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4K初探 |Datavideo

4K初探

Apr 20 2015

4K解析度 = 螢幕設備或是內容的水平解析度,高達4,000像素。

在電影產業與電視產業中,有好幾種4K的格式。真正的4K工業標準(4K industry standard),解析度是4096x2160,這樣的規格大部分是電影專用,然而4K的標準,在電視產業上是更常使用3840x2160(比例接近16:9),我們稱之為UHDTV,在技術規格上卻不是真正的4K。

在市場上有好幾種UHDTV的螢幕,價格都壓在美金1,000之下。然而4K的內容還是很稀少的,因此4K電視至今還沒有真正吸引到閱聽眾。

依照目前流行的HD規格說法,像是720p或是1080p,4K的UHDTV等同於2160p

格式(Format)

解析度(Resolution)

顯示比例

(Display aspect ratio)

像素(Pixels)

UHD-1 

(Ultra high definition television)

3840 × 2160

1.78:1 (16:9)

8,294,400

UHD (Ultra wide television)

5120 × 2160

2.37:1 (21:9)

11,059,200

WHXGA

5120 × 3200

1.60:1 (16:10)

16,384,000

DCI 4K (native resolution)

4096 × 2160

1.90:1 (256:135) ~17:9

8,847,360

DCI 4K (CinemaScope cropped)

4096 × 1716

2.39:1

7,028,736

DCI 4K (flat cropped)

3996 × 2160

1.85:1

8,631,360

UHD-2

7680 × 4320

16:9

33,177,600

UHD: Ultra HD

解析度3840 x 2160 (830萬像素,畫面比例為16:9)是UHD電視在消費市場設定的解析度之一,另外一個是UHD-2,解析度是7680 x 4320 (3,320萬像素)。UHD是1080p HD電視在水平、垂直解析度各自乘以兩倍,也就是整體上多出四倍的像素。

DCI: Digital cinema

解析度為4096 x 2160 (880萬像素,畫面比例約為17:9)是給4K電影的投影。這是給4K數位投影機以及螢幕的原生解析度,並沒有辦法以標準的1080p 畫面比例 (16:9)呈現,所以這並不是給1080p的顯示設備使用的。

串流影像  Streaming video

Youtube與Vimeo這兩個串流網站允許上傳最大的解析度是4096 x 3072,編碼為HEVC (High Efficiency Video Coding),讓影像可以用4K的解析度、頻寬高達20-30Mbps串流。

錄影Recording

用4K錄影最大的優勢在於細節的品質提高許多,就算跟2K相比,2K在螢幕呈現的髮絲細節遠不如4K。如果最後的影片品質降低到2K甚至是1080p,用4K錄影還是可以有比較好的影像品質,可使用在一般電影的錄製。

 

連接SDI  Connecting SDI

SDI是現今我們很常使用的連接端子,在1989年時被制定為一種影像標準,HD-SDI的標準,認定為1.485 Gbit/s。最近我們先前看到Dual Link HD-SDI,資料傳輸可達2.970 Gbit/s。現在我們更常使用3G-SDI,跟Dual Link HD-SD一樣,但是只需要一個接頭、一條線就可以達到相同的傳輸量。3G-SDI最長的長度大概可以拉到三百米左右,需要更長的傳輸距離,則需要使用光纖。

 

標準(Standard)

端子名稱(Name)

發布時間(Introduced)

位元率(Bitrates)

影片格式(Example video formats)

SMPTE 259M

SD-SDI

1989

270 Mbit/s, 360 Mbit/s, 143 Mbit/s, and 177 Mbit/s

480i, 576i

SMPTE 344M

ED-SDI

 

540 Mbit/s

480p, 576p

SMPTE 292M

HD-SDI

1998

1.485 Gbit/s, and 1.485/1.001 Gbit/s

720p, 1080i

SMPTE 372M

Dual Link HD-SDI

2002

2.970 Gbit/s, and 2.970/1.001 Gbit/s

1080p

SMPTE 424M

3G-SDI

2006

2.970 Gbit/s, and 2.970/1.001 Gbit/s

1080p

TBA

6G UHD-SDI

 

6 Gbit/s

4Kp30

TBA

12G UHD-SDI

 

12 Gbit/s

4Kp60

 

HDMI 2.0 HDMI

HDMI 2.0,又稱為HDMI UHD,首次揭露是在2013年9月。

HDMI 2.0提高了流量,每個通道(共有三個通道)最高從3.4 Gbit/s到6 Gbit/s,換句話說,最高可達18 Gbit/s。意味著HDMI 2.0可以支援4K,可達60p。

 

版本比較Version comparison

HDMI version

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4

2.0

首次發布日期

Date initially released

December 9, 2002

May 20, 2004

August 8, 2005

June 22, 2006

May 28, 2009

September 4, 2013

最高時脈(MHz)

Maximum clock rate (MHz)

165

165

165

340

340[109]

600

每個通道最小化傳輸差分訊號最高數值

Maximum TMDS throughput per channel (Gbit/s) including 8b/10b overhead

1.65

1.65

1.65

3.40

3.40

6

總計最小化傳輸差分訊號最高數值

Maximum total TMDS throughput (Gbit/s) including 8b/10b overhead

4.95

4.95

4.95

10.2

10.2

18

聲音訊號最高傳輸量

Maximum audio throughput (Mbit/s)

36.86

36.86

36.86

36.86

36.86

49.152 (IEC61937 and DST audio)

最高色彩位元

Maximum color depth (bit/px)

24

24

24

48

48

48

消費等級最高解析度(single link at 24-bit/px)

Maximum consumer resolution over single link at 24-bit/px

1920×1200p60

1920×1200p60

1920×1200p60

2560×1600p75

4096×2160p30[166]

4096×2160p60

4K影視內容 mainContent

真正用4K發布的影像內容,首次發表是在2003年的Youtube上,但直到2013年,4K的影片只有一些來自Sony Studio發行的電影(已高達70部以上)、電視節目,而且都是用下載至電腦,使用播放程式觀看。最近美國的Netflix(提供影碟出租的公司,成立於1997年)已經開始提供線上的4K內容。在2014年,Amazon Studios已經開始以4K拍攝,提供這樣的內容服務。