超越1080P 全面解读下一代4K分辨率

由于近些年大尺寸显示器(22-24英寸)的普及,大量的 PC 用户已经享受到的高清标准带来的好处,我们现在所熟知的高清标准是来自美国 ARSC 定义的 HDTV 标准,如今这种分级方式已经得到了业界的广泛接受,HDTV 包含了两种画面分辨率,1920×1080和 1280×720,当前各国各种标准的高清信号也无外乎这两种画面分辨率格式而已。

由美国先进电视系统委员会(Advanced Television Systems Committee ,简称 ATSC)定义了 18 种数字电视采用的画面格式,这些画面格式被分成了三种类型:SDTV(Standard Definition TV,480i 标准清晰度电视,和现有电视系统的画面质量相当),EDTV(Enhanced Definition TV,480p 增强清晰度电视,和 DVD 电影画面质量相当)以及 HDTV。

其中 1920×1080这一分辨率也被大家广泛认为是高清标准,也就是俗称的 1080p,最后字母P是指逐行扫描(Progressive Scan)。

1080P 真的已经足够清晰了吗?

对于追求影音效果的电影发烧友而言,恐怕对清晰的追求并没有一个极限。国际电信联盟对高品质电视的定义是:一个正常视力的观众处在距该系统显示萤幕高度的三倍距离上所看到的影像品质,应该得到有如观看原始景物或表演时所得到的印象一致。

那么多大尺寸的电视机才能够完整表达 1080p 分辨率呢?37寸是一个恰当的分水岭尺寸,小于 37 寸的电视机通常无法完整展现每一个像素点的细节(三倍距离),即便是电视机已经带有 Full HD 标志。37寸、42寸、46寸、52寸都是不错的选择,他们的画面尺寸都能够在电视的正常观看距离内展现与原始景物相匹配的画质。

但是如果你家客厅拥有更大屏幕的电视机,这无疑是一个巨大的灾难,因为 1080p 完全无法喂饱它。在你认为适当的观看距离会发现影片的像素点被过度展现了,即便你的电视机有超越 1920×1080的展现能力也无济于事,因为也没有适合的片源或电视节目,坐得更远一点自然能够获得更清晰的观看效果,但观看的感受已经不在最舒适的距离内了。

需要单独说明的是,电脑显示器由于工作距离的关系,所以像素点密度远远高于传统电视,所以只需要 20 英寸左右就可以呈现 1080p 以上的显示品质(根据宽高比不同会有差异)。

什么是 4K 分辨率?

4K 分辨率(4K Resolution)是一种新兴的数字电影及数字内容的解析度标准,4k 的名称得自其横向解析度约为 4000 像素(pixel),电影行业常见的 4K 分辨率包括 Full Aperture 4K(4096 x 3112)、Academy 4K(3656 × 2664)等多种标准。

对于主流的家电设备厂商而言,他们更倾向于制造接近 4K 的 Quad Full HD(3840×2160)设备,因为这个分辨率标准的显示比例为 16:9,与消费者目前接受的观看比例比较接近。

目前家用 4K 设备的市场主要被 Sony 和 JVC 的不菲投影机所占据,而 LG、东芝等厂商也都推出了支持 4K 分辨率的 3D 电视,尺寸主要集中在 50-80寸这样的较大尺寸。

1080p 能够显示的有效像素为2,073,600(1920×1080),Quad Full HD 能够显示的有效像素为8,294,400(3840×2160),4K 至少能提供近千万像素的显示品质,显示细腻度为 1080p 的 4 倍以上。

什么在阻碍 4K 分辨率的普及?

4K 分辨率的流行正在成为大家翘首以盼的事情,大多数电影 35mm 胶片拍摄素材负片 (Negative Film Stock) 的清晰度是 4K,这意味着家庭自行搭建的播放厅效果可能达到真正的影院级别,而国内大多数主流影院的使用的大多为 2K 数码播放设备。

首先我们来细数 4K 分辨率普及的利好消息:

-目前索尼、JVC、LG、东芝等厂商已经推出了支持 4K 分辨率的产品,设备厂商用于是技术普及需要跨出的第一步。
-英特尔已经确认下一代 Ivy Bridge GPU 将支持 4K 分辨率(最高4,096 x 4,096),英特尔的集成显卡无论在哪个时代都意味着巨大的葆有量,覆盖主流 PC 以及苹果产品,两三年后对 4K 的芯片支持将主流具备,Nvidia、ATI 消费级显卡预计也将会跟进。
-佳能、TVLogic、索尼、夏普都已经推出了支持 4K 分辨率的显示器产品,不过集中在大尺寸并针对专业设计用户,4K 显示器意味着千万像素照片可以1:1单屏显示,为工作带来巨大便利。
-HDMI(1.3b)、Thunderbolt、DisplayPort 等主流接口均可提供 10Gbps 以上的传输带宽,目前 HDMI 已经在消费领域普及开,Thunderbolt 目前主要集中在苹果旗下 PC 产品,不过英特尔已经决定在 Ivy Bridge 产品中推广 Thunderbolt 接口。(1080p 片源需求的带宽约为2.2Gbps)

聊过这么多的好消息,我们再来看一下有哪些不利于 4K 分辨率普及的因素:

标准仍然未统一,包括常用的几种分辨率、接口等技术细节,各家厂商仍然处于各自为战阶段。
片源缺乏,35mm 胶片拍摄素材负片 (Negative Film Stock) 的清晰度是 4K,到了发行拷贝 (Film Print)1K 数字高清理论上可以达到 2K 的清晰度,这样的清晰度应该是无法达到 4K 放映要求的,唯一的解决办法是换用 70mm 胶片拍摄,不过这需要等待电影行业的整体进步。
缺乏适合的发行载体,目前风行的蓝光光盘基本已经达到 1080p 影片的存储极限,4k 电影的尺寸将会达到 1080p 的四倍,将会给电影发行介质带来新的挑战。

写在最后的话

感谢这句话:人类对于显示精度的追求,绝不只是为了一个不切实际的数字,那是关于怎样更好观察这个世界的最美好想法。父母给了我们第一双眼睛,书籍给了我们第二双眼睛,而荧幕给了我们第三双眼睛。

4K 分辨率只是一个过程,不会是终点,除了让我们看得看清楚。还有 3D 技术可以让我们看得更逼真,期待这些技术给我们生活带来的伟大改变。

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