什么是4K？2015-12-02

 什么是4K？

    我们都知道，电视画面是由像素构成的，如果把电视画面放大的话，你会看到每个像素是由多个规则形状和规则排列的“色点”构成的。一般情况下，这些色点分为红、黄、蓝三种颜色（也有用更多颜色的)，称为子像素。构成一个像素的子像素组合有各种规格，比如2行×3列、4行×6列，等等。

    不论怎样组合，每个像素中红、黄、蓝色点的数量是均等的。在显示画面时，像素中每种色点的明暗是不同的，这就决定了这个像素中三种颜色的比例不同，因而就决定了这个像素的颜色。全部特定颜色的像素就组成一幅多彩的画面。一般来说，组成画面的像素越密集，也就是像素越高（多），播放的图像也就会越清晰。随着技术的发展，像素可以达到超乎想象的密集程度。

    几年前我们还在把看所谓“高清”、“全高清”视作视觉享受，因为电视画面清晰流畅。当时买电视或播放设备时，常听到720p（p代表逐行扫描)、1080i（i代表隔行扫面)、1080p等规格，它们是高清的标志。如今又出现4K电视了，它比“高清”更高清。那么，4K除了提高了电视的清晰度，还有什么其他的提升？接下来就带大家一起走进4K的世界。

    4K是数字电影电视内容的未来标准。英文全称为“Ultra High Definition”，翻译成中文叫做“超高清分辨率”，简称UHD或者UltraHD。高清电视标准自然要去掉“Ultra”，简写为HD。所以。4K就像高清标准中的720p或1080p一样，是超高清的一个标准，而并不是产品。我们看到的4K电视其实只是符合这个标准。除了4K电视，我们可能还会看到4K显示器、4K投影机等等产品。

    4K极大地提升了画质清晰度是最直观的改变。那么到底清晰到哪种程度呢？前面已经说过，同等面积下，像素越多图像就越清晰。1080p的高清的分辨率是1920×1080，它的意思就是横向上有1920个像素，纵向有1080个像素，也就是1080行像素组成。横向排列接近2000个像素，所以我们也称之为2K标准。那么4K呢？以此推论，横向应该是接近4000个像素。确实，在4K标准中，横向分辨率达到3840（3840×2160）或者4096（4096×2160）个像素（分别为电视与电影的4K分辨率）。

    不难发现，4K超高清影像的分辨率达到了约800万像素（横像素数乘以纵像素数），而1080p高清仅为200万像素，从数字上很容易看出4K影像的清晰度是高清影像的4倍。4K标准的颜色深度大幅度提升。

    目前高清采用8bit（用二进制的8位数表示，共256级色阶，所以也称8位）标准，4K提高到10bit。画面表现的色阶从原有的256级提高到1024级，色彩精度是之前的4倍。

    拿一张黑白渐变图来说明，8bit从白到黑中间只能显示256个过渡层，在画面暗部肉眼很容易发现色彩分层导致画面失真。而10bit能显示1024个过渡层，想发现画面颜色失真就不是那么容易了。另外更高的12bit已经达到人眼分辨不出的地步，为电影后期提供了更大的调色空间。另外，电影电视的原理就是利用视觉暂留现象，帧速率越高，我们看到的画面就越流畅。帧速率就是你能在每秒看到多少画面。

    目前电影采用24p标准，也就说每秒显示24张画面。我国高清电视机采用 50i标准，代表每秒钟显示50张画面。而4K规定了更高更多的帧速率标准，最高可以达到120p。即使是图像快速运动，我们也能看到画面上的细节。

    为什么要用4K？市场需求是发展新技术的重要因素。从黑白到彩色，从标清到高清，再到现在的4K，无疑都遵循这个原则。正是消费者的这种需求推动了行业的革新与发展。

    4K技术的诞生源于观众对更大视野与更清晰画面的追求。以前电视尺寸较小，标清信号就够用了，而现在电视尺寸越来越大，标清画面放在40英寸以上的大屏幕上播放就会惨不忍睹，必须要用高清电视了。目前，50英寸以上的大屏幕已经成为电视市场的主流，高清已经不够用了，超高清也就成为必然的选择。

    HD高清电视最佳的观影距离是电视屏幕高度的3倍，举例来说，40英寸16∶9电视屏幕宽88.6厘米，高50厘米，那么我们最佳的观看距离是50厘米×3=150厘米，这样的距离可以看到画面所有的细节且看不出图像上的像素。而4K电视的最佳观影距离缩减到屏幕高度的1.5倍。观看距离更近，视野更大，这样给我们带来了更加真实的临场感，同时还能看到画面上的所有细节。

    精致清晰的画面、身临其境的体验令人震撼，必将是观众对未来电视的追求。目前，4K电视逐渐流行起来，追求高品质画质和视觉享受的人会先去尝试。不过有一个问题限制4K的使用，这就是4K的视频资源暂时相对较少。我国现在还没有4K电视节目，只在网上可以找到少量视频资源。主要原因是，既然4K分辨率是高清的4倍，那数据量自然就大4倍，普通一个节目，经常就要上G的空间，数据传输也是一个问题。随着4K技术的发展，这些问题都会被解决。

    《探梦实验室》是一档以青少年为受众的科普节目，使用的就是4K技术。本节目共52集，是以“索尼探梦”科技馆多年开发的科学实验为基础制作的。通过实验组合形成主题，每一集阐述一个科学原理。内容包含声、光、热、力、磁等方面。以生动的情节结合生活中的实际体验，融合趣味的科学实验，深入浅出地阐述其中的科学原理。《探梦实验室》节目全程采用4K技术拍摄，增加了4K节目的资源。有兴趣的读者可以看看这个节目，或者去索尼探梦科技馆，领略4K技术带来的视觉震撼吧。