如何計算 HDR10 中繼資料 (MaxFALL, MaxCLL)
本文提供有關 HDR10 靜態中繼資料的基本資訊，以及使用者如何在杜比視界 (Dolby Vision) 中繼資料中計算並提供這些數值。
涵蓋主題如下：
MaxFALL/MaxCLL 的定義
MaxFALL/MaxCLL 的計算方式
使用 cm_analyze 的範例
將 MaxFALL 和 MaxCLL 插入杜比視界 XML 檔案
靜態中繼資料 (Static Metadata)
MaxFALL/MaxCLL 是 HDR10 內容所需的靜態中繼資料。
MaxFALL (Maximum Frame Average Light Level)：指在整個播放序列中，「畫格平均亮度」的最大值（單位為 cd/m² 或 尼特 nits）。MaxFALL 是透過計算一個畫格內所有像素解碼後的亮度值之平均值得出。此數值通常遠低於 MaxCLL。
MaxCLL (Maximum Content Light Level)：指在整個播放序列中，「任何單一像素」的最大亮度值（單位為 cd/m² 或 尼特 nits）。MaxCLL 通常是在母帶後期製作完成後，從最終交付的內容中測量得出。如果內容使用了 HDR一級顯示器的全部亮度，並在其最大值處進行硬裁切 (hard clip)，那麼 MaxCLL 就會等於該顯示器的峰值亮度。
MaxCLL/MaxFALL 之所以構成靜態中繼資料，是因為它們在整個節目中都使用相同的值；而杜比視界 (Dolby Vision) 的動態中繼資料則是以每個鏡頭（或在需要時，以每個畫格）為基礎進行變化的。
HDR10 和杜比視界都基於 ST.2084 (PQ) EOTF（電光轉換函數）。
不同的消費級 HDR 顯示器具有不同的峰值亮度和對比度能力，而且這些能力往往低於專業後期製作中使用的HDR一級顯示器。因此，在大多數情況下，PQ 編碼的影像必須經過縮放或映射，以匹配目標消費級顯示設備的能力。這種縮放或映射過程由中繼資料來控制和管理。
MaxFALL/MaxCLL 的計算
雖然杜比視界的交付項目不強制要求提供 MaxFALL/MaxCLL 中繼資料，但杜比仍支持提供正確的中繼資料，以創造更好的終端使用者娛樂體驗。因此，HDR10 的靜態中繼資料值可以作為 L6 (Level 6) 儲存在杜比視界中繼資料中。
MaxFALL/MaxCLL 並非在杜比視界中繼資料創建過程中計算產生。它們需要透過獨立的分析來完成，這可以在 Colorfront Transkoder、MTI Cortex 等系統上執行。有些系統在導出杜比視界 IMF 包時會寫入 L6 中繼資料。
或者，也可以使用杜比提供的 cm_analyze 工具來計算 MaxFALL/MaxCLL 中繼資料，該工具包含在杜比視界專業工具套件 (Dolby Vision Professional Tools suite) 中。一旦計算出這些值，就可以將它們作為 Level 6 (L6) 中繼資料添加到現有的杜比視界 XML 檔案中，從而在單一的中繼資料資產中同時交付杜比視界和 HDR10 的中繼資料。
使用 cm_analyze 計算 MaxFALL/MaxCLL
cm_analyze 可用於計算 HDR10 靜態中繼資料，需使用 --bda 參數，後面跟著內容的源格式規範 --source-format <arg> 以及畫面寬高比 --aspect-ratios <arg1> <arg2>。
Bash
./cm_analyze –-bda –-source-format <arg> --aspect-ratios <arg1> <arg2> <input_image_sequence_########.tif> <output.xml>
注意：< > 符號僅作佔位符使用，不得用於最終指令中！<arg> 必須填入對應的參數。有關參數的完整列表，請參閱《杜比視界專業使用者手冊》。
cm_analyze 會根據藍光規格文件計算 MaxFALL 和 MaxCLL。其他工具如 Colorfront Transkoder 或 MTI Cortex 可能會因其各自使用的演算法而得出不同的結果。
備註： 不同的分析工具可能實施了容錯閾值，以減輕由壓縮、色彩採樣或短暫的亮度突波（不代表整體序列特徵）所引起的光位問題。根據這些閾值的不同，不同的分析工具可能會提供不同的靜態 HDR10 中繼資料值！
範例
範例 1： ProRes 4444XQ - ST.2084(PQ) Rec.2020 來源，畫布寬高比 1:1.777778，影像寬高比 1:2.0
Bash
./cm_analyze –-bda –-source-format "bt2020 pq" --aspect-ratios 1.777778 2.0 testfolder/input.mov testfolder/output.xml
備註： 當來源影像為 ProRes 編碼時，cm_analyze 會忽略 --source-format 參數中的 <ColorSpace> 和 <SignalRange> 資訊，而是使用 Apple ProRes 資料庫提供的數據來管理信號範圍值。
將 MaxFALL 和 MaxCLL 插入杜比視界 XML
使用 cm_analyze 計算出 MaxFALL/MaxCLL 值後，可以使用 Metafier 工具將它們插入到現有杜比視界 XML 中的 L6 佔位符位置。
若要將這些值作為 Level 6 中繼資料插入，請使用 --max-fall-cll 指令。
Bash
./metafier --max-fall-cll <arg1> <arg2> <metadata.xml>
更多關於如何使用 cm_analyze 和 metafier 的資訊，請參閱《杜比視界專業使用者手冊》。
補充背景資料與業界觀點
💡 為了讓您更全面地理解這篇文章的內容，這裡提供一些相關的背景知識與業界觀點。
什麼是 HDR？
HDR 全名為高動態範圍 (High Dynamic Range)，是相對於傳統 SDR (Standard Dynamic Range) 的一種影像技術。HDR 的核心優勢在於：
更高的峰值亮度：能夠呈現更亮、更耀眼的亮部細節，例如陽光、燈光、爆炸火焰等，使其看起來更真實。
更寬廣的色域：能夠顯示比傳統電視更豐富、更飽和的色彩。
總體而言，HDR 影像提供了更接近人眼所見世界的亮度、對比度和色彩。
HDR10 vs. 杜比視界 (Dolby Vision) 的核心差異
這是目前市場上最主要的兩種 HDR 格式。
HDR10：是一個開放標準，免授權費，普及率高。它的核心是使用靜態中繼資料 (Static Metadata)，也就是本文主角 MaxCLL 和 MaxFALL。這意味著整部電影從頭到尾只使用一組亮度資訊來告訴顯示設備如何呈現畫面。
杜比視界 (Dolby Vision)：是杜比實驗室開發的專有技術，需要授權費。它的最大優勢是使用動態中繼資料 (Dynamic Metadata)。這代表中繼資料可以逐場景甚至逐畫格變化，為每一個場景提供最優化的亮度資訊。因此，在一個同時有極亮和極暗場景的電影中，杜比視界能提供更精準、更貼近創作者意圖的畫面表現。
本文所討論的流程，正是在更先進的杜比視界工作流程中，向下兼容並提供基礎 HDR10 所需的中繼資料，以確保在僅支持 HDR10 的設備上也能有好的播放效果。
為什麼 MaxFALL 和 MaxCLL 如此重要？—— 色調映射 (Tone Mapping)
🎬 這是理解中繼資料價值的關鍵。 專業的影視後期製作，普遍是在峰值亮度達 1000 尼特的「HDR一級顯示器」（例如 EIZO CG-3146）上進行調光與母帶製作。
如果將這份為 1000 尼特標準製作的內容，直接在一台峰值亮度僅有 800 尼特的消費級電視上播放，且缺乏正確的中繼資料（如 MaxCLL/MaxFALL）進行指引，電視便無法妥善處理超出其能力的 800 至 1000 尼特之間的亮度資訊。
最終結果，就是畫面上最亮的部分（如陽光、燈光、雪景、雲層細節）會因為**「硬裁切」(Hard Clipping)** 而變成一片沒有任何層次與細節的死白，這正是 HDR 影像處理中需要透過色調映射（Tone Mapping）極力避免的問題。
業界觀點：為何 1000 尼特成為黃金標準？
在當前的影視製作環境中，1000 尼特不僅是主流標準，更是全球頂尖後期製作公司在執行 HDR 內容調光時，不可或缺的技術基準。這主要由以下幾個關鍵因素共同構成：
串流巨擘訂下的遊戲規則：以 Netflix 為首的全球串流影音平台，為確保其內容品質在全球一致，制定了嚴格的技術交付規格。在其 Post Technology Alliance (PTA) 規範中，明確要求用於 UHD/HDR 內容調光的一級顯示器，其峰值亮度必須達到 1000 尼特。此規範直接確立了 1000 尼特顯示器的市場主流地位。
技術成熟度與成本效益的權衡：以 EIZO CG-3146 等採用雙層 LCD (Dual Layer LCD) 技術的型號為代表，成功地兼具了 LCD 的高亮度、無烙印風險的穩定性，以及趨近於 OLED 等級的像素級控光與純黑表現。它在頂尖性能與商業化成本之間，達到了一個能被專業市場廣泛採用的完美平衡點。
精準對應終端市場的觀看體驗：目前市售的高階消費級電視（如旗艦 OLED、Mini-LED TV）的峰值亮度有效範圍大多落在 1500 尼特以內。在 1000 尼特的專業顯示器上進行母帶製作，能最大程度確保最終成品在目標觀眾的設備上播放時，不會因過度的色調映射而導致畫面細節佚失。
業界公認的標竿級顯示器包括：
EIZO ColorEdge PROMINENCE CG3146：以其領先的雙層 LCD 技術與色彩管理能力聞名，是業界公認的標竿級產品。
Sony TRIMASTER BVM-HX3110：長期作為業界的絕對標竿與黃金標準，是全球無數頂級調光師信賴的選擇。