干货:关于 4K 电视的一些知识

4K solution TV

昨天索尼举行新品发布会后,今天索尼适时组织了媒体参观其高清影视技术学院(HD Academy),系统地介绍 4K 技术,加强外界对其先进 4K 技术的了解。从索尼中国专业系统集团(SPSC)技术总监王亚明的一组演讲中,对这个在今年 CES 上叫得最响的新名词有了比较系统的认识(文末已更新王亚明的演讲 PPT),与大家分享。

什么是 4K?

4K 的中文译法叫超高清,相对于 1920×1080“高清”(2K)而言。人们通常所说的 4K 是指 4096×2160 像素。

4K 像素还是 4K 分辨率?

如上所言,人们通常所说的 4K 是指 4096×2160 的“像素”,而非 4096×2160 的分辨率。

数码相机和数字摄影机大部分采用拜耳滤色片(Bayer Fliter),对于拜尔滤色片来说,分辨率是像素数量的 1/2 至 2/3。那么单片成像器要实现 4K 分辨率,需要 6K 至 8K 像素。

什么是拜尔滤色器?

拜耳滤色器由数字图像之父布莱斯·拜耳(Bryce Bayer)发明,1976 年获得专利。拜耳滤色器使用红绿蓝过滤器组成的马赛克布局,其中绿色 50%、红蓝各 25%,它能够让单个 CCD 或 CMOS 光传感器拍摄出全彩色图像。拜耳是柯达科学家,在科达度过大部分职业生涯,2012 年 11 月 13 日去世。

什么是 8K?

4K 是指“4K 像素”,4096×2160 像素;依此类推,8K 是指 8K 像素,像素量是 8192×4320。8K 不是传说,去年 5 月 NHK 就在东京进行了 8K 电视直播试验,8 月 NHK 和 BBC 在伦敦用 8K 超高清电视转播了部分奥运会赛事。2016 年日本将测试 8K 超高清电视。

电视 4K 和电影 4K 有区别吗?

电视 4K 是指 3840×2160 像素,电影 4K 是指 4096×2160 像素。同样地,2K 说法在两个平台也有区别:电视 2K 是指 1920×1080 像素,电影 2K 是指 2048×1080 像素。即人们所说的 4K 是指“电影 4K”,人们所说的 1080P 高清,其实算一种“2K”。

电视需要 4K 吗?

电视 4K 的效果由屏幕大小和分辨率决定。屏幕越大、分辨率越高,越能感受到 4K 像素的效果。索尼称 60 寸以上屏幕需要 4K 才能完美显示。索尼去年 8 月发布 84 寸 4K BRAVIA 液晶电视,不过由于太贵(17 万元人民币)、太大,目前为止只卖出几百台(不过仍然超出预期)。索尼在今年 1 月 CES 2013 发布 55 寸和 65 寸 4K 电视,昨天在中国市场正式发布。

4K 电视最佳观看位置?

4K 最佳观看位置,是屏幕的高度 1.1-1.5 倍处。例如假设电视高度为 1 米,那么最佳观看位置是离电视机 1.5 米处,否则看不出 4K 与 2K 的效果差异。同样,如果 4K 投影幕布的高度是 3 米,那么最合适的观看位置是距离屏幕的 4.5 米处。

4K 电视终端情况如何?

与高清、3D 技术一样,4K 时代也是终端产品领跑市场。索尼、东芝、松下、夏普、LG、创维、康佳等厂商都已经推出 4K 或 8K 电视机。东芝早在 2011 年底开始销售 55 寸 4K 电视,索尼 2012 年发布 4K 电视和 4K 投影仪,夏普在 2012 年发布 85 寸 8K 电视……

4K 节目来自哪里?

4K 最大节目源是电影。2012 年 30%-40% 的数字电影是 4K 片源,2013 年这一比例将达到 40% 以上。但由于商业利益原因,好莱坞目前还没有决定怎样向家庭观看提供 4K 片源(此前通过 DVD 和蓝光提供片源)。技术上蓝光支持 4K 播放没有问题,索尼去年 3 月推出的家庭投影仪 VPL-VW1000ES 即支持通过投影仪的 Reality Creation 技术实现 2K 转 4K 播放。但由于前述原因,目前还没有制定 4K 播放标准,目前市面上也没有 4K 播放器,只能通过 Quick Time 播放器和高配置电脑(i5 处理器、4G 以上内存、2G 显卡)来实现 4K 片源播放。

4K 周边技术有哪些?

4K 片源的播放,需要 2011 年底发布的 HDMI 1.4 接口进行传输。由于好莱坞没有同意 4K 片源技术标准,4K 片源传输的压力非常大。MPEG 工作组今年 1 月刚刚发布 H.265 标准,在同等压缩质量下,采用 H.265 技术后文件大小将变小 39%-44%,可以把高清视频码流由 48M 压缩到 24M,4K 片源则压缩至 48M。这对于 4K 片源来说非常重要:4K 采用逐行扫描,是采用隔行扫描的高清内容的 8 倍数据量。

4K 直播存在巨大难度

目前索尼、RED、佳能、JVC 厂家都推出了 4K 或 8K 摄像机,这些摄像机可以用来前期拍摄和记录,但不能用于直播。由于 4K 像素数量是高清的 4 倍,为保持与高清相同的灵敏度和宽容度(分辨率),演播室不能继续沿用 3 片 2/3 英寸成像器件和 B4 镜头——镜头后距(法兰距)更长,无法容纳三片分色棱镜。王亚明在演讲中提到索尼的解决方案是采用与 35mm 胶片尺寸相同的单片成像器,并配套生产相应的镜头控制组件;或者使用与 35mm 胶片相同尺寸相同的单片成像器件,2/3 英寸、35mm 光学转换组件,使用现有的 B4 接口镜头。索尼目前发布了 F65、F55、NEX-FS700 三款 4K 摄像机,将来以 F55 为基础提供 4K 演播室摄像机系统。F55 目前在中国有 100 个订单,交付了 45 个;F65 今年 4、5 月开卖。

电影院 4K 荧幕有多少块?

目前 4K 数字电影放映机主要由索尼生产,截止去年 8 月,索尼卖出 13500 台 4K 数字电影放映机。美国目前有 1 万多台 4K 放映机,占比超过 40%,加上好莱坞共有 30%-40% 片源是 4K,所以观众有 12% 以上的机会看到 4K 数字电影。在中国,王亚明说这一比例低于 1%。他笑侃中国观众花了比美国观众更多的钱,却看到质量更低的电影。

4K 电影在中国发展如何?

如上所述,中国观众接受 4K 数字电影的机会比较少。橙天嘉禾(与索尼全建索尼高清影视技术学院)、幸福南海、中影南方新干线、金逸等影院都引进了 4K 电影放映机,目前索尼 4K 投影仪在中国市场有 900 个订单,出货了 200 台。以此速度,中国电影市场要更新到 4K 数字电影还需要一段路程。

4K 前景如何?

电视应用市场,普及 4K 有一段非常长的路,需要拍摄、制作、传输均进行全面的升级,其中前期拍摄的更新换代比较困难;制作流程则比较简单,甚至入门级的 Adobe Premiere 都可以实现;数据传输方面,也可以通过通信卫星进行传输。

电影应用市场,普及相对会简单一些。因为现在好莱坞片源中就已经有 40% 是 4K 片源,关键的突破点在于好莱坞内容输出的态度,如果技术厂商还迟迟不能与内容商达成谈判,制定技术标准,那么再多的 4K 终端,没有内容,也是徒劳。

 

3 月 8 日更新:索尼中国专业系统集团技术总监王亚明演讲 PPT 在这里,请点击下载(3M/PDF)。

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