Allion Labs / Lexus Lee

隨著影音接口DisplayPort 與HDMI兩種不同規(guī)格的發(fā)展，電視與屏幕的廠商從過去到近期都將顯示分辨率的「10K,8K,4K」當做商品宣傳的重點，不過在缺乏可相對應的10K,8K影音播放來源的情況下，顯示器廠商大部分轉(zhuǎn)向以HDR作為宣傳的重點來向使用者說明HDR帶來的精致畫質(zhì)呈現(xiàn)。

什么是HDR(High Dynamic Range)？舉個例，以大家使用相機的經(jīng)驗，在拍暗的景色要對焦才拍得清楚，而拍亮的地方也要對焦才拍的清楚，那么如果把這二張圖中暗的地方跟亮的地方合并起來，就可以在一張圖中可以同時看到亮的地方跟暗的地方，那么這就是一張HDR照片(也就是說顏色對比更鮮明，照片更接近真實影像的色彩)。電視與屏幕的HDR其實也是與HDR照片有相同高細節(jié)效果，會指定用至少顏色深度10 bit以上來呈現(xiàn)更多色彩、使用的color space的標準像是色域BT.2020，以及使用可達最大亮度及最小暗度，來呈現(xiàn)HDR精致畫面給使用者。

目前推廣HDR著名國際組織有VESA(DisplayHDR)、UHDA、HDR10+，相關(guān)對應Logo如下，用戶可易識別出來產(chǎn)品是否有支持相對應的HDR功能

復雜HDR生態(tài)鏈的潛在風險

雖然以上三個國際標準有推出Logo驗證測試，通過驗證的產(chǎn)品才能使用其Logo做為消費者質(zhì)量把關(guān)的依據(jù)。由于市場上HDMI跟DisplayPort接口都可以支持Static/Dynamic HDR傳輸，同時也是市場上最常見兩大影音接口的主流，因此市場上也出現(xiàn)「HDMI to DisplayPort」或「DisplayPort to HDMI」的轉(zhuǎn)換芯片，這使得DisplayPort跟HDMI的裝置可以透過內(nèi)建DP to HDMI or HDMI to DP芯片的Dongle(轉(zhuǎn)換器)來相連接。以上轉(zhuǎn)換的過程也造成錯綜復雜HDR生態(tài)鏈，因為HDMI HDR與DP HDR產(chǎn)品的生態(tài)鏈都有復雜問題，甚至是DP to HDMI HDR產(chǎn)品交錯的產(chǎn)品生態(tài)鏈復雜程度更深！此篇文章便是率先討論最錯綜復雜DP to HDMI HDR生態(tài)鏈，后續(xù)的系列文章會針對個別生態(tài)鏈問題作探討。

以下為百佳泰（Allion）專業(yè)工程師針對DP to HDR實務上所做的研究與說明：

現(xiàn)在的Sink(信號接受端)產(chǎn)品，都有HDMI的接口但不一定有DP接口，而越來越多Source(信號傳送端)產(chǎn)品的廠商推出的產(chǎn)品只有搭載USB-C接口，故會需要一條USB-C to HDMI cable來把HDMI Sink 產(chǎn)品連接起來。由于HDMI 2.0規(guī)格也有支持HDR功能，而DP1.4也有支持HDR，所以DP Source 連接到HDMI Sink也是可以實現(xiàn)HDR功能，但作為連接線的USB-C to HDMI cable也是必需支持HDR的功能(如接連下圖所示)。

百佳泰實測以下有支持HDR的USB-C to HDMI Dongle，發(fā)現(xiàn)了兩個不同的現(xiàn)象。第一個是luminance(亮度)：例如在直接用HDMI 線纜連接到一臺HDMI HDR Source system時候，使用者的HDMI HDR Monitor/TV最佳的亮度可以達到600 nits。但是如果是連接到一臺DP HDR Source system，它亮度會下降，且這個變化是人的眼睛可容易識別出來。

另一個是Color Gamut Performance的改變，在HDR Monitor/TV的測試中，Color Gamut Performance的檢測是是關(guān)系到顯示器呈現(xiàn)物體色彩的表現(xiàn)，也是用戶有可能感覺到出差異的地方(同時也是面板顯示標準組織都會制定規(guī)格及要求檢驗的項目)。

以下圖來說，黑色的三角形為DCI-P3的規(guī)格要求，而紅色三角形是Monitor/TV，用光學設備所量出來的Color Gamut效能。要如何判斷顯示器的Color Gamut效能好壞，則要比較紅色與黑色三角形的重迭的部份跟黑色三角形的面積比，這個比例愈大愈好。

了解了上述的簡介，來對應到百佳泰實際在USB-C to HDMI 線纜的產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)以下圖表狀況：可清楚看到下方的紅色三角形比上圖的紅色三角形形狀不同，可以看出顯示器的Color Gamut被 USB-C to HDMI線纜給改變了，這個改變會使的原本HDR顯示器無法呈現(xiàn)良好色彩度。

VESA協(xié)會推出DisplayHDR認證測試，僅有對HDR面板產(chǎn)品檢測，并無針對DP Source產(chǎn)品及USB-C to HDMI/DVI Dongle產(chǎn)品做檢測，故可能會導致上述亮度與色彩度受到影響的狀況。若消費者買了HDR產(chǎn)品，在啟動HDR功能后，卻達不到HDR Ecosystem應有的HDR Performance表現(xiàn)，且消費者也找不出產(chǎn)生問題的根源，恐會對HDR產(chǎn)品的廠商商譽產(chǎn)生不信任。

百佳泰針對HDR的解決測試方案

Allion針對上述的各種狀況，推出了「DisplayPort ?Advanced Test Program」，透過此方案來解決VESA協(xié)會測試不足的部份。通過了DisplayPort ?Advanced Test Program認證測試，等于得到VESA DisplayPort的認證且多了質(zhì)量的保障。而百佳泰協(xié)助的 ITE半導體的HDR-Capable DP to HDMI2.0 Converter IC(IT6564)，是第一個通過這個DisplayPort Advanced Test Program認證測試，可做為質(zhì)量的擔保。

認證書如下圖:

關(guān)于未來HDR問題的延伸探討

無論是HDMI HDR與DP HDR產(chǎn)品本身轉(zhuǎn)換的過程恐就已令人霧里看花，若涉及到各產(chǎn)品的生態(tài)鏈，復雜程度又更深。百佳泰于認證測試領(lǐng)域已有近30年的經(jīng)驗，若有需要任何咨詢或認證的需求，還請聯(lián)系百佳泰

下一篇我們將針對以下案例做技術(shù)分享：

DisplayHDR Source進行應用實務分析：

• 由于DisplayHDR并沒有針對Source端做認證測試，探討DispalyHDR Soruce的設計可否對DisplayHDR顯示器產(chǎn)生正向的效果？

DP HDR to HDR10+實務分析：

• 由于DP to HDMI 芯片的使用，所以可使DP Source透過HDMI連接到HDR10+ 顯示器。就技術(shù)上的觀點來看，這類的芯片需要考慮到DP使用 static HDR技術(shù)：如轉(zhuǎn)換到HDR10+ 時需使用Dynamic HDR技術(shù)。同時也需要考慮的連接狀況還有一種DP也有支持Dynamic HDR，就是DP使用 Dynamic HDR技術(shù)：如轉(zhuǎn)換到HDR10+時需使用Dynamic HDR技術(shù)。