基本介紹
- 中文名：4K顯示器
- 外文名：4K Display
- 實質：一種新興的數字電影及數字內容
- 類型： Full Aperture 4K（4096×3112）
- 有關術語：解析度
- 接口：HDMI 和 Display Port
簡介,解析度,解析度表,現狀,4K電視系統與關鍵技術點,
簡介
上世紀90年代，美國電影電視工程師學會“數字影像層級結構”特別工作小組對成像系統的空間解析度要求進行了研究，該小組從解析度的角度將顯示器分為低解析度（低於0.8K）、常規解析度（低於2K）、高解析度（2K）和超高解析度（4K甚至更高）等四個層級。2012年5月，國際電信聯盟發布了“超高畫質電視UHDTV”（或“UltraHDTV”）標準的建議，將螢幕的物理解析度達到3840x2160（4Kx2K）及以上的電視稱之為超高畫質電視，業界因此亦簡稱為4K電視。4K的名稱得自其橫向解析度約為4000像素，借用了投影機顯示解析度的概念。標準的4K解析度為4096x2160的像素解析度，其像素總數能夠達到高清解析度1920x1080的4倍。和主流的1080p（1920x1080）相比，4K解析度是其顯示清晰度的4倍，在螢幕尺寸相同的情況下可以顯示更加精細的圖像。
解析度
顯示解析度（螢幕解析度）是螢幕圖像的精密度，是指顯示器所能顯示的像素有多少。由於螢幕上的點、線和面都是由像素組成的，顯示器可顯示的像素越多，畫面就越精細，同樣的螢幕區域內能顯示的信息也越多，所以解析度是個非常重要的性能指標，在專業級的顯示器中，對於解析度的要求也越來越高。
4K解析度是指螢幕解析度等級，具體到數值上體現為螢幕橫向像素達到4000以上，是繼CRT顯示器時代720P解析度，LED顯示器時代1080P、1440P之後一種新興的數字電影及數字內容的解析度標準。內置立體聲揚聲器，7W×2高品質揚聲器。窄玻璃框線，輕鬆多屏拼接，標準的4K解析度為4096X2160，同時，4K解析度又衍生了其他幾種標準，如4096X3112、3656X2664等，而桌面4K顯示器解析度多數為3840X2160，這主要是為了配合16:9的圖像比例。
解析度表
標準 | 解析度 |
SVGA | 800×600 (4:3) |
XGA | 1024×768 (4:3) |
HD | 1366×768(16:9） |
WXGA | 1280×800 (16:10) |
UXGA | 1600×1200 (4:3) |
WUXGA | 1920×1200 (16:10) |
Full HD | 1920×1080 (16:9) |
WQHD | 2560×1440 (16:9) |
UHD | 3840×2160 (16:9) |
4K Ultra HD | 4096×2160 (256:135 大約17:9) |
現狀
4K電視系統與關鍵技術點
典型的4K電視系統模型，最上層是電視中心常見的節目生產層，包括節目生產過程中最重要的采、編、播環節，其下是節目信號分配層，按照更下層的分發層的需要產生不同類型的壓縮編碼流。分發層負責壓縮編碼流的傳輸，送到用戶終端。最下層的用戶終端將接收到的壓縮編碼流解碼，再將解碼得到的基帶信號送給 4K 顯示終端。
基帶圖像格式
從採集到用戶終端呈現的過程中，經過了攝像、收錄上載、非編、轉碼合成、播出、壓縮、傳輸、接收解碼、顯示等一系列過程，節目信號形態發生了多次改變。測試過程中，應
重點關注基帶圖像格式，使每個處理環節的基帶圖像格式滿足設計要求。主要從以下幾個方面檢驗基帶圖像格式的合規性：
1. 解析度4K 電視系統的圖像解析度為 3840×2160。
2. 幀頻幀頻可以是 120、120/1.001、100、60、 60/1.001、50、30、30/1.001、25、24、24/1.001Hz
中的一種，我國的電網工頻是50Hz，因此 4K 電視系統一般使用 25Hz、50Hz和100Hz。
採樣結構
正交採樣：像素量化比特數
10比特或12比特。
掃描方式：隨著硬體運算能力的發展和顯示技術的提高，出現了壓縮效率更高的新型編碼算法，例如 HEVC/H.265，4K電視系統可以占用更高的數據頻寬，為降低屏閃，採用了逐行掃描方式，行中的像素定址是從左到右，幀中的行定址是從上到下。
幅型比
幅型比是圖像格式的基礎參數，而且在圖像格式轉換過程中，不同幅型比之間的圖像轉換極容易出現畫面失真，4K 電視系統推薦的像素形狀為方形（1：1），圖像幅型比是16：9。
節目製作與交換信號格式：4K 電視系統的信號有多種表示方式。如果目標是保證最高圖像質量，可採用RGB信號格式；如果目標是最大程度地準確重現亮度（對色度重現的要求不高）或為了提高編碼效率。
非線性校正
在模擬和數位訊號的轉換過程中，有兩種情況需要使用非線性編碼，一是為了提高編碼效率，二是為了補償攝像和顯示環節的光—電轉換失真，因此在攝像機和顯示器測試中，要注意非線性補償開關的設定，避免因不當設定導致測試誤差。
多聲道音頻系統
4K電視系統建議採用22.2 聲道音頻系統，較高畫質電視系統複雜得多，測試中應關注以下幾個方面 ：
1. 檢查各處理環節的聲道配置是否正確，避免出現混亂。
2. 檢查各處理環節的音頻壓縮編碼格式是否正確。
3. 檢查音頻通道特性指標，避免出現聲道間相位差過大、通道幅頻特性不良、失真、插入增益異常等現象。
壓縮編碼與傳輸
壓縮編碼方式：4K電視基帶信號的碼率很高，傳輸和存儲之前均需對其進行壓縮，常用的壓縮編碼算法為HEVC/H.265。在測試編碼環節時，應關注編碼數據格式的合規性，通過主、客觀圖像質量評價手段評估編碼過程產生的圖像質量損傷。
檔案素材：對檔案素材來說，壓縮編碼數據一般封裝在特定的檔案格式裡面，例如 AVI、MXF、GXF，測試中應關注封裝格式的合規性。
實時碼流：對實時節目信息來說，壓縮編碼流一般封裝到TS數據包中，再通過ASI或IP接口傳送，測試中應關注接口的數據格式和電氣特性的合規性。
