【走进科学】在线看HDR视频画面出现色块的原因是......
泰坦军团【走进科学】栏目旨在为玩家解决在使用显示器时遇到的技术问题而设立。通过每期1个案件分享,帮大家抽丝剥茧找到真相,让大家变身技术大神!
今天为大家带来的是【走进科学】栏目:
使用mini-LED显示器在线看HDR视频,出现色块怎么办?
PART-01
问题描述
有玩家反馈:使用MINILED显示器在播放油管视频《Real 4K HDR 60fps: LG Jazz HDR UHD (Chromecast Ultra)》https://www.youtube.com/watch?v=mkggXE5e2yk 时,在1分37秒处画面出现异常色块,怀疑与显示器质量问题有关。

PART-02
分析过程
色块问题是由于显示器导致的、与主机和视频网站无关吗?
对此问题,泰坦军团聘请了业内知名侦探团队“真相组”尝试使用手上型号为P27A6V 的mini-LED显示器进行复现。在连接到使用Nvidia RTX 2050显卡的笔记本时,异常色块问题并没有出现,而在使用AMD RX6950XT的PC主机上,画面终于偶现异常色块问题!
两台主机出现不同情况,主机和视频网站的锅肯定跑不掉!
因此,真相组接下来都是基于AMD RX6950XT + Adrenalin 22.5.1版驱动 + Windows 11(打完所有补丁)平台继续向真相推进:

▲使用Nvidia RTX 2050时完全没有任何问题,强拉中灰之后能看到围绕在高亮区域周围的光晕,其他地方都是黑色,背光没有被点亮。——这张画面,大家可以默认为是整个图片最正常的状态。

▲播放相同视频,将测试平台换成AMD RX6950XT之后,原本应该是黑色的部分出现了大面积的绿色色块。
与主机和视频网站有关,难道就一定与显示器无关吗?
现场复原之后,真相组继续播放,看看能否找到破案的线索:

▲在多次播放后,真相组发现规律:原本应该是黑色的地方出现了绿色色块,但是亮色区域的边缘以及鼠标的边缘,却是正常的黑色。而且鼠标边缘的黑影会随鼠标一起移动。这个问题不仅仅只有这个画面有,其他的画面以及其他的HDR视频,也偶尔会出现相似问题。
▲比如在1分钟左右出现的红色小球,注意此处色块有明显边界。——这说明什么?
这明显是编码器所切割的画面区域,背光的光晕是不可能出现这样不规则矩形阵列的。
根据色块的形状,真相组做出了一个大胆的猜测:浏览器的编解码器和可能就是幕后黑手!
但有没有可能,这些色块就是画面的原生内容?
真相组就沿着这个猜测的方向继续向前求证:

▲真相组又找到了另一个能出现绿色色块的HDR视频:

▲在切了很多次HDR之后,真相组甚至拍到了这样的画面。

▲延长相机曝光,不看不知道,一看吓一跳。

▲但是,如果把鼠标挪上去,这些绿色异常画面又消失了。
绿色色块会不会是画面本身的内容?
难道mini-LED显示器的分区背光会将画面中自带的画面消除掉?
让我们一起来看另一个视频的情况来进行验证。
使用PowerDVD播放迪士尼的北极熊纪录片HDR视频来进行演示。

▲原画面内容中,人物左手上方有一大片噪点。

▲延长曝光就能发现。

▲放大看细节,上图为没有鼠标的样子。
▲有鼠标的样子。
通过以上对比得出结论:分区背光不会将画面中自带的噪点(原生内容)消除掉。

那么,它的形成与显示器的分区背光和显示器HDR有关系吗?
那是不是视频网站开HDR的问题?真相组继续用HDR视频进行测试。

▲开HDR,出现绿色色块。

▲关HDR,显示器打开分区背光(Local Dimming),画面显示正常,见上图。

▲关HDR,并同时关掉分区背光(Local Dimming),画面显示正常,见上图。
上述四组画面表明,仅在开启HDR时会出现画面色块问题。
播放HDR视频出现色块问题不是由显示器分区控光(Local Dimming)引起,否则在SDR模式下开启分区控光(Local Dimming)时也会出现同样的问题。
是因为显示器的HDR功能引起的吗?
再来看看其他电脑会不会有同样的问题:

▲使用MacBook Pro播放相同视频,开启HDR,画面正常。
很明显,此问题也并不是由显示器HDR模式引起,否则任何呈现黑色的HDR视频都应该出现色块问题。
综上,色块问题的出现与显示器的HDR模式以及分区控光功能均没有关系。
PART-03
分析总结
破案了,真相只有一个!“凶手”确定就是浏览器的编解码器。
真相组注意到,存在此类问题的内容都是油管的某几个特定HDR视频,而且这个现象在非全屏状态下的视频里也存在。是因为浏览器在解码流式传输HDR视频时出了问题,然后显卡在显示的时候给这些原本应该是黑色的区域附上了颜色,从而导致显示器点亮了背光,最终造成了这样的问题。
真相组告诉我们,现阶段因为各大视频网站的HDR技术还不够成熟,所以想要不再重蹈覆辙,正确的做法应该是:使用HDR兼容性较好的主机及播放器(浏览器)观看HDR视频,最好是保存至本地观看。
PS
在mini-LED显示器上问题比较明显的原因,是因为mini-LED显示器只会根据电脑输出的色彩来控制背光亮度,当它检测到某块区域是有颜色且这个颜色的亮度是需要点亮背光才能呈现的时候,显示器就会点亮这块区域的背光,所以当mini-LED显示器接受到异常色块颜色信息的时候,它会以为这块区域就应该是这个颜色,所以它就把背光给点亮了起来,与周围的纯黑色形成强烈对比,所以在视觉上会比普通显示器更明显。该问题在所有采用分区控光的显示设备上都有可能会出现,所以特地写出来给大家做个参考。