4K超清分辨率究竟是什么？給你詳細解析

xuwuhu · 發(fā)表于 2014-3-20 17:56

4K對我們來說不僅是一次分辨率升級，其影響遠遠比之前1680x1050分辨率升級到1920x1080還要大，從應用體驗、UI優(yōu)化及性能上都提出了更嚴峻的挑戰(zhàn)。

目前主流的電腦顯示器分辨率是1920x1080，也就是常說的FHD標準，不過在智能手機都開始朝2560x1440前進了，PC顯示器顯然還需要更進一步的強化，下一代的標準就是4K分辨率，也就是Utlra HD標準。今年以來，戴爾、聯想、華碩、三星等公司紛紛推出廉價型4K顯示器，最便宜的只有4000多即可買到，預計今年底明年初就能降到3000元內，用戶也更容易接受。

4K對我們來說不僅是一次分辨率升級，其影響遠遠比之前1680x1050分辨率升級到1920x1080還要大，從應用體驗、UI優(yōu)化及性能上都提出了更嚴峻的挑戰(zhàn)，更重要的是4K即將來臨之前，很多人對4K尚無清晰的認識。從本文開始，超能網也會推出一系列有關4K分辨率的科普文章，從4K顯示器到4K電視，從4K基礎知識再到4K視頻、游戲應用皆有涉及。

今天我們就從頭開始，首先來談一談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品能上全高清作為賣點，可是自索尼推出4K電視后，全高清一下子成了電視機領域中“落后”的代名詞，先是各品牌在旗艦級產品中推出4K型號，然后是把4K型號普及至主流產品甚至是入門級產品中，期間當然少不了的還有各種“4K就是比全高清”好的宣傳，一時間消費者看得眼花繚亂，有些無從下手的感覺。

實際上，有很多消費者會選擇購買4K電視，純屬是因為賣場推銷人員告訴他“4K電視很好，要買就買4K電視”，但4K電視有什么用甚至4K電視是什么等問題，他們自己是完全不知道。這次我們就和大家談談關于4K分辨率以及4K電視、4K顯示器的選擇問題，讓大家了解4K究竟是什么，現在追隨潮流買4K產品是不是真的有意義。

我們常說的4K是什么？

想要了解4K產品，首先就要從4K圖像的相關標準入手。圖像的大小可以用像素分辨率來表示，例如1920*1080的分辨率就意味著圖像是由水平方向每行1920個像素以及垂直方向每列1080個像素組成的。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表示圖片大小，而且為了簡化交流過程，一般情況下會用“K”來描述像素值，其中1K相當于1024個像素，幾K就是指圖像的水平方向每行像素值達到或者接近1024的幾倍。

看著很一般吧，那就點擊看看4K分辨率的圖像吧！

以此為標準，4K圖像就是指水平方向每行像素值達到或者接近4096個的圖像，多數情況下特指4096*2160分辨率。而根據使用范圍的不同，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標準的3840*2160等，都屬于4K圖像分辨率的范疇。

不同分辨率的對比示意圖

如今常見的4K分辨率有4096*2160和3840*2160兩種，前者主要用于數字電影領域，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標準產品。UHDTV標準是由國際電信聯盟制定，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的圖像，而且由于高寬比同樣是16:9，UHDTV標準產品也能很好地兼容FHDTV的圖像，更容易被消費者接受。

不過從嚴格意義來說，4K電視與超清電視并不是完全等同的，因為UHDTV標準除了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。因此從技術上來說，4K電視屬于超清電視，但是超清電視卻不僅限于4K電視。現在電視或者顯示器廠商的宣傳重點會放在“4K”而不是“超清”上，除了前者讀上去科技感更強一些外，其中一個原因就是希望給未來的“8K”產品留出區(qū)別的空間。

4K產品需要多高的刷新率？

對于4K分辨率來說，它只有水平方向像素值和垂直方向像素值兩個屬性，不過對4K電視和4K顯示器產品來說，除了分辨率要達標外，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，但是由于同一時間只有一個像素點被點亮，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其進行激發(fā)。

熒光粉的疊加實現畫面不同顏色的輸出

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

顯示器屏幕結構

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

因為人眼視覺殘留效果，我們可以用旋轉的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？實際上這是由人眼的視覺殘留時間或者說是視神經的反應時間決定的，這個時間大約是1/24秒，換句話說，當圖片的變換速度達到每秒鐘24幅的時候，由于視覺殘留效應，人眼看到的圖像不再是一幅幅的單獨畫面，而是一個連貫的動畫，這也就電影的原理以及視頻幀速多數是24FPS的主要原因。由于LCD屏幕在圖像發(fā)生變化時需要重新刷新畫面，在播放每秒24FPS的視頻時，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4K分辨率產品來也是同樣的道理，想要輸出流暢的4K分辨率動態(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來說，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電視產品才會用上。至于為何會是這樣的安排，我們會在后續(xù)文章中給大家進行詳細講解。

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或更高標準的產品，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標標準，不過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？給你詳細解析

越高的分辨率對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有這樣的區(qū)別，歸根到底是兩個接口對應的數據帶寬有所不同導致的，HDMI 1.4a接口的數據帶寬為10.2Gbps，而DP 1.2接口的數據帶寬高達21.6Gbps，是前者的兩倍多一點。HDMI接口想要輸出60Hz刷新率的4K分辨率，只有等到HDMI 2.0接口正式登場后方方可實現，HDMI 2.0接口的數據帶寬為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？給你詳細解析

不同線材接口規(guī)格的對比值得一說的是，目前HDMI接口和DP接口是產品能否在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接口的設備才有這個可能性。現在多數主流級的4K電視的屏幕規(guī)格最高也就是3840*2160@30Hz，因此它們多數只配置了HDMI接口，只有少數旗艦級產品會配置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，但是支持輸出4K分辨率的高清播放機也是在最近才開始登陸市場，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、GCN架構或者是更新架構的獨立顯卡支持輸出4K分辨率，集顯平臺方面則要用到Haswell架構處理器或者是Kaveri APU方能支持。 4K超清分辨率究竟是什么？給你詳細解析

Intel HD Graphics 4200以上的核顯支持4K分辨率首先我們來看看集顯平臺如何輸出4K分辨率，英特爾平臺必須選用配置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，移動版的U系列產品最高只能輸出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？給你詳細解析

搭配GCN架構的APU處理器支持4K分辨率AMD的APU則要更好識別一些，只有搭配GCN架構圖形核心的產品才能支持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，換句話說想要在APU平臺上輸出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，結構基于APU平臺的PS4以及xbox One都支持4K分辨率，不過由于他們都沒有配置DP 1.2接口，因此即便可以輸出4K分辨率的視頻信號，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？給你詳細解析

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

4K超清分辨率究竟是什么？給你詳細解析

GCN架構的獨顯標配DP 1.2接口，支持60Hz刷新率的4K
AMD顯卡方面需要GCN架構產品，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GCN獨顯上也有配置DP 1.2接口，因此AMD獨顯平臺上輸出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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