杜比視界（Dolby Vision）是由美國杜比實驗室推出的一項影響畫質技術。當前我們在影院、電視、藍光和視頻傳輸等方面的畫質標準，大都是基於以前CRT時代的指標來制定並且沿用至今，具有舊技術的局限性。

而杜比視界能夠充分利用新電影放映技術和新電視顯示能力的最大潛力，以此來提供高動態範圍(HDR)和寬色域內容。通過呈現出令人難以置信的亮度、對比度和色彩來改變電影、電視和遊戲的觀看體驗，呈現一個精緻的栩栩如生的圖像。

除了影像播放，杜比視界對影視內容的創作也有很大幫助。一直以來消費電子硬體的水平都是高於標準的，杜比視界為電影、電視和遊戲的創作者提供了他們需要的工具，可以更好地保持內容創作者的原本意圖，並讓消費者在不妥協畫面質量的情況下體驗真正的沉浸式內容。

所以「杜比視界」或者說「杜比」這一技術的出現，就像打通了影像顯示軟體/硬體的「任督二脈」，使各種影像資源可以從內容創作（片源）到內容呈現（電視）都保持著一個較高質量的還原度，從而提升整體的視覺體驗。

杜比視界：新一代的視覺體驗

說到提升視覺體驗或者說畫質的體驗，我們會想到與之相關各種各樣的配置、技術或者指標。但是通過各種屏幕傳遞給消費者的內容，本質上是通過像素組成的。所以從像素的角度來說，要提高電影、電視、遊戲和用戶生成內容的圖像質量就有三種方法:

l 更多的像素：更高的解析度，4K、8K等

l 更快的像素：更高的幀率及刷新率，60Fps、120hz等

l 更好的像素：更高的動態範圍，更寬的色域

4K電視的普及和8K電視的興起，賦予了圖像「更多的像素」使其清晰度有了明顯提升；在「更快的像素」方面，目前已經有電影在嘗試120幀的內容製作，同時屏幕的刷新率也在不斷升高，有些電競顯示屏甚至已經出現了240Hz的刷新率。但是超高畫質電視的高解析度和高幀率，都沒有提到關於如何更好地重現人眼可視亮度和色彩範圍的部分。杜比實驗室就針對「更好的像素」這一環節，完成了「高動態」以及「廣色域」的挑戰。

自然世界的色彩和亮度範圍比當前的電視、藍光和影院系統支持的範圍要廣得多。例如，在這幅簡單的花中，同一畫面的亮度範圍可以從背景的145nits跨越到花瓣黃色部分的14700nits。

目前的電視和藍光標準將最大亮度限制在100nits，最小亮度限制在0.117nits。同時標準還限制了可顯示的顏色範圍，這些對現代高畫質電視標準的限制，都是CRT時代的遺留問題。

杜比視界需要多大的動態範圍?

杜比圖像研究團隊針對一般觀看者進行了一系列的試驗，以便驗證該問題。研究者測試發現，觀看者更喜歡更低的暗場標準、更高的高亮標準和更廣的白場範圍。試驗結果表明，一個能夠重建0到10000 nits亮度範圍的系統可以滿足90%觀看者的喜好。

當前亮度和顏色範圍限制的另一個關鍵問題，來自於實際電視如何表示顏色。電視顯示器是一個加性的顏色系統，使用使用紅、綠、藍作為三基色，這意味著最亮的像素為白色。由於當前電視和藍光標準最大亮度為100nit，但電視的最大亮度已經達到了300到500nit甚至更高，因此電視廠商會把內容的亮度調高，以儘量利用顯示器的功能（這~就有點打腫臉充胖子的感覺了）。

當內容被調亮，畫面顏色會越來越接近白色，從而導致高亮的顏色會產生飽和度損失，圖像失真。例如，在常用顯示器上的最亮的飽和藍色大概是7 nits，這使得展現出來的天空沒有實際的那麼亮和那麼藍，但如果整體提高電視的亮度，又會導致藍色過度飽和，畫面過曝。

「杜比視覺」的出現就可以解決這個問題。在內容創作時，就使用具有更高的動態範圍和廣色域特性的顯示器進行調色確保最高保真度，採用杜比視界技術，保存圖片中包含的相關元數據。由於任何通過杜比視界認證的電視都是嚴格遵循杜比技術規範的，這就意味著它可以藉助於這些保存下來的畫面元數據重建出高質量的內容，並且以最合適和最精準的方式顯示在每個屏幕上。

因此，杜比視界才會被眾多工作室和電視廠商所採用，通過採用杜比視界高達4000 nits，未來將會達到10000 nits的最大亮度，內容創作者便能夠在當今具備相應能力的顯示器上面展現更加接近真實顏色的藍天。

杜比視界需要多少位色深?

在確定杜比視界能夠表示0到10000個nit之間的亮度之後，杜比尋找了一種有效的方式來傳輸這種高動態範圍的視頻。在目前的100nit標準動態範圍(SDR)系統中，視頻編碼的每個組件精度為8位，使用的是伽馬曲線。當距離增加100倍時，使用相同的gamma方法將需要14位深。

但實際上人眼對於暗場景亮度變化的敏感度要高於高亮場景。因此，杜比開發了一種新的電光轉換函數（EOTF），針對10000 nits的範圍，可以使用12比特完成原本需要14比特的編碼內容，並且不會引入任何邊界問題。這種新的感知量化方法已經被標準化，並且被廣泛使用於各種HDR相關的標準和應用中。

杜比視界顯示

杜比視界藉助於廣範圍的顯示設備實現更好的視覺體驗，電視機就是其中重要的一類。但是目前幾乎沒有可以滿足杜比視界內容的標準（4000nit亮度/12bit色深）的電視產品。這個時候就是動態元數據和顯示器映射發揮作用的時候：

l 動態元數據：在杜比視界內容創建過程中產生，攜帶有源系統中使用的分級內容和特殊信息，如：亮度修改信息和色彩拓展信息等

l 顯示器映射：在已知顯示設備的最大/最小亮度、色域及其它特性描述的情況下，匹配和調整目標顯示設備。

杜比視界內容創建過程中，每個場景產生的動態元數據都會被捕獲。有了這些信息，杜比視界顯示管理器能夠更準確地根據顯示的屬性調整內容，使色調得到適當的保留，這對顯示色彩是至關重要的。

這也是杜比視界方法與其他HDR解決方案之間的一個主要區別。通過元數據進行顯示器映射的方式，在電視上針對性地重建HDR內容，一台500 nits的電視就能呈現出不錯的效果，當然800 nits的電視又將會有更好的體驗。所以說，亮度越出色的電視，能呈現出來的杜比視界效果越好。

杜比視界技術已經超越了當前的電視和電影行業的圖像標準，從錄製/創作-存儲-傳輸-顯示等全流程，定義了一套更高亮度動態範圍和更深色彩深度的內容標準。杜比視界提供的這種端對端的解決方案，能夠提供更為生動的影像顯示，並且能夠更好地展現影視內容中的原創性意圖。杜比視界在增強了當今視覺體驗的同時，也為新一輪的電視、電影、遊戲和流媒體服務等領域的變革做好了準備，可以期待未來越來越多更高質量的杜比視界內容，在我們生活中普及。