4K顯示器

上世紀90年代，美國電影電視工程師學會“數字影像層級結構”特別工作小組對成像系統的空間分辨率要求進行了研究，該小組從分辨率的角度將顯示器分為低分辨率（低於0.8K）、常規分辨率（低於2K）、高分辨率（2K）和超高分辨率（4K甚至更高）等四個層級。2012年5月，國際電信聯盟發佈了“超高清電視UHDTV”（或“UltraHDTV”）標準的建議，將屏幕的物理分辨率達到3840x2160（4Kx2K）及以上的電視稱之為超高清電視，業界因此亦簡稱為4K電視。4K的名稱得自其橫向分辨率約為4000像素，借用了投影機顯示分辨率的概念。標準的4K分辨率為4096x2160的像素分辨率，其像素總數能夠達到高清分辨率1920x1080的4倍。和主流的1080p（1920x1080）相比，4K分辨率是其顯示清晰度的4倍，在屏幕尺寸相同的情況下可以顯示更加精細的圖像 ^[1]  。

顯示器(3張)

顯示分辨率（屏幕分辨率）是屏幕圖像的精密度，是指顯示器所能顯示的像素有多少。由於屏幕上的點、線和麪都是由像素組成的，顯示器可顯示的像素越多，畫面就越精細，同樣的屏幕區域內能顯示的信息也越多，所以分辨率是個非常重要的性能指標，在專業級的顯示器中，對於分辨率的要求也越來越高。

4K分辨率是指屏幕分辨率等級，具體到數值上體現為屏幕橫向像素達到4000以上，是繼CRT顯示器時代720P分辨率，LED顯示器時代1080P、1440P之後一種新興的數字電影及數字內容的解析度標準。內置立體聲揚聲器，7W×2高品質揚聲器。窄玻璃邊框，輕鬆多屏拼接，標準的4K分辨率為4096X2160，同時，4K分辨率又衍生了其他幾種標準，如4096X3112、3656X2664等，而桌面4K顯示器分辨率多數為3840X2160，這主要是為了配合16:9的圖像比例。

顯示器分辨率越高，屏幕畫質就越精細，高清視頻及遊戲視覺效果就越逼真，視覺體驗就越好。因此，在觀影或遊戲時4K分辨率無疑能帶來前所未有的畫面表現。但是，受超高清資源缺少及成本投入過高等因素制約，在現階段很難實現普及。受成本及應用環境等因素制約，4K顯示器的普及度並不高。這裏的成本主要是面板的成本，在同樣尺寸的液晶面板上增加像素點，就意味着壞點產生幾率增加。同時，超高的分辨率對顯卡提出了更高的要求，要在4K分辨率下進行娛樂應用體驗，還需購置高端顯卡，這增加了用户的負擔。

2023年4月，HKC上架了一款27英寸4K顯示器，型號為P272U Pro。該顯示器號稱是“4K專業設計顯示器”，配有27英寸4K IPS屏，PPI達163，支持95% DCI-P3色域和100% sRGB色域，ΔE ≤ 2，通過了HDR 400認證。 ^[3] 

典型的4K電視系統模型，最上層是電視中心常見的節目生產層，包括節目生產過程中最重要的採、編、播環節，其下是節目信號分配層，按照更下層的分發層的需要產生不同類型的壓縮編碼流。分發層負責壓縮編碼流的傳輸，送到用户終端。最下層的用户終端將接收到的壓縮編碼流解碼，再將解碼得到的基帶信號送給 4K 顯示終端。

從採集到用户終端呈現的過程中，經過了攝像、收錄上載、非編、轉碼合成、播出、壓縮、傳輸、接收解碼、顯示等一系列過程，節目信號形態發生了多次改變。測試過程中，應重點關注基帶圖像格式，使每個處理環節的基帶圖像格式滿足設計要求。主要從以下幾個方面檢驗基帶圖像格式的合規性：

1. 分辨率4K 電視系統的圖像分辨率為 3840×2160。

2. 幀頻可以是 120、120/1.001、100、60、 60/1.001、50、30、30/1.001、25、24、24/1.001Hz

中的一種，我國的電網工頻是50Hz，因此 4K 電視系統一般使用 25Hz、50Hz和100Hz。

正交採樣：像素量化比特數

10比特或12比特。

掃描方式：隨着硬件運算能力的發展和顯示技術的提高，出現了壓縮效率更高的新型編碼算法，例如 HEVC/H.265，4K電視系統可以佔用更高的數據帶寬，為降低屏閃，採用了逐行掃描方式，行中的像素尋址是從左到右，幀中的行尋址是從上到下。

幅型比是圖像格式的基礎參數，而且在圖像格式轉換過程中，不同幅型比之間的圖像轉換極容易出現畫面失真，4K 電視系統推薦的像素形狀為方形（1：1），圖像幅型比是16：9。

節目製作與交換信號格式：4K 電視系統的信號有多種表示方式。如果目標是保證最高圖像質量，可採用RGB信號格式；如果目標是最大程度地準確重現亮度（對色度重現的要求不高）或為了提高編碼效率。

在模擬和數字信號的轉換過程中，有兩種情況需要使用非線性編碼，一是為了提高編碼效率，二是為了補償攝像和顯示環節的光—電轉換失真，因此在攝像機和顯示器測試中，要注意非線性補償開關的設置，避免因不當設置導致測試誤差。

4K電視系統建議採用22.2 聲道音頻系統，較高清電視系統複雜得多，測試中應關注以下幾個方面 ：

1. 檢查各處理環節的聲道配置是否正確，避免出現混亂。

2. 檢查各處理環節的音頻壓縮編碼格式是否正確。

3. 檢查音頻通道特性指標，避免出現聲道間相位差過大、通道幅頻特性不良、失真、插入增益異常等現象。

壓縮編碼方式：4K電視基帶信號的碼率很高，傳輸和存儲之前均需對其進行壓縮，常用的壓縮編碼算法為HEVC/H.265。在測試編碼環節時，應關注編碼數據格式的合規性，通過主、客觀圖像質量評價手段評估編碼過程產生的圖像質量損傷。

文件素材：對文件素材來説，壓縮編碼數據一般封裝在特定的文件格式裏面，例如 AVI、MXF、GXF，測試中應關注封裝格式的合規性。

實時碼流：對實時節目信息來説，壓縮編碼流一般封裝到TS數據包中，再通過ASI或IP接口傳送，測試中應關注接口的數據格式和電氣特性的合規性 ^[2]  。