8K超高清电视技术发展现状及趋势

◎蔡元磊

(烟台广播电视台，山东 烟台 264000)

信息技术在很大程度上促进了电视发展，尤其是互联网技术的普及与应用，人们可以随时随地观看自己喜欢的电视节目，为此，人们对电视的画面、声音也提出了更高的要求。而8K 超高清电视的出现，无论是在色域范围还是在像元素方面都发生了明显改变。此外，8K 高清电视的像素优势也较为明显，传统高清电视只有200 万像素，而8K 电视可以达到3 300 万像素，视觉反馈效果极佳。

一、8K超高清电视的关键技术

超高清电视(UHDTV)，包含了4K 超高清电视、8K 超高清电视。与传统高清电视(HDTV)相比，在像素上，4K 超高清电视3 840×2 160 是其4 倍，而8K 超高清电视7 680×4 320 则高于高清电视16 倍。除了在像素数上超高清电视成倍增加之外，其优势也体现在其他性能方面，比如色彩还原能力、亮度动态范围、再现色域范围等等，8K 超高清电视在诸多方面都表现出了非常明显的技术优势。本文主要具体分析其关键技术。

(一)分辨率

普通高清电视分辨率为1 920×1 080 像素，但是4K 具有3 840×2 160 像素的分辨率，而8K 电视具有7 680×4 320 像素的分辨率。其中4K 作为当前电视屏幕分辨率的主流，而8K电视屏幕则是未来发展方向。8K 分辨率是4K 电视的4 倍，是普通高清电视的16 倍。如果用8K 电视看普通高清视频，画面只能占到屏幕总面积的1/16。一般情况下，在4K 超高清电视画面每帧图像中，大约有829 440 个像素，相比之下，8K 超高清电视图像中，则达到33 177 600 个像素，增强了人们看电视的感受[1]。显示屏分辨率，主要指的就是屏幕图像精密度的指标，简单说，就是显示器所能显示的总像素。在屏幕上，点、线、面之间由于是由像素组成，当显示器可显示的像素越多，则呈现的画面就越精细，此时同一屏幕区域内可以呈现的信息就越多，因此，分辨率这一性能指标非常关键。总之，分辨率越高，则越清晰，细节越丰富。

(二)观看距离

电视分辨率不同，观看距离也存在不同，只有选择适宜的观看距离才能更好地获得高质量电视节目观看感受。一般我们看电视通常都会花较长时间，只有选择合适的尺寸才能获得更佳的观看效果，若尺寸偏差大，会直接影响到观影感，同时，长时间的观看也会导致视觉疲劳。所以建议大家应当合理测量一下观看距离，更好地确定需要的电视尺寸。对于电视机及其观看距离的计算，应当按照最大电视尺寸(英寸)=观看距离(厘米)÷3.736；最小电视尺寸(英寸)=观看距离(厘米)÷6.227 进行计算。如果非常注重观影感受，也可以利用更为专业的公式进行计算、考虑，即显示器材最佳观赏距离、分辨率与屏幕画面高度三者的相关公式：最佳观赏距离(公分)=屏幕高度÷垂直分辨率×3 400。

二、8K超高清电视的技术特点

时下，从手机平板、电脑电视，到高楼大厦外墙的高清大屏，随处可见的屏幕早已是人们日常生活中不可或缺的一部分。科技时代，电视大屏与小屏共同发展。纵观过往发展历程，无论是电视传播环境还是传播方式都在很大程度上出现了重大变革，尤其是互联网技术、信息技术的发展，推动电视逐步向网络化、数据化方向发展。电视技术正在充分与互联网之间进行融合，从而有助于提高电视制作效率，提高了传播效果。当前，人们可以随时随地利用手机、平板电脑等移动设备，连接网络后便可自由顺畅地观看电视节目，真正意义上实现了随时随地看电视。而大屏电视机的生产技术也呈现出明显改变，不仅电视尺寸逐步加大，而且电视整体质量也在逐步提升，在此背景下，普通的高清电视已经无法迎合当代用户需求，由此催生出了超高清电视，在适应、推动超高清电视持续发展中，国际电联给予了高度重视，结合实际制定了相关超高清电视标准，其中在标准动态范围(SDR)、宽色域的超高清电视[2]以及高动态范围视频的技术参数方面，明确了相关内容，这也是当前超高清电视技术主要标准，下文主要侧重分析8K 超高清电视在技术方面表现出的特点。

(一)像素数量明显提高

分析可知，传统高清电视像素为200 万，相比之下，4K超高清电视达到了830 万，而8K 超高清电视在像素方面达到了3 300 万。这一数值对比，可以直观看出像素数值的明显变化，从而更好地对比8K 超高清电视、4K 超高清电视、高清电三者在像素数量方面的差异性。无论是水平视角还是垂直视角，8K 超高清电视与高清电视相比，在像素数上是其4 倍，总像素数量则为16 倍。

(二)超高清电视重现色域范围大幅度提升

例如，CIE1931 色域范围，也就是肉眼能够看见的颜色范围，将这一范围作为参照对象，超高清电视在覆盖范围上，高出高清电视一倍之多，足以说明超高清电视的可再现的色域范围，有了明显提升。比如，现阶段市场上销售的4K 电视，当其与其他高清电视机对比后，可以发现颜色上有着明显区别，4K 电视要更加自然、鲜艳、真实[3]。

(三)像素深度

从像素取样深度看，高清电视多为8bit，也有10bit，而超高清电视在像素取样深度上，却可以达到10bit，甚至12bit。数值上的对比能够直接反映出亮度层次，像素深度数值越大，层次性越丰富，电视节目细节展现也更为细腻、真实。

总的来说，8K 超高清电视与高清电视相比，并非像素数量上的单一变化，而是在画面质量上有了大幅度的飞跃。很多人对8K 超高清电视技术特点的描述，定位在了更多的像素、更快的像素、更好的像素上。

三、8K超高清电视技术标准现状

通过上文分析可知，通过对比4K 超高清电视和8K 超高清电视，不难发现，二者在画面质量、像素显示方面，发生了明显变化，8K 超高清电视几乎为4K 超高清电视像素的16 倍。除此之外，在色彩范围、色彩还原度、亮度范围等方面都发生了巨大改变。由此可见，8K 超高清电视技术在日后市场发展中具有较为广阔的发展空间。现阶段，在我国高清电视行业发展中，主推的格式为1 920×1 080/50I，但由于电影胶片制作、存储、交换等环节的需求，为促使高清电视满足其特性，业内专家增加了1 920×1 020/24P 内容。基于两种电视参数信息对比下，不难得知，超高清电视主要就是沿用了传统高清电视中一些参数，但继承了传统电视的所有功能性关键点，并在此基础上，着重优化、改进了关键参数。和以往高清电视分辨率对比，4K 与8K 超高清电视成倍提升，可以显现出更多的内容。此外，再加上二者的实际采样深度、采样频率的显著变化，促使超高清电电视在色彩显现方面更加丰富，人们在观看过程中也能够获得更为丰富的视觉色彩体验和感受[4]。尤其是电影、电视节目的播放，当图像越是清晰时，呈现出来的图像效果越好，带给人们更为强烈的视觉感受，但在高频运动中，却可以借助帧频不断降低画面闪烁的频次，进而提升视觉观看效果。

而对于8K 超高清电视技术标准，一般涵盖了接口标准、节目制作标准、编码传输标准、测试标准、实施应用标准等几大类别。根据当前现有应用标准看，与传统模式下的电视节目制作相比，超高清电视节目在制作过程中发生了明显改变，尤其是剪辑流程，相对要更加复杂些。针对此，为了进一步推动、指导超高清电视节目的制作和发展，根据国际电联报告内容，在各个细节方面进行了明确规定，其中包含了该技术的信号参考电平、曲线转换率、色域转换方法等内容，这使得超高清电视技术的应用、实践有了统一的参考标准。正常情况，分析超高清电视系统可知，除了节目制作与播出、信源编码等环节之外，也涉及到了网络传输、接收解码、图像显示等部分，而从我国现阶段针对超高清电视技术实际使用情况看，主要问题在于如何选择最为适宜的多种参数，同时，还要保证接口之间能够科学适配、相互协同。针对此，我国有关部门为了最大限度为超高清电视节目正常制作、传播运输保驾护航，满足用户收看电视节目的多元化需求，早在2018年就已经明确颁布了超高清电视技术实施应用指南，这一技术标准的明确，为促进8K 超高清电视节目的制作播出、编码、传输、解码等环节顺利实施，提供了技术参数选取重要参考价值。

四、8k分辨率是电视行业的发展方向

从近十年来电视制播领域变化情况看，电视制作逐步呈现出网络化、数据化发展状态。以往电视传播方式主要是通过开路播出、有线电视，而后逐步发展为卫星广播，最终实现IP 网络传播。也正是这一背景下，促使电视技术发生了巨大变革，逐步从高清向超高清发展。从近些年国内外市场看，4K 设备已经逐步成为市场主销设备之一。比如，4K 家用摄像机、带4K 功能的数码相机，还有众多具备4K 拍摄能力的手机等，成为了人们生活重要组成部分。而随着4K技术、产品的逐步成熟，会很大程度上推动8K 技术以及相关产品的发展。日前，由长虹8K 电视带动的整个彩电市场迎来开门“虹”。根据奥维云网发布的中国彩电市场月度监测报告显示，2021年，长虹8K 电视在8K 电视市场中销量份额达78%。除此之外，从京东品类销量排行榜看，8K 电视销量前三名，分别是55 英寸、65 英寸和75 英寸的D8K。这一点从2018年NAB、CES 两大展会可以看出，展会中8K 超高清设备的生产厂家明显有逐年增加趋势，所生产的产品数量、种类也日渐多元、丰富。部分企业生产的8K 设备在原有单个设备基础上进行了升级，实现了与其他设备组合，以应用系统呈现。由此可见，8K 超高清电视技术将会充分借助4K技术的带动、引领，创新发展，并且在短时间内会进入快速发展时期。

五、8K超高清电视发展中存在的不足

截至目前，4K 电视机在中国已经占据较大市场，得到不错的发展，但随着8K 超高清电视逐步发展，电视内容方面暴露出的匮乏问题日渐凸显，需要在日后发展应用中解决节目内容问题，从而满足频道内容播出需求。从当前我国4K 电视节目播出情况看，其中部分平台播出的超高清节目，也只是停留在风光纪录片、电影、体育比赛的点播上。此外，我国央视曾尝试播出4K 超高清节目，也仅能提供冬奥和春晚节目内容的播出服务，这些节目内容由于不充足，形式单一，很难满足一个频道持续性播出需求。因此，我国电视节目制作应高度重视超高清电视节目，不断提升制作能力，在具体实践中需要从多个方面部署。美国好莱坞拍摄的《银河护卫者2》电影，其中就应用了8K 技术[5]，虽然丰富了节目内容，但与技术快速发展程度相比，内容短板问题依旧存在，有待加强。刚刚结束的北京冬奥会中，便首次利用了8K 超高清技术直播，从开闭幕式到转播重要赛事各个环节，都发挥了8K 超高清技术。为大众提供了借助户外大屏和8K 电视便可获极致视听体验的机会，这也今年“科技冬奥”最大的一个亮点。在8K 超高清技术的应用下，也极大地加强了消费者对于8K 电视的全面认知，很大程度上推动了品牌积极布局8K 电视市场。可以说，冬奥热潮为中国8K电视产业链注入活水，在中国日后8K 电视市场规模发展将会迎来新的春天。

六、结语

基于当前我国广播电视技术持续发展背景下，需要立足当下数字电视发展趋势，迎接8K 超高清电视技术的新一轮技术优化与升级挑战。通过本文的分析，希望能够进一步推进超高清电视技术变革，引起国家广播电视部门重视，从而不断推进我国电视事业发展。