專業解讀 超高清4K是什麼?

2021-08-14 02:52:07 字數 2286 閱讀 8129

你所不知道的4k超高清的來歷

為了應對高畫質晰度電視的挑戰,電影行業必須引進新的技術標準以便在技術層面上繼續保持對電視的優勢。於是在2023年7月1日,由好萊塢7大電影公司組成的dci數字電影推進聯盟(digitalcinemainitiative)修訂並推出了其技術文件4.0行業標準,規定的數字影院清晰度分為兩級,即dci2k(2048×1080,每秒24幀或48幀)和dci4k(4096×2160畫素,每秒24幀),其中dci4k(4096×2160)的資訊量則是高畫質電視的4倍多。因此4k確保了數字電影對高畫質晰度電視在技術層面的優勢,而這種優勢是今後電影與電視競爭時絕對需要的。

電視的發展始終是以電影作為參照。隨著液晶面板、處理器等工藝效能的不斷提公升,4k電視的出現也是順理成章。2023年的國際消費電子產品展覽會(ces)上,部分廠商在展出其次世代顯示裝置時使用了"4k"一詞。2023年4月,南韓四家主要電視台(kbs、mbc、sbs和ebs)使用66頻道試播4k節目,但此時4k的相關標準尚未確定。直到2023年8月23日,國際電信聯盟(itu)發布了超高清電視的國際標準:itu-rbt.2020,標誌4k電視開始步入正軌。到了2023年的ces展會上,越來越多的廠商開始使用「超高清解析度」(uhd)來取代"4k"一詞。「超高清解析度」英文原文為"ultrahighdefinition",縮寫為uhd或ultrahd,是國際電信聯盟(itu)定義的術語。  

itubt.2020標準

解析度超高清4k:水平清晰度3840,垂直清晰度2160,寬高比16:9,總約830萬畫素,俗稱2160p。

超高清8k:水平清晰度7680,垂直清晰度4320,寬高比16:9,總約3320萬畫素

常見高畫質解析度對比圖

幀率在rec.2020中,ultra-highdefinition超高清影象的顯示解析度為3840×2160與7680×4320,畫面顯示比例為16:9,支援幀率120p、60p、59.94p、50p、30p、29.97p、25p、24p和23.976p,共9種幀率。在bt.2020標準中終於取消了隔行掃瞄,只有逐行掃瞄(progressive),進一步提公升了超高清影像的細膩度與流暢感。

色深色彩空間

超高清電視對應的色域為:itu-rbt.2020色域,又稱rec.2020,是顯示裝置中最大的色彩空間,覆蓋了cie1931的75.8%,白點色溫d65(6500k)。高畫質電視色域的國際標準itu-rbt.709(又稱rec.709或srgb)的僅覆蓋了rec.2020的35.9%,所以超高清電視(uhdtv)能比現行的高畫質電視(hdtv)顯示更為豐富的色彩。

※注:除了一些頂級的彩色技術監視器樣機外,市面上並沒有顯示裝置可以完全覆蓋rec.2020色域,也就是說市面上的4k電視大多數都是不符合標準的。

rec.2020與rec.709色域(cie 1931色度圖)

rec.2020與rec.709色域(cie1931色度圖)bt.2020標準定義的超高清系統不僅僅在解析度上進行了提高,還在重新整理率、色彩深度、色彩空間、伽瑪校正方面進行了全方位的調整,特別是色域三角形方面的擴充套件,使得畫面的色彩表現遠勝於高畫質系統。最近,美國消費電子協會(cea)更新uhd超高清顯示特性,對4k顯示縮放和介面等又進行了補充說明。若使用4k顯示裝置顯示全高畫質1080p時,螢幕中的4個畫素對應輸出1080p中的1個畫素;顯示720p時則為9個。

安防中的4kuhd超高清

很遺憾,中國還沒有定義安防高畫質的國家標準,所以並沒有乙個統一的標準供參考。目前安防行業高畫質產品都是參照國外廣電hdtv的標準。以前在《百萬畫素高畫質技術應用已經成熟》中就說過,高畫質應該是乙個整體系統,任何脫離系統單獨談高畫質都是在耍流氓。同樣,4k高畫質應用也應該是從整體來看。接下來看看安防監控行業4k高畫質的現狀。

4k超高清傳輸頻寬和儲存

目前使用h.264mainprofile壓縮位元速率完全可以控制在6-8mbps,等h.265標準成熟後,位元速率還能降低一倍以上。

從網路頻寬上來看,雖然目前家庭頻寬已經普及20m/100m光纖到戶,但民用市場的上行頻寬仍然不超過1m,可見對於4k來說,民用市場監控或者說走公網傳輸基本上不太現實。但是,4k超高清網路攝像機屬於高階應用,基本上都會是內網、本地、光纖傳輸,頻寬上基本不會存在什麼問題。

(8mbps÷8bit)×60s/分鐘×60分鐘/小時=3600mb/小時=3.5156gb/小時

4k高畫質的解碼和顯示

當然,理論上只要縮放引擎支援,1080p解析度的高畫質電視也是可以支援4k超高清的顯示的。 

hdmi1.4支援4k超高清嗎?

「4K」和「超高清」是一回事嗎

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