4K超清分辨率究竟是什么？給你詳細(xì)解析

xuwuhu · 發(fā)表于 2014-3-20 17:56

4K對(duì)我們來(lái)說(shuō)不僅是一次分辨率升級(jí)，其影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)比之前1680x1050分辨率升級(jí)到1920x1080還要大，從應(yīng)用體驗(yàn)、UI優(yōu)化及性能上都提出了更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

目前主流的電腦顯示器分辨率是1920x1080，也就是常說(shuō)的FHD標(biāo)準(zhǔn)，不過(guò)在智能手機(jī)都開始朝2560x1440前進(jìn)了，PC顯示器顯然還需要更進(jìn)一步的強(qiáng)化，下一代的標(biāo)準(zhǔn)就是4K分辨率，也就是Utlra HD標(biāo)準(zhǔn)。今年以來(lái)，戴爾、聯(lián)想、華碩、三星等公司紛紛推出廉價(jià)型4K顯示器，最便宜的只有4000多即可買到，預(yù)計(jì)今年底明年初就能降到3000元內(nèi)，用戶也更容易接受。

4K對(duì)我們來(lái)說(shuō)不僅是一次分辨率升級(jí)，其影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)比之前1680x1050分辨率升級(jí)到1920x1080還要大，從應(yīng)用體驗(yàn)、UI優(yōu)化及性能上都提出了更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，更重要的是4K即將來(lái)臨之前，很多人對(duì)4K尚無(wú)清晰的認(rèn)識(shí)。從本文開始，超能網(wǎng)也會(huì)推出一系列有關(guān)4K分辨率的科普文章，從4K顯示器到4K電視，從4K基礎(chǔ)知識(shí)再到4K視頻、游戲應(yīng)用皆有涉及。

今天我們就從頭開始，首先來(lái)談一談4K分辨率到底是什么。

回想前兩年各家電視廠商還在以自家產(chǎn)品能上全高清作為賣點(diǎn)，可是自索尼推出4K電視后，全高清一下子成了電視機(jī)領(lǐng)域中“落后”的代名詞，先是各品牌在旗艦級(jí)產(chǎn)品中推出4K型號(hào)，然后是把4K型號(hào)普及至主流產(chǎn)品甚至是入門級(jí)產(chǎn)品中，期間當(dāng)然少不了的還有各種“4K就是比全高清”好的宣傳，一時(shí)間消費(fèi)者看得眼花繚亂，有些無(wú)從下手的感覺。

實(shí)際上，有很多消費(fèi)者會(huì)選擇購(gòu)買4K電視，純屬是因?yàn)橘u場(chǎng)推銷人員告訴他“4K電視很好，要買就買4K電視”，但4K電視有什么用甚至4K電視是什么等問(wèn)題，他們自己是完全不知道。這次我們就和大家談?wù)勱P(guān)于4K分辨率以及4K電視、4K顯示器的選擇問(wèn)題，讓大家了解4K究竟是什么，現(xiàn)在追隨潮流買4K產(chǎn)品是不是真的有意義。

我們常說(shuō)的4K是什么？

想要了解4K產(chǎn)品，首先就要從4K圖像的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)入手。圖像的大小可以用像素分辨率來(lái)表示，例如1920*1080的分辨率就意味著圖像是由水平方向每行1920個(gè)像素以及垂直方向每列1080個(gè)像素組成的。出于方便交流的原因，業(yè)界也常常以圖像水平方向上的像素值來(lái)表示圖片大小，而且為了簡(jiǎn)化交流過(guò)程，一般情況下會(huì)用“K”來(lái)描述像素值，其中1K相當(dāng)于1024個(gè)像素，幾K就是指圖像的水平方向每行像素值達(dá)到或者接近1024的幾倍。

看著很一般吧，那就點(diǎn)擊看看4K分辨率的圖像吧！

以此為標(biāo)準(zhǔn)，4K圖像就是指水平方向每行像素值達(dá)到或者接近4096個(gè)的圖像，多數(shù)情況下特指4096*2160分辨率。而根據(jù)使用范圍的不同，4K圖像也有各種各樣的衍生分辨率，例如Full Aperture 4K的4096*3112、Academy 4K的3656*2664以及UHDTV標(biāo)準(zhǔn)的3840*2160等，都屬于4K圖像分辨率的范疇。

不同分辨率的對(duì)比示意圖

如今常見的4K分辨率有4096*2160和3840*2160兩種，前者主要用于數(shù)字電影領(lǐng)域，后者則多用在4K電視或者4K顯示器上。采用3840*2160分辨率的電視或顯示器也叫做UHDTV標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。UHDTV標(biāo)準(zhǔn)是由國(guó)際電信聯(lián)盟制定，全稱是Ultra High Definition Television，也就是超清電視。與1920*1080分辨率的Full High Definition Television（FHDTV，全高清電視）相比，UHDTV的分辨率剛好是FHDTV的四倍，在屏幕尺寸相同的情況下可以顯示更加精細(xì)的圖像，而且由于高寬比同樣是16:9，UHDTV標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品也能很好地兼容FHDTV的圖像，更容易被消費(fèi)者接受。

不過(guò)從嚴(yán)格意義來(lái)說(shuō)，4K電視與超清電視并不是完全等同的，因?yàn)閁HDTV標(biāo)準(zhǔn)除了3840*2160分辨率外，還包含有7680*4320分辨率，后者也被稱為8K分辨率。因此從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，4K電視屬于超清電視，但是超清電視卻不僅限于4K電視?，F(xiàn)在電視或者顯示器廠商的宣傳重點(diǎn)會(huì)放在“4K”而不是“超清”上，除了前者讀上去科技感更強(qiáng)一些外，其中一個(gè)原因就是希望給未來(lái)的“8K”產(chǎn)品留出區(qū)別的空間。

4K產(chǎn)品需要多高的刷新率？

對(duì)于4K分辨率來(lái)說(shuō)，它只有水平方向像素值和垂直方向像素值兩個(gè)屬性，不過(guò)對(duì)4K電視和4K顯示器產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，除了分辨率要達(dá)標(biāo)外，刷新率的高低也不容忽視。刷新率是指屏幕圖像的更新速率，以往的CRT顯示器是依靠電子激發(fā)屏幕上的熒光粉顯示圖像的，但是由于同一時(shí)間只有一個(gè)像素點(diǎn)被點(diǎn)亮，要顯示一張完整的圖像，顯示器就必須在熒光粉余光熄滅前重新對(duì)其進(jìn)行激發(fā)。

熒光粉的疊加實(shí)現(xiàn)畫面不同顏色的輸出

只是CRT顯示器的熒光粉余光維持時(shí)間實(shí)際上是很短的，因此電子必須在極短時(shí)間重新激發(fā)熒光粉，才能維持圖像的穩(wěn)定，而這個(gè)激發(fā)的頻率就是我們現(xiàn)在常說(shuō)的刷新率，如果刷新率不夠，CRT顯示器的畫面就會(huì)出現(xiàn)閃爍，看起來(lái)很不舒服。一般來(lái)說(shuō)，CRT顯示器的刷新率是越高越好，至少也要在85Hz以上，人眼才不會(huì)感覺到明顯的閃爍。

顯示器屏幕結(jié)構(gòu)

如今電視機(jī)和顯示器都已經(jīng)走進(jìn)了LCD液晶時(shí)代，LCD的工作原理與CRT完全不同，它更像是幻燈片，只是用LCD來(lái)取代了膠片。LCD的像素點(diǎn)可以看作是單獨(dú)的開關(guān)，只需一次刷新動(dòng)作就可以顯示穩(wěn)定的圖像，完全可以做到只在圖像變化后才刷新屏幕?，F(xiàn)在LCD屏幕之所以還會(huì)以恒定的頻率刷新圖像，哪怕只是靜態(tài)圖像，更多的是處于產(chǎn)品兼容性的考慮，同時(shí)也有利于動(dòng)態(tài)畫面的快速變換。當(dāng)然相比于“刷新率越高越好”的CRT屏幕，LCD屏幕對(duì)刷新率的要求無(wú)疑要低得多，基本上不低于24Hz就可以保證圖像的流暢。

因?yàn)槿搜垡曈X殘留效果，我們可以用旋轉(zhuǎn)的LED燈帶做出這樣的圖案

那為什么LCD屏幕需要24Hz以上的刷新率呢？實(shí)際上這是由人眼的視覺殘留時(shí)間或者說(shuō)是視神經(jīng)的反應(yīng)時(shí)間決定的，這個(gè)時(shí)間大約是1/24秒，換句話說(shuō)，當(dāng)圖片的變換速度達(dá)到每秒鐘24幅的時(shí)候，由于視覺殘留效應(yīng)，人眼看到的圖像不再是一幅幅的單獨(dú)畫面，而是一個(gè)連貫的動(dòng)畫，這也就電影的原理以及視頻幀速多數(shù)是24FPS的主要原因。由于LCD屏幕在圖像發(fā)生變化時(shí)需要重新刷新畫面，在播放每秒24FPS的視頻時(shí)，就需要每秒至少刷新24次屏幕，才能保證視頻的每一幀都出現(xiàn)在屏幕上，才能保證人眼看到連貫的圖像，這就是LCD屏幕的刷新率要求不低于24Hz的緣故。

對(duì)4K分辨率產(chǎn)品來(lái)也是同樣的道理，想要輸出流暢的4K分辨率動(dòng)態(tài)圖像，屏幕刷新率同樣不能低于24Hz，因此以目前主流的兩種4K分辨率3840*2160以及4096*2160來(lái)說(shuō)，它們就有24/25/30/50/60Hz等多種不同的刷新率規(guī)格，其中比較常見的是24Hz、30Hz和60Hz，前兩種常見于4K電視上，而60Hz的規(guī)格基本上只有PC顯示器或者是旗艦級(jí)電視產(chǎn)品才會(huì)用上。至于為何會(huì)是這樣的安排，我們會(huì)在后續(xù)文章中給大家進(jìn)行詳細(xì)講解。

哪些視頻接口可以輸出4K分辨率？目前可以輸出4K分辨率的接口只有HDMI和DisplayPort，其中HDMI接口想要輸出刷新率4K分辨率，就必須使用支持HDMI 1.4a或更高標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，可以輸出的4K分辨率規(guī)格最高為4096*2160@24 Hz或者是3840*2160@30Hz；DisplayPort接口需要輸出4K分辨率的話要支持DP 1.2標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，不過(guò)其最高可以輸出刷新率為60Hz的4096*2160以及3840*2160分辨率。

4K超清分辨率究竟是什么？給你詳細(xì)解析

越高的分辨率對(duì)于帶寬要求也就越高，比較差的HDMI線可能都不支持1080P以上的分辨率之所以會(huì)有這樣的區(qū)別，歸根到底是兩個(gè)接口對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)帶寬有所不同導(dǎo)致的，HDMI 1.4a接口的數(shù)據(jù)帶寬為10.2Gbps，而DP 1.2接口的數(shù)據(jù)帶寬高達(dá)21.6Gbps，是前者的兩倍多一點(diǎn)。HDMI接口想要輸出60Hz刷新率的4K分辨率，只有等到HDMI 2.0接口正式登場(chǎng)后方方可實(shí)現(xiàn)，HDMI 2.0接口的數(shù)據(jù)帶寬為18Gbps，完全可以滿足60Hz刷新率下4K分辨率的輸出需求。 4K超清分辨率究竟是什么？給你詳細(xì)解析

不同線材接口規(guī)格的對(duì)比值得一說(shuō)的是，目前HDMI接口和DP接口是產(chǎn)品能否在4K分辨率下輸出60Hz刷新率的最直觀區(qū)別，目前環(huán)境下僅配置HDMI接口的產(chǎn)品肯定不可以輸出60Hz刷新率下4K畫面，只有配置了DP接口的設(shè)備才有這個(gè)可能性?，F(xiàn)在多數(shù)主流級(jí)的4K電視的屏幕規(guī)格最高也就是3840*2160@30Hz，因此它們多數(shù)只配置了HDMI接口，只有少數(shù)旗艦級(jí)產(chǎn)品會(huì)配置DP接口，支持輸出60Hz刷新率的4K分辨率畫面。想要輸出4K分辨率的圖像，硬件方面的也不能含糊。雖然較早之前就有聲稱可以解碼4K視頻的高清播放機(jī)，但是支持輸出4K分辨率的高清播放機(jī)也是在最近才開始登陸市場(chǎng)，而且大都只能輸出24Hz或者是30Hz的刷新率。想要輸出60Hz刷新率下的4K圖像，目前PC仍然是最好的選擇。決定PC能否輸出4K分辨率的硬件是顯卡，目前只有Kepler架構(gòu)、GCN架構(gòu)或者是更新架構(gòu)的獨(dú)立顯卡支持輸出4K分辨率，集顯平臺(tái)方面則要用到Haswell架構(gòu)處理器或者是Kaveri APU方能支持。 4K超清分辨率究竟是什么？給你詳細(xì)解析

Intel HD Graphics 4200以上的核顯支持4K分辨率首先我們來(lái)看看集顯平臺(tái)如何輸出4K分辨率，英特爾平臺(tái)必須選用配置HD Graphics 4200/4400/4600/5000以及Iris Pro Graphics 5200、Iris Graphics 5100核芯顯卡的產(chǎn)品，也就是第四代Core i3/i5/i7系列處理器。這些核芯顯卡可以通過(guò)HDMI接口輸出4096*2304@24Hz以及3840*2160@24Hz的分辨率規(guī)格，想要輸出60Hz刷新率的4K分辨率，就必須使用DP接口進(jìn)行輸出，最高可以輸出3840*2160@60Hz的規(guī)格。而且值得注意的是，移動(dòng)版的U系列產(chǎn)品最高只能輸出3840*2160@30Hz的分辨率規(guī)格，Y系列在60Hz刷新率下只能輸出2560*1600分辨率，只有H系列也就是配置了Iris系列核心顯卡的產(chǎn)品才能輸出3840*2160@60Hz的分辨率規(guī)格。至于上一代Ivy Bridge則最高只能輸出2560*1600，全部不支持輸出4K分辨率。

4K超清分辨率究竟是什么？給你詳細(xì)解析

搭配GCN架構(gòu)的APU處理器支持4K分辨率AMD的APU則要更好識(shí)別一些，只有搭配GCN架構(gòu)圖形核心的產(chǎn)品才能支持4K分辨率，刷新率方面也是HDMI接口最高輸出30Hz，DP 1.2接口最高輸出60Hz，換句話說(shuō)想要在APU平臺(tái)上輸出4K分辨率，目前就只有使用Socket FM2+接口的Kaveri APU可以選擇了。順帶一提的是，結(jié)構(gòu)基于APU平臺(tái)的PS4以及xbox One都支持4K分辨率，不過(guò)由于他們都沒(méi)有配置DP 1.2接口，因此即便可以輸出4K分辨率的視頻信號(hào)，那最多也就是30Hz的刷新率，基本上只有視頻播放以及靜態(tài)圖片瀏覽等地方會(huì)用上，4K游戲還是不要想了。

4K超清分辨率究竟是什么？給你詳細(xì)解析

4K分辨率的游戲，短時(shí)間還是不要想了，至少99%的人都不是富豪獨(dú)顯平臺(tái)方面，首先我們來(lái)看看NVIDIA顯卡產(chǎn)品，從Kepler架構(gòu)的產(chǎn)品開始就基本具備了4K分辨率輸出能力，不過(guò)更早之前的Fermi架構(gòu)產(chǎn)品就無(wú)能為力了，最高只能輸出2560*1600分辨率。同樣地，輸出3840*2160@60Hz的規(guī)格需要標(biāo)配DP 1.2接口的產(chǎn)品，按照公版產(chǎn)品的話要到GTX 650 Ti Boost以上才會(huì)標(biāo)配DP接口。

4K超清分辨率究竟是什么？給你詳細(xì)解析

GCN架構(gòu)的獨(dú)顯標(biāo)配DP 1.2接口，支持60Hz刷新率的4K
AMD顯卡方面需要GCN架構(gòu)產(chǎn)品，HDMI接口最高可以輸出4096*2160@30Hz規(guī)格，DP接口則可以輸出4096*2160@60Hz規(guī)格。由于AMD在入門級(jí)GCN獨(dú)顯上也有配置DP 1.2接口，因此AMD獨(dú)顯平臺(tái)上輸出60Hz刷新率的4K分辨率在成本上要低一些。

透明 · 發(fā)表于 2014-3-20 19:04

小手一抖，金幣拿走！

漫步者 · 發(fā)表于 2014-3-20 19:04

謝謝分享dd

窗外的微笑 · 發(fā)表于 2014-4-7 23:20

感謝!

hm2008 · 發(fā)表于 2014-4-29 22:52

支持你哈.

xyx · 發(fā)表于 2014-5-1 06:09

感謝分享k

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