分辨率新贵“8K”知多少

文_解放

从标清、高清、4K再到8K,对于厂播电视的发展来说,技术发展推动了整个行业的变化,同时也推动了用户需求的变化。4K电视与视频经过没有多少年的发展现已作为主流消费电子产品在推进,然而,就在4K硬件设备尚未普及,4K内容还无法满足用户需求之际,8K又悄悄飞快进入我们的实际生活。为了配合做好迎接8K的普及工作,下面围绕8K以问答形式给大家作一次梳理,让大家对8K有一个清晰的认识。

8K有哪些特征与问题？

相比已成主流的4K超高清,8K超高清自有优于4K的鲜明特征:

●8K超高清具有的景深感所营造的似3D效果让观看者感觉像是在看真实的东西;

●8K超高清具有的100度大视野让观看者的眼睛可以看到大屏幕的绝大部分,远比2K、4K分辨率只有55度的水平观看角度更刺激;

●8K超高清的最佳观看距离是屏幕高度的0.75倍;

●8K超高清可以重现更宽范围的色域,按照8K超高清的BT.2020色彩标准,即使自然界中没有的颜色它也可以重现;

●8K超高清的音响系统采用22.2多声道配置,分为上、中、下三层。

相比已成主流的4K超高清,8K超高清虽然优势明显,但目前却不乏阻碍发展的问题:

●推向市场之初节目内容跟不上的短缺制约了8K超高清电视与视频设备的规模生产,反过来,8K超高清摄像机及后期制作设备等的缺乏又影响了8K片源等内容的配套发展;

●推向市场之初规模生产尚未成气候,8K超高清电视无疑的高售价会让人望而却步;

●8K超高清系统显示设备的庞大尺寸(一般不会低于70英寸)及22.2声道配置的颇多音箱将使住房相形见绌的绝大多数消费者暂时还无缘享受8K超高清真正震撼、刺激、沉浸的体验;

●8K超高清按T计算的数据吞吐量巨大,素材拍摄与制作的相关设备承载的压力很大;

●8K超高清的编码、解码、服务器,以及整个8K的CDN(Content Delivery Network)内容分发传输网络、带宽等或多或少也会存在一些问题;

●新近推出的PlayStation 4 Pro和XBox One x游戏机的分辨率和细节已经达到4K,如若加大显卡的渲染,使其分辨率和细节达到4K的四倍,并非易事;

●要想大规模推进8K超高清,生产设备的规模生产有一定难度。

8K内容的开发是什么样的现状？

8K超高清电视的推出远比可供欣赏的8K节目内容要早,消费者因无对应的高品质节目欣赏而失去购买8K产品的欲望;反之,若先超前制作8K超高清节目,而市场无8K电视,或其它视频播放设备销售也是空谈。事实上,开发制作8K节目也要依赖相应的8K摄像机、显示器、监视器,及一些后期制作等高端设备。硬件设备和软件内容几乎同步发展才是8K系统能走向主流的最佳方案。

8K超高清的22.2声道环绕立体声示意图

全高清、4K/8K超高清的色域比较

据悉,2018年8K电视机的销量可能高达10万台,但在数以百万计的电视中只是小小一拨,更不用说监视器和其他显示器了。好在8K节目内容的开发制作并未止步不前,全球相关业界都在积极想办法推进:一是日立、松下、索尼、Astrodesign以及RED数码电影摄像机公司等制造商已经在生产8K摄像设备,这意味着8K视频内容将开始慢慢流入市场;二是2017年第一部完全用8K RED摄像机拍摄的故事电影《银河护卫队2》已经亮相;三是新的数字胶片扫描仪为胶片影片以8K标准重新制作创造条件,这意味着即使是老电影也可以以8K新版本重放;四是NHK已经于2018年12月在日本开辟专门的8K超高清频道NHKBS8K,以供已有8K超高清电视机的用户尽早欣赏;五是三星或将借助改进的上变换技术,以及新的增强工具的机器学习功能,让8K下的低分辨率视频(4K、1080p和720p)通过画面质感和细节元素的插入达到接近8K水准的视感。

助力8K成气候的主要因素有哪些？

从2014年开始,不论是电视、显示器还是摄像录制设备上,4K都有了一个井喷式的增长,现在已经基本成熟。乐观预计,8K到这一步也许用不到这么长时间,一是因为全球业界正在全方位力推;二是8K电视等产品已经陆陆续续进入到了消费和专业领域的现实生活中。然而,8K的健康有序发展,以及相关硬件设备的成批进入市场还要靠芯片、视频接口、面板、显示终端、存储和带宽,以及拍摄、制作与投影播放等子产业的多方紧密配合,方能如愿以偿快速成为下一个市场新宠。下面就来看看这些子产业发展至今是一个什么样的状况:

1、芯片

4K芯片的开发与生产现正如火如荼地蓬勃发展,而8K芯片的开发也正在部署中。

●2017年年初,美国Ambarella公司发布并展示了用于VR虚拟现实和无人机相机的H3 SoC芯片,该枚8K 超高清芯片以每秒30帧的速率进行视频压缩和图像处理;

●2018年6月,芯片开发商ARM发布了支持10bit和H.264解码,性能比Mali-V61高 出四分之一的8K/60fps芯片Mali-V76;

●2018年10月15日,日本Socionext公司宣布成功开发全球首枚支持HDMI2.1规范的8K视频处理显示控制芯片“HV5系列”,预计于2019年3月起开始销售。该系列芯片带来的最显著改进是最大带宽达到了48Gbps,接近上一代HDMI2.0标准的2.7倍,能支持Dynamic HDR和8K/60Hz、10K/120Hz内容的高画质、高音质、低延迟传输等性能需求。

2、视频接口

在输出方面,近几年已陆续推出了能够输出8K分辨率图像信号的接口,包括:

●支持6路,最大传输速率270Gbit/s,分辨率为8K/120fps、最高色深达36bit的SuperMHL;

●支持8K/60Hz的HDR视频,允许SuperUSB(USB3.0)传输数据的同时,同步传输高清视频的DisplayPort1.4;

●支持8K/60Hz(分辨率最高可达到10K)和HDR高动态范围,带宽提高到了48Gbps的HDMI2.1。

3、面板

相对而言,承载8K图像显示的面板在技术上并不存在什么瓶颈,全球著名面板生产厂商都已做好了充分准备,积极组织生产,并先后形成一定的规模。

●2017年，台湾群创光电开始量产8K面板,2018年开始供货给夏普与大陆电视品牌厂商,新开发出的65英寸8K Mega-Zone则锁定商用与家用市场;

●2017年12月20日,全球设计产能为每月12万片玻璃基板的首条最高世代线---京东方(BOE)合肥第10.5代TFT-LCD生产线提前投产,在产品下线暨客户又付仪式上,京东方向三星、LG、SONY、Vizio、创维、康佳、海信、长虹、TPV、小米、海尔等客户又付了75英寸8K/60Hz、75英寸8K/120Hz等大尺寸超高清显示屏;

●2018年1月14日,可用于生产65英寸、70英寸、75英寸8K超高清显示屏的华星光电深圳第11代液晶面板生产线投产,同时,第二条11代液晶面板生产线奠基;

●2018年上半年,台湾友达光电研发的8K面板量产出货,尺寸涵盖65英寸到85英寸不等;

●2019年1月1日,韩国LG Display宣布成功开发88英寸的8K OLED屏,这是迄今为止全球分辨率最高和尺寸最大的OLED面板;

据群智咨询称,8K电视面板的生产将在2019年上规模腾飞,预计2019年全球8K电视面板出货量将达30万片,渗透率为0.1%。

索尼98英寸8K液晶电视机Z9G

三星8K QLED电视Q900R

4、显示终端

显示终端的电视机和显示器是消费者最为熟悉的,大家见证了它从标清、高清、全高清一路走至4K超高清,正常发展下,8K超高清用不了多久就会成为下一个消费主流。

●在2013年CES上,日本夏普公司推出了世界上第一台85英寸8K电视;

●在2015年CES上,韩国三星公司展示了世界上最大的110英寸8K电视;

●在IFA 2015上,创维展出了加入HDR和4K转8K技术的98英寸8K超高清电视;

●在2016年CES上,长虹在全球首次展出了其95英寸8K电视Q2R;

●2016年4月12日,海信宣布开发成功首款8K电视MU9800,搭载海信第三代ULED显示技术,尺寸为65英寸;

●在2017CES上,戴尔展出了全球首个消费级别的32英寸8K显示器UP3218K,售价高达5000美元的首批货源很快就被抢购一空;

●在2017年3月举办的AWE2017中国家电博览会上,康佳展出了其首款8K电视X86S,并于不久成为国内首批量产的公司;

●2018年1月14日,索尼在CES2018新闻发布会上展示了其首款8K电视X1 Ultimate;

●2018年5月17日, 日本JDI和日本NHK媒体技术公司(NHK-MT)宣布开发成功无需任何特殊3D眼镜就能享受3D效果的17英寸8K液晶显示器;

●在2018年8月举办的IFA 2018上,三星宣布开发成功峰值亮度达4000尼特的全新8K QLED电视Q900R。

●2018年10月26日,夏普第二代8K电视搭载自主研发的64位8K“金刚”智能解码芯片,配备四核CPU(A73+A53)和四核GPU,支持HDMI2.1,可以通过一根HDMI线即可完成8K视频的播放,并首次支持USB设备直接播放8K视频。另外,还支持Android8.0系统,蓝牙BT5.0和2.4G+5GHz双频WiFi,并能全新升级人工智能远场语音等。

●在2019年的CES上,索尼发布了应用新研发的8K X-Reality PRO技术的2019年旗舰系列电视新品8K HDR液晶电视Z9G,有85和98英寸两款尺寸。

5、存储和带宽

8K的高分辨率和22.2声道的结合需要大量的存储空间、极高的传输速度和存储所必须的相对大的带宽,而存储数据所需要的大量空间对视频的后期制作影响尤为重大。要知道,一分钟的原始8K视频的数据容量高达200GB,虽然通过H.265/HEVC编码,数据可以压缩到每分钟700MB到1GB,但8K固有的视听效果将大打折扣,要能真正体验8K极优异的视听效果,比特率至少要达到220-400Mbit/s。为此,全球相关厂商都在积极开动脑筋开发新的压缩方案,即既能在有限的存储空间存储更多的8K数据量,又能不失8K极高的声像品质。NHK于2016年2月24日提上日程的H.266就是进一步压缩超高清视频存储空间的未来标准,经过长达3年的探索,该标准于2018年正式开始制订,并于4月的JVET会议中,确定了H.266的参考软件VTM。与此同时,HDMI论坛的技术工作组已经开发了一种新的标准HDMI2.1,该标准可以用来处理与满足8K视频的大量带宽需求、HDR带来的所有额外数据,以及8K必须的更高帧速率和深度颜色等。

6、拍摄、制作与投影播放

8K内容的拍摄、制作与投影播放自然少不了8K摄像机、监视器、显示器、投影机,以及一些后期制作设备,为此,这些相关8K设备的研发也在全球范围内紧锣密鼓地同步进行:

●2006年,NHK与日本富士通合作,推出4CMOS系统,为8K视频的拍摄奠定了基础;

●2012年以后,日本日立、索尼、美国Red数码电影摄像机公司等多家视频厂商相继推出了自己的8K摄像机,并在各大影视公司得到了应用;

全球首款商用DLP 8K激光投影机INSIGHT Dual Laser 8K

8K超高清与VR技术的融合将是未来的一大趋势

●2013年初,NHK宣布开发推出搭载了对角直径仅为25mm的新型图像传感器的全球首款便携式8K超高清摄像机;

●2013年初,日本JVC与NHK合作,推出了一款可播放8K视频,价格高达26.1万美元的专用放映机;

●2016年底,杭州西顾视频(FXG)公司研发成功可支持3D VR及6DoF(6 Degrees of Freedom)视频的专业级超高清8K摄像机ET-2 3DVR;

●在2018年2月6-9日举办的ISE 2018展上,英国Digital Projection 公司展出了能提供25000 流明最高亮度的全球首款商用DLP 8K激光投影机INSIGHT Dual Laser 8K;

●在2018年11月14日-16日举办的Inter BEE 2018厂播设备展上,作为奥运会8K直播技术提供方之一的松下正式公布8K摄像机开发计划,即,开发启用和富士合作开发5年的有机传感器的8K/60Hz摄像机AK-SHB810,该机有望在2019年面世。

8K前景中的用途究竟有多大？

2019年仅仅是8K的元年,商业化使用的初级阶段刚刚拉开序幕。在给消费者带来更高端的视听娱乐享受外,还有好多领域可以拓展8K用途,有些是眼前就可派上用场,有些用不了多久也可上阵使用,而有些在8K进一步发展的前景中毫无疑问会成为关键。

●8K超高清显示器已经在医疗、远程医疗、远程病理等领域进行了测试,其有效性赢得了厂泛赞誉,有望在医学应用领域蓬勃发展;

●结合网络与多媒体技术,8K超高清数字标牌可厂泛应用于金融、电信、医院、超市、公共场所等领域;

●8K超高清可以放大观看精美艺术品、人工制品,或建筑结构图像的最小细节,近距离观察创作者精湛的技能;

●8K超高清100英寸,或更大的屏幕加上它的22.2声道,非常适合以“共享欢乐”的形式应用于酒吧、博物馆、户外厂场等场所进行大型体育赛事的转播;

●随着H.265编码的发展,8K超高清视频将在未来的安全监控系统中得到应用;

●8K超高清可以厂泛用于远程教育、培训与视频会议,给参与者带来似面对面的身临其境的逼真效果,而且画面更加流畅清晰;

●8K超高清与VR的融合将有效解决VR头盔常见的“屏风效应”(一种让用户感觉像是在通过一个精细的网格屏幕看投影的固定模式),从而进一步提升VR与AR的沉浸体验;

●8K超高清有利于电影制作者在拍摄有潜在危险的题材(比如野生动物纪录片)时,用宽镜头或更远的距离拍摄高分辨率影片,以及使当今的IMAX影片放映更刺激、更诱人;

●8K超高清也可用于通过组合裁剪技术或视频和电影编辑中使用的下采样技术创建在后期制作中可以进行变焦和数码裁剪处理的增强低分辨率视频;或将原始8K图像的一部分裁剪成适合较小分辨率(4K、1080p和720p)显示设备显示的图像;

●8K超高清还适用于难以作业的大工程施工等许多B2B(商用)场合;

●8K超高清在对城市管理、拍摄应用、购物平台,以及家庭应用等各种模式的推动中,将会有不可估量的市值;

●NHK计划在2020年与索尼和松下公司合作,以8K超高清水准转播2020年东京奥运会的赛事。据业内专家预测,东京奥运会将助推8K超高清电视的销售。

总结

4K刚刚坐上还未坐稳电视及相关产品消费主流的霸主地位,8K就以比想象快得多的速度来到我们中间。据业内推测,8K在2023年左右将有可能实现取代4K的计划。而毋庸置疑的是,要使整个8K的产业体系完美形成,培育好集摄像、存储、传送、解码、显示设备等的完整8K生态系统至关重要。8K究竟能否如愿以偿真正实现其自身目标,我们拭目以待！(本文仅代表作者个人观点,不代表杂志立场)