同学，4k超高清要不要了解一下？

你既然身在传媒

而且你的学校还拥有一个

超级炫酷燃翻天的

全国第一个超大型全4k演播室

你怎么能不知道这究竟是什么？

（同学，4k 超高清要不要了解一下？）😳

中传电视台张俊老师为你带来视频讲解

（共9分43秒）

看完也许你就懂啦～（微笑.jpg)

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超高清，即超高清电视（Ultra High Definition Television，UHDTV），是高清的下一代技术。

 高分辨率（High Resolution，HR）

国际电信联盟（ITU）在2012年发布的BT.2020建议书中提出了两种超高清电视的图像格式，一种分辨率为3840×2160，另一种分辨率7680×4320。这两种分辨率的超高清又被称为4K超高清和8K超高清，它们的画幅比例均为16:9。

4K一词源自数字电影倡议联盟（Digital Cinema Initiative，DCI）发布的《数字电影系统规范》。DCI 4K的分辨率为4096×2160（在二进制中1K＝1024），画幅比例为17:9。因此，这两种4K在分辨率和画幅比例上都存在差别。

我们这里主要讨论的是4K超高清。由于它的像素数是高清（1920×1080）的四倍，有时也将它称为QFHD（Quad Full HD，四倍全高清）。

▲标清、高清、超高清电视及2K、4K电影的比较

相对于高清，超高清在分辨率的提升上是显而易见的。像素的增加将呈现更多的细节，画面的清晰度也会增加。但是，由于人眼的分辨力是有限的，在观看距离不变的情况下（观众在家中观看电视时），分辨率的提高对于人眼的感受来说提升并不大，它实际上是要解决另一个重要的问题——视场角。

如果不增加像素只单纯把屏幕增大，单位面积像素数就会减少，像素点就会变得“粗糙”，产生“颗粒感”。像素增加之后，屏幕就可以在单位面积像素数不变的情况下增大，观众在家中在观看距离不变的情况下，可以得到更广的视场角，获得仿佛“身临其境”的真实感，或者叫“沉浸感”。4K超高清的最佳观看距离是屏幕高度的1.5倍，视场角可达到60°。

▲视场角随屏幕大小的变化

 高动态范围（High Dynamic Range，HDR）

超高清还有一个特性，就是动态范围的提升，即高动态范围（HDR）。所谓动态范围，指的是最亮部分的亮度和最暗部分亮部的比值。一般来说，自然界的亮度范围是指从最暗的星光（数量级为10^-6）到最亮的太阳直射光（数量级为10⁹），也就是说它的亮度范围是10¹⁵：1。而我们正常人眼能产生视觉反应的亮度范围在10^-5到10⁷之间，即10¹²：1，这是人眼的明暗视觉适应和瞳孔调节的共同结果。而人眼在瞳孔不调节情况下观看到的亮度范围是10⁵：1。

现有电视的动态范围是依据CRT显像管的性能制定的，我们可以称之为标准动态范围（SDR）。在经过一系列的处理之后，这个范围只有10³：1，也就是1000：1，远不及人眼所能感知的亮度范围，大量的亮度细节损失掉了。

HDR技术的目标是使动态范围达到人眼在瞳孔不调节情况下观看到的亮度范围，也就是10⁵：1。直观来说，就是尽可能多地保留画面中高光部分和阴影部分的细节，不至于过曝与全黑，让我们看到明亮的高光和更厚重的暗部。

▲SDR（上）与HDR（下）图像对比（模拟效果图）

可能有的朋友会说，“我的手机/相机也有HDR拍摄功能”。但我们这里说的HDR的实现原理，跟照相机的HDR功能并不相同。照相机的HDR功能是通过运算，将多张不同曝光值的照片叠加，实际上是由多幅SDR画面“拼接组合”得到的。而电视的HDR是通过成像器件性能的提高、光电转换和电光转换曲线的变化、显示器件性能的提高等多方面共同作用的结果。

 宽色域（Wide Color Gamut，WCG）

色域指一个技术系统能够产生的颜色的总和。下图中马蹄形的区域是我们人眼能够识别的色彩范围，称为可见光谱。虚线围成的不规则区域，称为Pointer色域，是自然界物体表面反射颜色的集合

▲可见光谱、Pointer色域、高清色域及超高清色域示意图

现行高清电视采用的是ITU BT.709建议书定义的色域（黄色三角形），它的面积是可见光谱的33.5%。ITU BT.2020 建议书中定义的超高清色域（蓝色三角形）面积是可见光谱的63.3%，比高清扩展了不少。超高清色域了覆盖Pointer色域99.9%的面积，也就是说，它几乎涵盖了所有自然界物体表面的颜色。

更广的色域意味着色彩更加丰富，颜色的饱和度更强，可以获得更加真实的色彩还原。

 高帧率（High Frame Rate，HFR）

所谓帧率，指的是视频中每秒钟包含的帧的数量。人眼具有视觉暂留特性，画面帧率高于24的时候，人眼就会认为是连贯的。帧率越高，画面越流畅。

目前高清电视标准采用的是隔行扫描（interlace）方式，每秒50场，即50i。两场组成一帧，因此帧率为25帧每秒。

隔行扫描是历史的产物。在超高清电视中，隔行扫描将成为历史，逐行扫描（progress）将完全取代隔行扫描，变为50P。未来还有可能进一步将帧率提高到100P甚至更高。帧率的提升将有助于解决运动模糊、抖动等问题，为运动像的画质带来改善。

 小结 

超高清不只意味这更高的像素，还意味着“更好”的像素。我们可以将超高清总结为这样一条公式——

超高清（UHD）＝高分辨率（HR）＋高动态范围（HDR）＋宽色域（WCG）＋高帧率（HFR） 

回顾电视技术的发展历程，从二十世纪三十年代开始，电视经历了从机械到电子、黑白到彩色、从模拟到数字、从标清到高清，再到超高清的发展之路。在这不到一百年的历史中，电视技术不断创新和进步。无论技术如何发展，它最终的目的都是为人服务。画面质量不断提升、视觉感受不断增强，逼近人眼的真实的视觉感受是电视技术工作者永远的追求。

超高清的一系列改进，不但符合人眼视觉特性的要求，而且满足了人们对画面质量越来越高的要求。我们有理由相信，这项技术将拥有令人乐观的发展前景。

超高清电视是一个系统工程，它的实现涉及采集、编辑、播出、传输、显示等各个环节，而我们在电视机上看到的其实只是这个链条的最末端。超高清技术方兴未艾，要在家中欣赏高质量的超高清电视节目或许还需要一定时间，需要各方面的共同努力。

让我们一起关注超高清，

期待这项技术能够早日普及❤️

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来源 | 中传电视转播

编辑 | 李立雯 · 王艺瑾

制图 | 张晓君

责编 | 刘帆