什么是 HDR 图像？增益图、PQ/HLG 与在 Mac 上转换

@SoNiceInfo 发布于 2026年9月24日

在配备 Liquid 视网膜 XDR 显示屏的 Mac 上打开 iPhone 或新款相机拍摄的照片时，你是否见过太阳、晚霞或水面上的反光看起来就像真的在发光？这正是 HDR（高动态范围）照片的魅力。

可是一旦把这些照片转换成网页用的格式或发给别人，麻烦就来了：高光突然过曝、细节尽失，或者整张图片变得又暗又灰。HDR 图像的结构与 SDR 图像截然不同，普通工具无法正确处理。

本文先介绍 HDR 图像是什么、如何工作（增益图与 PQ/HLG 的区别），再讲解在 Mac 上批量转换和导出 HDR 图像、同时不损失 HDR 亮度和广色域的实用方法。

1. 什么是 HDR 图像？与 SDR 有何不同

HDR（High Dynamic Range，高动态范围）是一项技术。与传统的 SDR（Standard Dynamic Range，标准动态范围）格式相比，它能够记录并显示从最暗的阴影到最亮的光线之间宽广得多的亮度范围。

SDR 的局限：为什么照片过去看起来像印在纸上

SDR（sRGB）长期以来一直是网页和电脑的标准，它基于 CRT 电视时代的规格。

峰值亮度：约 100–200 尼特（cd/m²）
色深：RGB 每个通道 8 位（256 级，约 1,677 万种颜色）
色域：sRGB

在 SDR 中，白色只是 RGB(255, 255, 255) 这个数值。室内的一张白色复印纸、夏日的直射阳光、夜空下的路灯，全都会碰到同一个 100% 白的上限。把太阳调亮，周围的蓝天就会过曝成一片白；想让天空保持干净，地面上的一切就会变得死黑。这就是 SDR 的物理极限。

HDR 带来的改变：光线真正显得明亮

在 HDR 显示屏（MacBook Pro 的 Liquid 视网膜 XDR 显示屏、Pro Display XDR、新款智能手机等）上，普通画面的亮度保持在约 100–200 尼特，只有高光部分会被局部提升到 1,000–1,600 尼特，某些情况下甚至达到 4,000 尼特以上。

特性	传统 SDR 图像	现代 HDR 图像
峰值亮度	约 100–200 尼特	1,000–4,000+ 尼特
色深（色阶）	8 位（256 级）	10 位（1,024 级）至 12 位
色彩空间（色域）	sRGB	Display P3 / Rec.2020（广色域）
色带	在晚霞和天空中很常见	渐变极其平滑
常见格式	标准 JPEG、PNG、WebP	AVIF、JPEG XL、Ultra HDR JPEG、HEIC

树荫下依然沉静幽暗，只有透过树叶洒下的阳光和水面的反光像现实中一样闪闪发亮。呈现出的效果更接近你亲眼所见的景象。

2. HDR 图像的两种类型：增益图与直接编码

如今所说的“HDR 图像”大致包括两种方式：增益图和直接编码。理解两者的区别，是正确转换和处理它们的第一步。

HLG · 1000 NIT

PEAK 982 nits

rec2100-hlg_04.jpegHLG

PQ · 4000 NIT

PEAK 3914 nits

cicp9-16-0.RGB444.heicPQ

GAIN MAP · ULTRA HDR

PEAK 2100 nits

Ultra HDR_02.jpgHDR

类型 A：增益图（Gain Map / Ultra HDR / Apple HDR）

增益图是当今的主流方式，设计时把兼容性放在首位。

结构：普通的 SDR 图像在元数据中附带一张灰度辅助图像（增益图），记录图像在 HDR 显示屏上显示时每个像素要提亮多少。
表现：
- SDR 显示屏：忽略增益图，把图像作为普通的 SDR 照片显示，不会出现奇怪的偏色。
- HDR 显示屏：操作系统或浏览器读取增益图，根据屏幕的能力（峰值亮度）提亮像素，让高光部分发光。
主要标准：
- Ultra HDR：基于 JPEG 的格式，已在 Android 14 或更高版本和 Google Chrome 中成为标准。
- Apple HDR：iPhone 的“照片”App 和 HEIC 文件所使用的增益图技术。
- ISO 21496-1：由 Apple、Google、Adobe 等共同制定的增益图国际标准（2025 年 7 月发布）。iOS 18、macOS 15、Android 15 或更高版本均支持。

类型 B：直接编码（Direct PQ / HLG / Rec.2100）

与电影和广播（Rec.2100 标准）一样，直接编码使用专为 HDR 设计的传递函数（曲线），把图像数据本身以 10 位或 12 位的数值存储。

PQ（Perceptual Quantizer / SMPTE ST 2084）：一种基于人类视觉特性设计的曲线，可以指定 0 到 10,000 尼特的绝对亮度。广泛用于电影制作和高端照片母版。
HLG（Hybrid Log-Gamma / ITU-R BT.2100）：暗部和中间调用传统的伽马曲线记录，高光则用对数曲线记录。它源自广播领域，与 SDR 显示屏也有较好的兼容性。
典型格式：AVIF、JPEG XL 和 HEIC（10 位）。

直接编码不存储重复的数据，能让文件尽可能小；但在不支持它的旧环境中，整张图像可能会显得发白、褪色。

3. HDR 转换为何会出错（三个陷阱）

很多人在把精美的 iPhone 照片或从相机导出的 HDR 素材转换成其他格式时都会遇到问题。主要原因有三个。

陷阱 1：CICP 元数据和增益图被丢弃

HDR 图像带有名为 CICP（Colour Primaries、Transfer Characteristics、Matrix Coefficients）的色彩元数据，以及二进制的增益图数据。

许多图像转换工具和免费在线服务无法识别这些较新的元数据，会把它们当作“不需要的 Exif 数据”删掉。于是导出的图像被当作普通的 sRGB 处理，最终得到平淡暗沉的对比度和暗淡的色彩。

陷阱 2：没有色调映射，导致高光过曝、暗部死黑

把动态范围超过 1,000 尼特的 10 位数据直接转换成 8 位的 JPEG 或 PNG，是行不通的。

如果转换工具没有进行适当的色调映射（压缩色调范围的算法），所有超过 100 尼特的明亮区域都会被截断为 RGB 255（纯白），高光部分的细节就会因过曝而丢失。

陷阱 3：免费在线转换工具的风险

搜索“HDR 转换”找到的免费转换工具，都是把你的图像上传到服务器（往往位于海外）上处理的。

把未发布的作品、高质量的作品集母版、客户的交付物或家人朋友的照片交给别人的服务器，存在实实在在的安全和隐私风险。而且，大多数在线转换工具并不真正支持 HDR，最后拿回来的通常是画质下降的 8 位 SDR 图像。

推荐4. 方法 1：用 Image Tool+ 拖放批量转换

如果你在 Mac 上处理 HDR 图像，想要得到高质量的结果，最可靠的方法是使用 Mac 应用 Image Tool+。

Image Tool+ 针对 Apple 芯片的图像处理管线做了深度优化，能够正确识别传递曲线、峰值亮度、CICP 和增益图（Apple HDR / Ultra HDR）。它可以导出为 AVIF、JPEG XL、WebP 等格式，同时完整保留 HDR 的色调和 Display P3 / Rec.2020 广色域。

拖放图像

直接从访达拖入多张 iPhone HEIC 照片或相机拍摄的 HDR 图像。也可以拖入整个文件夹。

选择输出格式

用于网页发布选择 AVIF，用于存档照片母版选择 JPEG XL，追求最广泛的兼容性则选择 WebP。

点按“开始”全部导出

在 Apple 芯片上，即使是数百张 10 位 HDR 图像，也只需几秒到几十秒即可完成。处理完全在本地进行，图像不会离开你的 Mac。

编码

AVIF
60
JPEG XL
80
WebP
75
JPG
80

调整大小

最大 1920px

最大宽度

1920px

最大高度

auto

删除元数据

EXIF · GPS · 相机信息

GPS35°41'22"N · 139°41'30"E
相机Canon EOS R5 · RF 50mm F1.2 L
拍摄日期2024:08:14 18:22:07
ICC 配置文件Display P3 · 保留

输出结果

4032 × 3024

转换前 · HEIC

3.2MB

→

转换后 · AVIF

KB928

原始大小的 29%

摄影师为何选择用 Image Tool+ 处理 HDR

完整保留 HDR 和广色域：保留 CICP 标签和增益图，并以 10 位 YUV 4:4:4 / 4:2:0 忠实输出。
转换前后对比预览：在图像上拖动滑块，就能在保存前逐像素检查导出结果的画质和色彩。
批量调整大小、添加水印和重命名：在网上发布作品或交付作品集所需的一切，一次即可完成。
保护 HDR 元数据的 EXIF 编辑：在发布到社交媒体之前添加版权信息或删除 GPS 数据，而不会破坏 HDR 的亮度信息。
100% 离线、完全本地处理：无需把大型 RAW 文件或机密照片上传到云端。一切都在 App 沙盒内安全完成。
买断制：无需按月订阅，一次购买即可一直使用。

在 Mac App Store 查看 Image Tool+ →

macOS 12 或更高版本 · 原生支持 Apple 芯片 · 买断制

适合终端用户5. 方法 2：命令行（CLI）及注意事项

对于想在脚本中自动完成转换的开发者和工程师，下面介绍如何使用通过 Homebrew 安装的命令行工具来编码 HDR 图像。

下例使用官方编码器 avifenc（libavif）导出 AVIF，这是网页上支持最广泛的 HDR 格式。

brew install libavif

明确指定 CICP 参数

要用命令行正确导出 HDR，必须明确指定 10 位色深（--depth 10）和 CICP 值。如果省略，图像会被编码为普通的 SDR。

avifenc --depth 10 --cicp 9/16/0 input.png output_hdr.avif

主要选项的含义如下：

--depth 10：输出 10 位色彩（HDR 必需）。
--cicp 9/16/0：
- 9 = Colour Primaries：BT.2020（广色域）
- 16 = Transfer：SMPTE ST 2084（PQ 曲线）
- 0 = Matrix：GBR / Identity
如果要改用 HLG 曲线导出，把 transfer 改为 18（BT.2100 HLG），即指定 --cicp 9/18/0。

命令行工作流程的难点

命令行非常灵活，但需要注意以下几点：

直接从 iPhone 的 .heic 文件中读取 Apple 专有的增益图，再把它转成 AVIF 的增益图，是极其困难的。
你必须自己弄清每张图像的色彩空间（Display P3 还是 Rec.2020）和传递曲线，并据此设置 CICP 参数。

如果你经常要处理大量照片，使用能够自动识别这些信息的 GUI 应用（Image Tool+）可以省去大量麻烦。

6. 在网站上正确呈现 HDR 图像

在网站或博客上发布 HDR 图像时，要记住并不是每位访客都有 HDR 显示器。

将 CSS 媒体查询 dynamic-range 与 HTML 的 <picture> 元素结合使用，就能搭建一套理想的响应式方案：向支持 HDR 的环境提供明亮的 HDR 图像，向其他环境提供更轻量的 SDR 图像。

<picture>
  <!-- HDR displays: HDR AVIF with bright highlights and wide color -->
  <source media="(dynamic-range: high)" type="image/avif" srcset="/images/posts/hdr/venice-sunset-hdr.avif" />
  <!-- Standard SDR displays: a lighter SDR AVIF -->
  <source type="image/avif" srcset="/images/posts/hdr/venice-sunset-sdr.avif" />
  <!-- WebP fallback -->
  <source type="image/webp" srcset="/images/posts/hdr/venice-sunset-sdr.webp" />
  <!-- Final fallback -->
  <img src="/images/posts/hdr/venice-sunset-sdr.jpg" alt="Sunset over the Venetian lagoon" width="1600" height="1000" loading="lazy" />
</picture>

实现要点

media="(dynamic-range: high)"：当显示屏支持 HDR 时，会使用这个 <source>。不过 Firefox 会把 HDR 图像渲染为 SDR，因此 PQ/HLG 的 AVIF 在 Firefox 中可能显得偏暗。请检查各浏览器的实际显示效果。
提供 SDR 回退：使用 SDR 显示屏的访客会加载普通的 SDR AVIF 或 WebP，图像不会显得偏暗或褪色。
使用带增益图的 Ultra HDR JPEG：只需用一个 <img src="venice-sunset-ultrahdr.jpg"> 放置增益图图像，在支持的环境中就会自动以 HDR 渲染，在其他环境中则以 SDR 渲染。

实时演示：在你自己的显示屏上查看

本页面提供的图像，设置方式与上面的代码完全相同。下表显示了你的显示屏和浏览器当前报告的信息。

当前环境的支持情况

HDR 显示CSS (dynamic-range: high)	正在检测…
HDR 视频CSS (video-dynamic-range: high)	正在检测…
色域CSS (color-gamut)	正在检测…
加载 HDR AVIF下方的示例图像	正在检测…
<picture> 选择的图像img.currentSrc	正在检测…

媒体查询只能告诉你显示屏与浏览器的组合能否处理 HDR，而不能告诉你显示屏能有多亮。在 Mac 上，把窗口移到另一台显示器，或为了省电而降低亮度时，结果都会改变，此表格也会自动更新。

示例 1：用 <picture> 切换（上面代码的实际效果）

示例 2：并排比较 SDR、HDR 和增益图版本

**SDR 版本**高光被压缩到白色以内的普通图像AVIF · sRGB · 8bit · 60 KB

**HDR 版本（直接编码）**仅在支持的环境中发光的 PQ AVIFAVIF · PQ · BT.2100 · 10bit · CICP 9/16/9 · 40 KB

**增益图版本（Ultra HDR JPEG）**在 SDR 与 HDR 之间切换的单个 <img>JPEG · Ultra HDR · ISO 21496-1 · 259 KB

在 HDR 显示屏上，HDR 版本和增益图版本中只有太阳和水面的波光会更亮；水面和石板路的亮度与 SDR 版本相同。HDR 并不会让整个画面变亮，而是让高光获得超出 SDR 白色的亮度。当显示屏的余量低于图像的峰值（约为 SDR 白色的 5 倍）时，浏览器会自行对 PQ AVIF 进行色调映射，而增益图版本则以介于 SDR 与 HDR 之间的效果显示，因此两者的高光在亮度和颜色上可能略有不同。

来源：Greg Zaal（Poly Haven）的“Venice Sunset”，CC0 1.0（公共领域）。朝向太阳的画面裁剪自一张由包围曝光合成的真实 HDRI，HDR 和 SDR 两个版本均由同一组线性像素数据写出。 SDR 白色 = 203 尼特，HDR 峰值 1000 尼特（MaxCLL）。

7. 按用途选择合适的 HDR 格式

支持 HDR 的图像格式有好几种，最好根据用途来选择。

格式	主要特点与优势	最适合
AVIF	比 JPEG 小约 50%。支持 10/12 位 HDR（PQ/HLG）和增益图。所有主流浏览器都能显示 AVIF，但只有 Chrome、Edge 和 Safari 26+ 会以 HDR 显示；Firefox 显示为 SDR。	网页 HDR 的首选格式
JPEG XL (.jxl)	画质极高，支持高位深和广色域。现有的 JPEG 可以完全无损地转换为 JPEG XL。Safari 17 或更高版本可以显示，从 Safari 26 起以 HDR 显示。Chrome 和 Firefox 计划于 2026 年 10 月默认启用（Firefox 显示为 SDR）。社交平台不接受这种格式，因此不适合用于分享。	照片母版的长期保存与存档
Ultra HDR (JPEG)	在标准 JPEG 上附加增益图。在 Instagram、Threads、Google 相册、iPhone、Android、Chrome 和 Safari 26+ 上以 HDR 显示。它的优势在于兼容性：不支持 HDR 的环境仍会把它当作普通 JPEG 显示。	社交媒体与分享（各平台的支持情况）
HEIC	Apple 设备拍摄和存储照片的标准格式。画质高、效率高，但 Chrome、Edge 和 Firefox 无法显示，因此发送到 Apple 设备以外的环境之前，请先转换为增益图 JPEG。	在 iPhone 和 iPad 上拍摄和管理照片

想更详细地了解各格式的对比，请参阅我们的WebP 与 AVIF 对比和JPEG XL 批量转换指南。

8. 常见问题

Q. HDR 照片和 SDR 照片最大的区别是什么？

在于能够呈现的亮度范围（动态范围），以及色域和色阶。SDR 照片的亮度上限约为 100–200 尼特，每个通道只有 8 位（256 级），所以明亮的灯光和一张白纸最后都会变成同样的“RGB 255”。HDR 照片的峰值亮度可达 1,000–4,000 尼特甚至更高，色深为 10 位（1,024 级）或更高，并采用 Display P3、Rec.2020 等广色域，因此高光看起来就像真的在发光，暗部也依然保留细节。

Q. 什么是增益图？

增益图是一张嵌入在标准 SDR 图像元数据中的灰度图，记录了图像在 HDR 显示屏上显示时每个像素应该提亮多少。SDR 显示屏会把图像当作普通照片显示，而 HDR 显示屏会应用这张图，让高光部分发光。Android 的 Ultra HDR、Apple 的 HDR 照片以及国际标准 ISO 21496-1 都采用这种方式。

Q. 为什么 iPhone 的 HDR 照片转换后会过曝或发灰？

许多常见的转换工具和网站无法处理 HDR 所依赖的 CICP 标签或增益图信息，于是直接把它们丢掉了。没有这些元数据，图像就会被当作普通的 sRGB 处理，也无法得到正确的色调映射：高光被截断成纯白，或者整张画面显得平淡、发灰。

Q. 可以在网站上使用 HDR 图像吗？

可以。Chrome 和 Edge（增益图 JPEG 从 116 版起，增益图 AVIF 从 129 版起）以及 Safari 26 或更高版本都能显示 HDR 图像。Firefox 会把所有 HDR 图像都显示为 SDR，所以务必同时提供 SDR 版本，或者使用能够顺利回退的增益图格式。标准做法是将 CSS 媒体查询 @media (dynamic-range: high) 与 <picture> 元素结合使用，让使用 HDR 显示屏的访客看到明亮的 HDR 图像，其他访客则看到更轻量的 SDR 图像。

Q. 如何在 Mac 上批量转换 HDR 图像而不损失画质？

你需要一款能正确解读传递曲线、峰值亮度、CICP 和增益图的图像应用。使用 Mac 应用 Image Tool+，只需拖放 iPhone 的 HEIC 照片或相机拍摄的 HEIF、RAW（DNG）文件，就能在保留 HDR 和广色域的同时，把它们批量转换为 AVIF、JPEG XL 或 WebP。所有处理都在你的 Mac 上完成，即使是尚未发布的照片也不会被上传到任何地方。

9. 总结

随着手机和电脑显示屏的进步，摄影正迅速从模仿纸张的 SDR，转向能让人看到光线本身的 HDR。

但要充分发挥 HDR 照片丰富的对比度和广色域，你需要一套能正确处理 CICP 元数据和增益图的工作流程。如果用只懂一半 HDR 的工具来转换，高光过曝或色彩暗淡就会毁掉一张原本精美的照片。

如果你想在 Mac 上安全、简单、可靠地处理 HDR 照片，不妨试试 Image Tool+。只要拖放一个文件夹，你的作品就会以新一代格式输出，光线和色彩完好无损。

试用 Image Tool+ →

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