4K超清分辨率究竟是什么?给你详细解析

  目前主流的电脑显示器分辨率是1920x1080,也就是常说的FHD标准,不过在智能手机都开始朝2560x1440前进了,PC显示器显然还需要更进一步的强化,下一代的标准就是4K分辨率,也就是Utlra HD标准。今年以来,戴尔、联想、华硕、三星等公司纷纷推出廉价型4K显示器,最便宜的只有4000多即可买到,预计今年底明年初就能降到3000元内,用户也更容易接受。

  4K对我们来说不仅是一次分辨率升级,其影响远远比之前1680x1050分辨率升级到1920x1080还要大,从应用体验、UI优化及性能上都提出了更严峻的挑战,更重要的是4K即将来临之前,很多人对4K尚无清晰的认识。从本文开始,超能网也会推出一系列有关4K分辨率的科普文章,从4K显示器到4K电视,从4K基础知识再到4K视频、游戏应用皆有涉及。

  回想前两年各家电视厂商还在以自家产品能上全高清作为卖点,可是自索尼推出4K电视后,全高清一下子成了电视机领域中“落后”的代名词,先是各品牌在旗舰级产品中推出4K型号,然后是把4K型号普及至主流产品甚至是入门级产品中,期间当然少不了的还有各种“4K就是比全高清”好的宣传,一时间消费者看得眼花缭乱,有些无从下手的感觉。

  实际上,有很多消费者会选择购买4K电视,纯属是因为卖场推销人员告诉他“4K电视很好,要买就买4K电视”,但4K电视有什么用甚至4K电视是什么等问题,他们自己是完全不知道。这次我们就和大家谈谈关于4K分辨率以及4K电视、4K显示器的选择问题,让大家探索4K究竟是什么,现在追随潮流买4K产品是不是真的有意义。

  想要了解4K产品,首先就要从4K图像的有关标准入手。图像的大小可以用像素分辨率来表示,例如1920*1080的分辨率就从另一方面代表着图像是由水平方向每行1920个像素以及垂直方向每列1080个像素组成的。出于方便交流的原因,业界也常常以图像水平方向上的像素值来表示图片大小,而且为了简化交流过程,一般情况下会用“K”来描述像素值,其中1K相当于1024个像素,几K就是指图像的水平方向每行像素值达到或者接近1024的几倍。

  以此为标准,4K图像就是指水平方向每行像素值达到或者接近4096个的图像,多数情况下特指4096*2160分辨率。而依据使用范围的不同,4K图像也有各种各样的衍生分辨率,例如Full Aperture 4K的4096*3112、Academy 4K的3656*2664以及UHDTV标准的3840*2160等,都属于4K图像分辨率的范畴。

  如今常见的4K分辨率有4096*2160和3840*2160两种,前者大多数都用在数字电影领域,后者则多用在4K电视或者4K显示器上。采用3840*2160分辨率的电视或显示器也叫做UHDTV标准产品。UHDTV标准是由国际电信联盟制定,全称是Ultra High Definition Television,也就是超清电视。与1920*1080分辨率的Full High Definition Television(FHDTV,全高清电视)相比,UHDTV的分辨率刚好是FHDTV的四倍,在屏幕尺寸相同的情况下可以显示更加精细的图像,而且由于高宽比同样是16:9,UHDTV标准产品也能很好地兼容FHDTV的图像,更容易被消费者接受。

  不过从严格意义来说,4K电视与超清电视并不是完全等同的,因为UHDTV标准除了3840*2160分辨率外,还包含有7680*4320分辨率,后者也被称为8K分辨率。因此从技术上来说,4K电视属于超清电视,但是超清电视却不仅限于4K电视。现在电视或者显示器厂商的宣传重点会放在“4K”而不是“超清”上,除了前者读上去科技感更强一些外,其中一个缘由是希望给未来的“8K”产品留出区别的空间。

  对于4K分辨率来说,它只有水平方向像素值和垂直方向像素值两个属性,不过对4K电视和4K显示器产品来说,除了分辨率要达标外,刷新率的高低也不容忽视。 刷新率是指屏幕图像的更新速率,以往的CRT显示器是依靠电子激发屏幕上的荧光粉显示图像的,但是由于同一时间只有一个像素点被点亮,要显示一张完整的图像,显示器就必须在荧光粉余光熄灭前重新对其进行激发。

  只是CRT显示器的荧光粉余光维持时间其实就是很短的,因此电子必须在极短时间重新激发荧光粉,才能维持图像的稳定,而这个激发的频率就是我们现在常说的刷新率,如果刷新率不够,CRT显示器的画面就会出现闪烁,看上去很不舒服 。一般来说,CRT显示器的刷新率是越高越好,至少也要在85Hz以上,人眼才不会感觉到明显的闪烁。

  如今电视机和显示器都已经走进了LCD液晶时代,LCD的工作原理与CRT完全不同,它更像是幻灯片,只是用LCD来取代了胶片。LCD的像素点可以看作是单独的开关,只需一次刷新动作就可以显示稳定的图像,可完全做到只在图像变化后才刷新屏幕。现在LCD屏幕之所以还会以恒定的频率刷新图像,哪怕只是静态图像,更多的是处于产品兼容性的考虑,同时更有助于动态画面的快速变换。当然相比于“刷新率越高越好”的CRT屏幕,LCD屏幕对刷新率的要求无疑要低得多,基本上不低于24Hz就能够保证图像的流畅。

  那为什么LCD屏幕需要24Hz以上的刷新率呢?实际上这是由人眼的视觉残留时间或是说视神经的反应时间决定的,这一段时间大约是1/24秒,换句话说,当图片的变换速度达到每秒钟24幅的时候,由于视觉残留效应,人眼看到的图像不再是一幅幅的单独画面,而是一个连贯的动画,这也就电影的原理以及视频帧速多数是24FPS的根本原因。由于LCD屏幕在图像发生明显的变化时要重新刷新画面,在播放每秒24FPS的视频时,就需要每秒至少刷新24次屏幕,才可能正真的保证视频的每一帧都出现在屏幕上,才可能正真的保证人眼看到连贯的图像,这就是LCD屏幕的刷新率要求不低于24Hz的缘故。

  对4K分辨率产品来也是同样的道理,想要输出流畅的4K分辨率动态图像,屏幕刷新率同样不能低于24Hz,因此以目前主流的两种4K分辨率3840*2160以及4096*2160来说,它们就有24/25/30/50/60Hz等多种不同的刷新率规格,其中很常见的是24Hz、30Hz和60Hz,前两种常见于4K电视上,而60Hz的规格基本上只有PC显示器或者是旗舰级电视产品才会用上。至于为何会是这样的安排,我们会在后续文章中给大家进行详细讲解。