的 HDR 模块还包括了一张主观分析图卡及 HDR 图卡：

 
主观分析的图卡则是能在其他条件（如色温、亮度、拍摄距离等）都相同的情况，去主观地比较不同设备的效果；或者是在不同的环境下去对比同一设备算法优化前后的效果。
这类图卡中都会包含一些高低对比、横竖线条、复杂纹理、大面积的相同色块……等等元素，让测试人员可以在视觉上主观的评价影像并结合客观测试的内容优化设备。

HDR Noise图卡则是由28块光学中性滤片（密度值0-6之间）组合而成，最大动态范围为120dB也就是影像最暗亮度比上最亮亮度为1 : 1,000,000的图卡，可以用于评估噪声、暗信号、色调曲线和ISO灵敏度（ISO 12232）。
虽然也是为了测试HDR，但相比于HDR算法，它更侧重于评估设备在不同曝光（包括HDR）下的性能表现，例如用于测试 Dynamic range、Contrast dynamic range 以及在不同亮度下噪点的评估（SNR）。
（算法中OECF函数推导并非使用此卡，使用的是综合测试图卡的灰阶）

如今在各个数位传输领域，不管是输入设备或是输出设备，都一样在追求高动态范围。有着高动态范围对设备来说确实重要，但高动态范围是否意味着准确的色彩和完整的细节呢？
使用HDR模块，让DXOMARK来为你找出答案吧！
 

*另外值得注意的是，在 DXOMARK 新导入的评分项目“预览，preview”，显示器的“预览”评分中也涉及到了HDR部分。（实际HDR效果与预览HDR效果的对比）