4K解析度究竟是什麼？

天津科普說

帶你開啟精彩科普旅程！

當前市面上支持4K顯示的設備越來越多，價格也開始波動。50寸的4K電視，國產也才5K上下，尺寸再大的價格差就大了；4K的顯示器，戴爾、華碩、三星都有推出廉價型號，最便宜的也才4K上下。可以肯定的是，隨著人類無止境的「胃口」，4K的需求量只會越來越大，直到全面普及。

那麼，關於4K，你了解多少？4倍於1080P的4096×2160解析度？色彩更艷？畫面更銳更精細？價格更貴……相信很多人的理解止步於此。當然，對於大多數消費者知道這些已經夠了。但是，如果你就喜歡較真，刨根問底，是個技術發燒控，想多學一些，這些就顯得皮毛了。

實際上，4K不僅是一次解析度的大升級，其影響遠遠超過之前1680x1050升級到1920x1080，從應用體驗、UI優化及性能上都提出了更嚴峻的挑戰。

4K究竟是什麼？

　　想要了解4K產品，首先就要從4K圖像的相關標準入手。

　　圖像的大小可以用像素解析度來表示，例如1920*1080的解析度就意味著圖像是由水平方向每行1920個像素以及垂直方向每列1080個像素組成的。出於方便交流的原因，業界也常常以圖像水平方向上的像素值來表示圖片大小，而且為了簡化過程，一般情況下會用「K」來描述像素值，其中1K相當於1024個像素，幾K就是指圖像的水平方向每行像素值達到或者接近1024的幾倍。

　　這樣一來，4K圖像就是指水平方向每行像素值達到或者接近4096個的圖像，多數情況下特指4096*2160解析度。而根據使用範圍的不同，4K圖像也有各種各樣的衍生解析度，例如Full Aperture 4K的4096*3112、Academy 4K的3656*2664以及UHDTV標準的3840*2160等，都屬於4K解析度的範疇。

　　如今最常見的4K解析度有4096*2160和3840*2160兩種，前者主要用於數字電影領域，後者則多用在4K電視或者4K顯示器上。採用3840*2160解析度的電視或顯示器也叫做UHDTV標準產品。

　　UHDTV標準是由國際電信聯盟（ITU）制定，全稱是Ultra High Definition Television，也就是現在逛賣場常聽到的

超高清電視

。與前一代1920*1080全高清解析度的Full High Definition Television（即FHDTV）相比，UHDTV的解析度剛好是FHDTV的四倍，在屏幕尺寸相同的情況下可以顯示更加精細的圖像，而且由於高寬比同樣是16：9，UHDTV標準產品也能很好地兼容FHDTV圖像，更容易被消費者接受。

16倍於1080P的7680*4320 8K輸出畫面

　　不過，嚴格意義來說，4K電視與UHDTV超高清電視並不能完全劃等號。因為後者除了3840*2160解析度外，還包含有7680*4320解析度，也就是所謂的「8K」了。因此，從技術上來說，4K電視屬於UHDTV，但是UHDTV卻不僅限於4K電視。

4K需要多高的刷新率？

　　對於4K解析度來說，它只有水平方向像素值和垂直方向像素值兩個屬性，不過對4K電視和4K顯示器產品來說，除了解析度要達標外，刷新率的高低也不容忽視。

　　刷新率是指屏幕圖像的更新速率，以往的CRT顯示器是依靠電子激發屏幕上的熒光粉顯示圖像的，但是，由於同一時間只有一個像素點被點亮，要顯示一張完整的圖像，顯示器就必須在熒光粉餘光熄滅前重新對其進行激發。

　　只是，CRT顯示器的熒光粉餘光維持時間實際上是很短的，因此電子必須在極短時間重新激發熒光粉，才能維持圖像的穩定，而這個激發的頻率就是我們現在常說的刷新率，如果刷新率不夠，CRT顯示器的畫面就會出現閃爍，看起來很不舒服 。一般來說，CRT顯示器的刷新率是越高越好，至少也要在85Hz以上，人眼才不會感覺到明顯的閃爍。

　　如今，電視機和顯示器都已經走進LCD液晶時代，LCD的工作原理與CRT完全不同，它更像是幻燈片，只是用LCD來取代了膠片。

　　LCD的像素點可以看作是單獨的開關，只需一次刷新動作就可以顯示穩定的圖像，完全可以做到只在圖像變化後才刷新屏幕。現在LCD屏幕之所以還會以恆定的頻率刷新圖像，哪怕只是靜態圖像，更多的是處於產品兼容性的考慮，同時也有利於動態畫面的快速變換。當然，相比於「刷新率越高越好」的CRT屏幕，LCD屏幕對刷新率的要求無疑要低得多，基本上不低於24Hz就可以保證圖像的流暢。

因為人眼視覺殘留效果，我們可以用旋轉的LED燈帶做出這樣的圖案

　　那為什麼LCD屏幕需要24Hz以上的刷新率呢？實際上，這是由人眼的視覺殘留時間或者說是視神經的反應時間決定的，這個時間大約是1/24秒，換句話說，當圖片的變換速度達到每秒鐘24幅的時候，由於視覺殘留效應，人眼看到的圖像不再是一幅幅的單獨畫面，而是一個連貫的動畫，這也就電影的原理以及視頻幀速多數是24FPS的主要原因。由於LCD屏幕在圖像發生變化時需要重新刷新畫面，在播放每秒24FPS的視頻時，就需要每秒至少刷新24次屏幕，才能保證視頻的每一幀都出現在屏幕上，才能保證人眼看到連貫的圖像，這就是LCD屏幕的刷新率要求不低於24Hz的緣故。

　　說了這麼多，跟4K有什麼關係？其實同理，LCD屏幕覆蓋面太廣了，生活中大大小小的液晶屏，包括4K產品。那麼，想要輸出流暢的4K解析度動態圖像，屏幕刷新率就不能低於24Hz，因此，以目前主流的兩種4K解析度3840*2160以及4096*2160來說，它們就有24/25/30/50/60Hz等不同的刷新率規格，其中比較常見的是24Hz、30Hz和60Hz，刷新到60Hz的基本上就是4K顯示器或者旗艦電視了。

哪些視頻介面可以輸出4K？

　　目前，可以輸出4K解析度的介面只有HDMI和DisplayPort，其中HDMI必須使用支持HDMI 1.4a或更高標準的產品，可以輸出的4K解析度規格最高為4096*2160 & 24 Hz或者是3840*2160 & 30Hz；DisplayPort則需要支持到DP 1.2標準，不過其最高可以輸出刷新率為60Hz的4096*2160以及3840*2160解析度。

　　之所以會有這樣的區別，歸根到底是兩個介面對應的數據帶寬有所不同導致的，HDMI 1.4a介面的數據帶寬為10.2Gbps，而DP 1.2介面的數據帶寬高達21.6Gbps，是前者的兩倍多一點。HDMI介面想要輸出60Hz刷新率的4K解析度，只有等到HDMI 2.0介面正式登場以後了，HDMI 2.0介面的數據帶寬為18Gbps，完全可以滿足60Hz刷新率下4K解析度的輸出需求。

　　值得一提的是，目前HDMI介面和DP介面是一款產品能否在4K解析度下輸出60Hz刷新率的最直觀區別，現在僅配置HDMI介面的產品肯定輸出不了60Hz刷新率下的4K畫面，只有配置了DP介面的設備才有這個可能性。現在多數主流的4K電視屏幕規格最高也就是3840*2160 & 30Hz，因此它們多數只配置了HDMI介面，只有少數旗艦產品會配置DP介面，這也是前面我們提到說基本只有4K旗艦電視才能支持60Hz刷新的原因了。

（文章來源：太平洋電腦網）

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！