问题及方法分析

问题：

　　玩DVI－HDMI连接高清电视有段时间了，作为PC连接电视的数字连接方式，它的色彩和文字表现总是很出色的，不过看它的画面总是缺少点什么，最近在讨论V40 HDMI接口的一个帖子中注意到HDMI输入灰阶范围的问题，于是便开始测试，想找到结论，那么首先让我们来看一段DVI和HDMI各自对灰阶信号的描述：

DVI视频格式：

　　典型地，24位的RGB信号通过一个TMDS连接，但对于需要将每个基色以高于8位来传输的场合，可以用第二个TMDS来传输一些非重要的数位。

　　对于PC应用，采用8位的采样方式，RGB数据通常的范围是0-255，但对于消费类产品的应用，RGB数值的范围通常是16-235（数值低于16和高于235的数值偶尔也会根据处理的需要采用）。

HDMI视频格式：

　　HDMI支持RGB信号、4:4:4采样的YcbCr信号及4:2:2采样的YCbCr.传输速率最高的24位/像素。对于640x480清晰度, R′G′B′通常的采用后数据范围为0-255. 对于YcbCr及所有其它RGB清晰度，采样后的数值范围为16-235。

　　这两段话是什么意思那，简单的说，如果使用DVI接口向电视机的HDMI接口输出信号，那么DVI接口输出的灰阶信号数值是0－255，而HDMI除了480P分辨率下之外都只接收16－235数值的信号，这会造成靠近纯黑电平和纯白电平有近13％的信号被丢弃了，低于16和高于235的数值如何处理我不太清楚，不过大部分液晶电视恐怕都是采取丢弃的做法，导致的结果是画面暗部细节丢失，显示为一片黑，高光细节丢失，导致显示为一片白，至于色彩会丢失多少我就不好计算了。

　　请看下面的测试照片，为了便于观察，相机曝光只保证黑电平10％清晰，白色部分不用管。

 480P分辨率下的灰阶还原能力

 720P分辨率下的灰阶还原能力

　　原本我还将这种灰阶丢失归咎于面板的性能不佳，现在看来是忽略了HDMI接口与DVI接口之间的兼容性问题。13％的灰阶丢失是很明显的，也是不能容忍的，如果你的显示设备不具备调整接收信号数值范围的能力，你最好不要用来连接DVI显卡，当然对于DVI接口输出的某些DVD播放机也是如此，从HiVi cast的灰阶测试中也能明显的看出这个差别。看来用HDMI接口接电视还是用专门的显卡才好，至少目前这种显卡还没上市。当然也有例外，我测试过的索尼V40的HDMI接口就可以完全还原这些色阶，难道它的HDMI接口能自动调整并适应两种数值范围？这我也不得而知。

    分析：

　　其实AV领域的视频数字化都是从16－235取值的，而PC则一直是0－255。尽管HDMI规范中指出当接入的信号源来自DVI时，需要变换到兼容DVI1.0模式，但有三种情况例外，所以如果你的电视出现灰阶丢失的情况，要么是显卡或者电视厂商偷懒，要么就是碰到了那三种例外。实际在很多中高档DVD或者电视、投影机中都可以选择“FullRangeRGB”和“RGB”模式，来适应不同的状况。

　　MPEG压缩的视频数字化取值都是16－235的，因此到PC上播放时，播放软件都要将其扩展为0－255，否则播放的画面就会出现黑色发白，白色发灰的糟糕表现，同理，如果我将0－255取值再压缩到16－235通过HDMI传输的话就会解决这个问题，找回丢失的那13％画面细节。当然最好的办法是在显卡驱动层修改输出范围，只是还没有找到好的办法，所以只是对播放视频有帮助，像测试软件和图片就没办法了。

方法：

　　很多播放软件和视频插件都支持输出色阶调整功能，注意并非调整亮度，那样只会找回暗部信息而损失高光信息。我们以KMplayer播放软件为例，打开参数选项中的“模糊/色阶”选项。

　　开启色阶控制选项，在模式中选择一条曲线，选择标准我发现画面并没有什么变化。在输出幅度位置选择16-236替代默认的0－255（就是调不到235-_-|）就可以了，“仅更改亮度”和“全范围”是指是否对颜色也进行控制，打开全范围后，画面会变得艳丽，跟色差输出类似。下面来看看开启与关闭色阶控制对画面的影响。