前几年4K技术就已经有人提及,今年更是成了一个非常热门的词汇,而且4K技术已经普遍应用于各类终端,如电视机、机顶盒、手机等。那么如何来理解4K这个东东呢?今天博主就谈谈自己对4K技术的认识。
博主认为可以从以下几个方面来解释4K技术:内容、平台、传输、终端。
1. 内容。
内容即具备4K分辨率的视频画面,包括视频画面、游戏画面等。关于内容又可以从以下几点谈起。
1) 帧率。拍摄器材对自然物体进行拍摄时,会对拍摄出的视频进行采样。比如每秒从视频流里采样出25帧画面,那么帧率为P25或者25HZ;每秒采样30帧画面或者60画面,则帧率为P30或者P60,我们经常会看到的P25,P30,P60等术语,就是这个意思。采样的帧率越大,整个视频看上去就越连贯、舒畅,但是对储、编解码的性能也提出较高的要求。
2) 分辨率。关于分辨率的概念可以参考我之前的这篇文章我对视频“分辨率”的理解以及在电视上显示的理解。采样帧率时,也要对每帧的画面进行采样,如果在水平方向上采样了3840个像素点,在垂直方向上采样了2160个像素点,也就是用3840*2160来存储表示一帧画面,此时的分辨率即为4K分辨率。有时候对每帧画面的采样点会更多,达到4096×2160。具备4K分辨率的视频画面看起来会非常细腻,细腻到何种程度呢?比如视频画面上远处有一栋大楼,大楼上有许多的窗户,4K可以让你看到每一个窗户的结构,用下面这张图来说明下,图片是我从百度上下的。如果此图用标清分辨率或者普通高清分辨率的话,也许你只能看到有这么一栋大楼,仅此而已。
3) 内容大小。一般认为4K分辨率为3840*2160。其中,每个像素点的颜色可以用R、G、B三种基色来组合显示,每种基色的信息量可以使用二进制5位、8位、10位来存储。采用的存储位数越大,整个画面越清晰,但是存储容量也越大。假设一部4K视频帧率是P60,每个像素点的R、G、B分别使用10位二进制共3个颜色 * 10位/颜色 = 30位二进制存储信息,视频总时长是90分钟,那么正规视频的大小为:
90分钟 * 60秒/分钟 * 60帧/秒 * (3840 * 2160)个像素/帧 * 30bit/像素 = 80621568000000(bit) = 10077696000000(Byte) =9841500000(KB) = 9610839.84375(MB) =
9385.585784912109375(GB) = 9.1656111180782318115234375(TB)
这也太大了,所以需要采用压缩算法,将4K视频压缩。目前压缩算法也有很多,一般采用H.265标准来压缩编码4K视频。
4K内容虽好,但是目前国内已有的4K内容非常稀少,因为拍摄一部4K视频内容成本较高。国外的三星、索尼等已有不少4K的片源。
2. 平台。你可以理解为管理4K内容的服务器,例如存储4K内容,分发4K内容,上传、修改、查询、删除4K内容等。特别是存储,一部4K内容的体量就已经很大了,要存储N部4K内容要占用多少存储空间。
3. 传输。一部4K内容经过编码压缩、格式封装、协议打包,就可以在网络上传输了。虽然经过编码压缩,但是4K内容的平均码率还是比较大的,一般会占用40M~50M的带宽。如今老百姓家中带宽一般是20M或者不到,如果要老百姓提升到100M带宽,那就意味着老百姓要向电信多交宽带费了。所以,4K的普及,还需高带宽的普及以及带宽资费的进一步下降。
4. 终端。终端从网络上下载到4K内容后,还需要对4K内容的解协议、解封装、解码,这一切还要依赖于终端的芯片能力,即芯片需支持4K解码功能。如果你家使用智能电视来看4K内容的话,那么电视就要承担起这些工作,但是电视毕竟是电视,主要功能是显示内容的,编解码并不是电视机的强项,所以编解码4K内容还是选用专业的机顶盒为好。另外,电视机也需要支持4K的分辨率,原因为啥请继续参考我之前写的文章链接我对视频“分辨率”的理解以及在电视上显示的理解。
分辨率文章参考:我对分辨率的理解