恐怖7680×4320！超高清8K电视技术解析

不在无言 · 发表于 2015-1-26 14:45

本帖最后由不在无言于 2015-1-26 14:57 编辑

每一次视频技术的革新，都能将用户的视觉体验上升至新的高度，比如DVD碟机到蓝光碟机；又比如标清电视信号到高清电视信号，视频技术的重要性和意义不言而喻。近些年，超高清4K电视爆发，如今4K电视已经覆盖高中低三个细分市场，展现出一统江湖的霸气。不幸的是，4K只是超高清时代的“垫脚石”，更高阶的8K才是下一时代的真正主宰。
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超高清8K电视技术权威解析

Ultra High Definition Television（UHDTV），译为超高清电视，而UHDTV电视标准官方注册名称为“Super Hi-Vision”，严格意义上说，Super Hi-Vision才是下一代电视视频技术的准确名称。那么，Super Hi-Vision标准和4K、8K电视又有何关系呢？我们通过一张图说明。
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Super Hi-Vision / 8K Ultra HD采用相同标准

一直以来，4K电视缺乏严谨的标准支持，除了3840×2160分辨率之外，其余指标沿用现有Full HD（1080p）标准，完全谈不上所谓的“次时代”。而早已通过国际电信联盟（ITU）和电影电视工程师协会（SMPTE）的认可的Super Hi-Vision标准则有细致的新指标，画面帧率、标准观看距离、视角模式以及音频标准均有巨大的提升。
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超高清8K分辨率仅仅是Super Hi-Vision标准的“硬性指标”之一

可以看到，Super Hi-Vision标准分辨率为7680×4320，总像素高达3300万个；为了更好的支持裸眼3D显示技术，Super Hi-Vision画面帧率统一提升至120fps；标准观看距离和视角模式亦有大幅提升。更重要的是，与8K Ultra HD分辨率相对应的是22.2声道标准，4K和1080p分辨率的5.1声道完全没有可比性。

● Super Hi-Vision标准发展历程
早在2006年，日本广播协会科学与技术研究实验室（NHK Science and Technical Research Laboratories，后文简称：NHK）分别向国际电信联盟（ITU）和电影电视工程师协会（SMPTE）提交Super Hi-Vision视频技术的标准化申请，随后国际电信联盟将Super Hi-Vision视频技术作为UHDTV的推荐草案。
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Super Hi-Vision完整的规格说明

NHK为Super Hi-Vision视频技术申请标准化时表示：该技术是一种旨在表现综艺、体育、戏剧、影视、音乐会等节目的数字视频系统，鉴于1920×1080已成为高清通用图像格式（HDCIF），因此Super Hi-Vision的图像格式质量需高于现有HDCIF标准。Super Hi-Vision视频技术分为UHDTV1（3840×2160）和UHDTV2（7680×4320）两种标准，根据不同国家地区支持50Hz、60Hz及59.94Hz等帧率，所有帧率均采用逐行扫描。
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Super Hi-Vision视频技术研发实验室

日本和美国研究机构表明，HDTV宽屏相比SDTV可以带来更加出色的视觉体验，因此Super Hi-Vision视频技术继续沿用16:9显示比例，Super Hi-Vision两种标准的像素数量分别为HDCIF（1920×1080）的4倍（3840×2160）与16倍（7680×4320），此外，Super Hi-Vision视频系统的基色坐标、标准白、光电转换函数、亮度/色差分量方程等色度学指标均与现有的ITU-R BT.709、SMPTE RP177等标准兼容。综上所述，可以说Super Hi-Vision视频技术已经把兼容性做到了极致。

● 7680×4320视频采集“次时代”机种
Super Hi-Vision视频技术7680×4320究极分辨率拥有3300万像素，目前市面上大多数全画幅单反相机都在2400万像素左右，换句话说，大多数全画幅单反相机所拍摄的照片还无法铺满Super Hi-Vision显示设备的屏幕，那么7680×4320分辨率视频又是如何采集的呢？
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2012年之前的Super Hi-Vision视频采集摄像机“威武的体积”

Super Hi-Vision视频系统早在2006年就已经草案通过，7680×4320分辨率高达3300万像素的视频采集只能“另辟蹊径”，NHK采用富士能设计的4通道分光棱镜和4枚美光（Micron）科技生产的800余万像素的CMOS图像传感器组成4CMOS系统，其中两片感应绿光并进行斜向像素偏移，其余两片分别感应红光与蓝光。随后，NHK通过与池上通信机株式会社共同设计出Super Hi-Vision画质所需的摄像机。
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2013年以后的Super Hi-Vision视频采集摄像机“小巧便携许多”

2011年，日本NHK在Open House平台上首次展示出2.5英寸3300万像素CMOS图像传感器样品，引起了技术控的关注，NHK工程师表示，他们在综合考虑镜头解析度与尺寸、传感器灵敏度与动态范围后，决定将像素尺寸控制为3.8微米，并采用低电压差分方式，以满足Super Hi-Vision摄像机对高速传输的需求，并表示低电压差分方式能有效降低功耗表现。

● 裸眼3D：所有8K电视强制120帧率
Super Hi-Vision投影机完成视频采集工作之后，需要对应的Super Hi-Vision显示终端进行展示，考虑到Super Hi-Vision视频技术还有很大的改良进步空间，可靠的显示设备对NHK来说可以说同样关键。
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JVC Super Hi-Vision投影机

为准确还原Super Hi-Vision技术的图像质量，NHK联手知名投影机厂商——JVC公司，它们进行深度合作之后，成功设计出Super Hi-Vision视频技术所需的投影机，该投影机拥有1000000:1的超高对比度。
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超高清8K可清晰识别球员的名字

NHK与JVC合同的Super Hi-Vision投影机画质表现极为出众，据悉索尼、NEC等投影机行业的大品牌正在研究Super Hi-Vision投影机产品。除投影机之外，目前和Super Hi-Vision视频技术相关联的产业正在研究100英寸以上的等离子显示产品，甚至还包括显示器和电视机。
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8K电视分辨率16倍于Full HD并支持裸眼3D技术（右下角120Hz）

CES2015展会上，夏普、三星、松下、LG分别展示最新款8K电视产品，所有的8K电视新品均支持120Hz技术，初衷是为了完善3D显示技术以提升用户体验。目前的3D技术都是“半成品”，主动快门式3D亮度降低、眼镜需要充电、佩戴不够舒适；不闪式3D眼镜需无需充电，佩戴也较为轻盈，但画面的分辨率降低一半。事实证明，用户在家中并不愿意佩戴3D眼镜，而Super Hi-Vision视频技术将完美支持裸眼3D技术，无需佩戴眼镜就可以享受到最顶尖的立体效果，这也是目前1080p电视和4K电视无法相提并论的，一次伟大的革新。

● 8K原始文件惊人“200GB/分钟”容量
众所周知，蓝光标准为1920×1080逐行扫描分辨率、7.1声道和需要佩戴眼镜的3D显示技术。Super Hi-Vision视频技术也有硬性标准，7680×4320逐行扫描分辨率，22.2声道以及裸眼3D显示技术，可以说除了恐怖的画面解析度之外，Super Hi-Vision视频技术其它方面同样“不留死角”，目前蓝光最高50GB容量，Super Hi-Vision视频技术需要多少？
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蓝光1080p容量上限为50GB

通过JVC Super Hi-Vision摄像机视频采集的结果来看，长度为1分钟7680×4320分辨率视频需占用194GB存储空间，如此惊人的体积无论对Super Hi-Vision蓝光还是电视信号而言，都有巨大的压力。为了将16倍于HDCIF的原始信息量压缩至可接受的水平，NHK采用多个编解码器并行工作的方法，以往采用MPEG-2编码。

在2012年的Open House展会中，NHK展示与富士通实验室共同研制的基于MPEG-4 AVC/H.264的实时编解码器样机，可将UHDTV高达24Gbps的原始码流压缩至原来的1/100至1/200。2013年，HEVC编码技术凭借惊人的压缩率，很快就在Super Hi-Vision领域产生影响力，采用H.265/HEVC编码标准，可大幅降低7680×4320视频文件的容量。
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Super Hi-Vision均采用HEVC编码技术

通过HEVC编码器，的Super Hi-Vision每分钟194GB的原始数据仅为压缩前的1/150～1/400，那么1分钟Super Hi-Vision原始视频194GB的容量可控制在700MB～1GB左右。2014年，日本先锋公司宣布，256GB容量的蓝光光盘已可实现流片，而先锋公司进一步宣布，未来会继续加大光盘的容量，实现双面八层，每层容量为32GB，累积容量高达512GB，更远的未来则可以实现1TB，结合H.265最新解码技术，意味着将来的8K蓝光亦可以轻松搞定。

● 22.2声道配合顶尖8K新“100%”视角
Super Hi-Vision视频技术，一段1分钟原始视频就需要占用大约200GB存储空间，把罪魁祸首锁定于超高的7680×4320解析度并不公平，因为Super Hi-Vision视频技术提供22.2声道音频系统，这也是大幅提升容量占用的“元凶”之一。
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Super Hi-Vision提供22.2声道音响系统

Super Hi-Vision视频技术拥有16倍于1080p的究极解析度，画质表现极为惊人，那么所配套的音频质量也需要同步升级才算完满。对此，NHK公司为Super Hi-Vision视频技术提供22.2声道的音响系统，其中22个音源遍布用户的前面、后面、左边、右边、顶部和底部，再辅以2个低频音源效果，“奢侈”的配置完胜时下蓝光流行的5.1/7.1音频标准，音质体验可想而知。

此外，日本将来还会采用21GHz频段作为Super Hi-Vision视频技术的卫星广播，Super Hi-Vision信号经过压缩技术和调制之后，通过一个上行转换器发送到到专属的21GHz频段进行电视广播。而在用户终端方面，Super Hi-Vision卫星电视信号则被传送到一个下行转换器，通过解密和解码之后显示出来。

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7680×4320超高清分辨率的惊人优势

Super Hi-Vision视频技术7680×4320超高清分辨率从视觉感官上不仅秒杀1080p HDTV电视机，甚至也不把4K级影院放在眼里，视听体验方面的优势极为惊人。综合来看，NHK显然把下一代Super Hi-Vision电视视频技术寄托在7680×4320身上，入门版本的3840×2160只是高清进化至超高清的桥梁。

● 日本8K电视信号传输达商业标准
作为电视产品，首要的任务还是观看电视节目，目前1080p信号源在发达国家已经十分普及，在发展中国家（包含中国）也有不错的势头。目前，4K电视信号还处于萌芽状态，而日本方面则为4K电视信号只是“过渡”而已，真正的未来电视标准应该定位8K，近些年从未停止过对于8K电视信号的技术研究，日本方面有关8K电视信号近期有传来了新的喜讯。
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夏普全球首款8K电视——85英寸（2015年将会上市）

日本NHK电视台，是研究8K电视信号的核心企业，对于电视信号而言，只有传输距离达到了一定的水平才有商用的可能，2012年5月时，日本NHK电视台宣布8K电视信号可传输距离达到了4.4公里，这个消息确认了8K电视信号是有可能实现商用的，支持传输距离还需要进一步加强。换句话说，困扰8K电视信号发展的除了节目内容之外，就是传输距离的限制。

日前，日本NHK电视台正式宣布，他们已经成功的通过空中信号将8K电视信号传输到27公里外的接收站，相比近2年前的4.4公里，传输距离升级了6倍有余，基本上和目前1080p电视信号的传输距离一致。更重要的是，整个27公里的传输距离，日本NHK电视台的8K视频广播内容传输过程中，并未有任何的信号损失，这项技术的成功意味着8K电视信号已经符合商业需求。
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三星98英寸8K电视细节放大：色彩和清晰度依旧恐怖

目前4K电视处于爆发期，而8K电视已经开始崭露头角，他们之间的关系有点像今天的720p和1080p，而1080p是高清时代的最高标准，8K也将是超高清时代的最高标准，从发展前景来看，显然8K才是超高清电视的未来。如今，日本NHK电视台就8K电视信号商业化准备就绪，可以应对未来的国际体育大赛转播需求，同时美国方面也将会采用这套标准，一切的一切表明，8K才是超高清的终点。

● 标准决定一切：4K只是过渡，8K才是传承
截至目前为止，有关4K标准依旧没有出台，而高端Super Hi-Vision / 8K UHDTV标准早在2006年就已经确定：16倍于1080p的究极解析度，22.2环绕声道以及裸眼3D显示技术。NHK表示，2015年Super Hi-Vision视频项目将正式启动，2020年正式商用，届时美国方面也会采用Super Hi-Vision作为下一代电视视频技术。换言之，时下热门的4K电视，极有可能只是过渡型产品。

不在无言 · 发表于 2015-1-26 14:52

强烈支持楼主ing……

锐沣湾 · 发表于 2015-1-26 19:33

真正实现裸眼3D是什么时间候，有具体时间吗？

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