近年来 , 4K、8K超高清可谓火爆 , 连2020年的央视春晚 , 都出现了他们的身影 。本文将简单介绍一下什么是分辨率、4k/8k的创新、难点及前景的内容 。
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分辨率与像素
分辨率又称解析度 , 用于衡量印刷品、显示器等的画质的精密度 , 分辨率越高 , 画质就越清晰 , 分辨率越低 , 画质就越模糊 。
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通常描述分辨率的方式有两种:
- 单位面积的像素总数
- 像素总量
仔细观察你的手机、电视、电脑屏幕 , 可以看到一个个小的发光点 , 就是我们所说的一个个像素点 。如果用放大镜观看 , 还能看到构成每一个像素点的红绿蓝发光元件 。对于显示器、打印机等 , 有实际输出尺寸的设备 , 可以用单位面积上的像素点来表示分辨率 , 常见的单位有DPI、PPI , 他们有点不一样 , 但是本质上区别不大 。
DPI:Dots Per Inch , 每英寸点数 , 一般用于衡量打印机、鼠标精度等
PPI:Pixels Per Inch , 每英寸像素 , 一般用于衡量显示器的分辨率
Inch即英寸 , 1 英寸=2.54 厘米 , 这里的每英寸指的是对角线的长度 。
计算公式:分辨率=(√(横向分辨率^2+纵向分辨率^2))/屏幕尺寸
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苹果公司在iPhone 4上推出了“视网膜屏幕”(Retina Display)的概念 , iPhone 4的屏幕对角线长度是3.5英寸 , 一共集成了960 × 640个像素点 , 通过计算可得iPhone 4的PPI=(√(960 × 960+640 × 640))/3.5 ≈ 329.65 。苹果公司把这分辨率认为是一般人眼就感觉不到像素点的存在了 , 要知道 , 当时大部分电脑屏幕、手机屏幕的分辨率都是72 PPI !
屏幕设备的分辨率好衡量 , 但是当你拍一张照片、在电脑上查看一张别人发给你的图片或表情的时候 , 这种没有“现实尺寸”的图像 , 那就要用到另外一种 , 也是大家最为熟悉的分辨率衡量方式了 , 那就是只看图片中的像素总量 。
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主打拍照像素高的手机
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现在我们知道 , 在一定面积内 , 像素越多的时候 , 分辨率就越高 , 我们称之为“高清” , 当像素点非常多的时候 , 那就是“超高清” , 反之则为“普清”、“低清” 。如下图所示 , 在一个方块内 , 如果像素数量越来越多 , 图片随之清晰起来 , 因为更多的像素给我们展示了更多的细节 。
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如果当纯只增加像素 , 不考虑显示尺寸呢?
也不是不行 , 为了承载更多的像素 , 又不缩小每个像素点的尺寸的话 , 那么就需要制造更大尺寸的屏幕来显示 , 又由于人的视野有限 , 需要距离屏幕更远 , 否则可能看不全屏幕 。设想一下去看IMAX电影坐在第一排的场景 , 你能清晰看清楚男主角的鼻毛 , 却看不到画面的全景 。
再例如现在的手机高清拍照 , 一味的提高照片的像素量 , 却不增加屏幕的PPI的话 , 当照片分辨率远高于屏幕分辨率时 , 屏幕将无法显示出照片更多的细节来 。就像人肉眼难以观察到细小的细胞一样 , 除非放大观看照片 , 或者把照片放在电脑上、投影出来看 , 才能体现高像素的优势 。
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4K/8K是什么
在清楚了分辨率和像素的概念后 , 我们就可以进一步的了解什么是4k、8k了 。
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4K是指分辨率达到4096 × 2160像素 , 即880万像素以上的画面 。而8K则高达7680 × 4320像素 , 即3300万像素以上 , 像素量高达4K的4倍!
而根据百度流量研究院给出的电脑显示器分辨率排名 , 当前排名第一的为1920 × 1080像素 , 俗称1080P , 像素接近于2K(2048 × 1080像素) , 像素总量只有4K的四分之一 。排名第二的1366 × 768像素 , 比720P(1280 × 720像素)略高 , 像素只有2K的12%左右 。
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另外 , 苹果的iPhone手机主流分辨率第一名超过2K , 第二名略超720P;安卓手机主流的分辨率 , 第一的为1080P , 第二的为720P 。
这下子知道为什么总有人说iPhone显示效果比安卓好了吧 , 因为iPhone的屏幕分辨率确实高一点 。
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很多人就疑惑了 , 我的手机拍照都有4千万像素啊 , 比这8K得3300万像素都强多了啊?!
前文已经说过了 , 我们不能只看像素总量 , 我们还要与之匹配的屏幕 , 苹果的旗舰手机 iPhone 11 Pro Max , 屏幕分辨率为2688*1242像素 , 也就是屏幕上只能显示330万个像素点 , 距离4K超高清的880万像素还有一段距离呢!
其实 , 大家手机上数千万像素 , 是指单张照片拍摄最高可达这个水平 , 如过切换成拍摄模式 , 分辨率将大幅下降 。
这是因为一段视频一般需要每秒30帧以上的画面 , 也就是每一秒其实是超过30张照片从你眼前一闪而过 , 这样子才能让你觉得视频流畅不卡顿 。
一秒钟的4K视频 , 一共有880万*30=2.64亿像素需要处理 , 加上视频还需要记录声音信息 , 这就是为什么手机拍视频又耗内存空间 , 又容易发热 , 用电脑打开一看 , 一段一分钟的视频很容易就有上百M那么大 。
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4K/8K超高清的影像内容 , 如电视剧、电影、直播、VR等 , 其实对剧本创意、摄影机、处理视频的工作站、传输网络都有很高的要求 , 且对用户可以接触到的电影院、电视、手机、电脑等设备的屏幕分辨率和硬件运算速度、存储空间等也有了新的要求 , 4K/8K可以说是影视行业整个产业链的新变革:
(1)适合超高清的内容:就像卓别林的默片时代 , 20世纪的港产彩色电视剧、电影一样 , 随着视频清晰度的提高 , 文艺工作者就需要去思考 , 什么样的内容更适合超高清拍摄 。
(2)超高清的录制设备:对摄像机的镜头、感光元件、处理芯片、储存设备等都有非常高的要求 。
(3)超高清拍摄素材动不动需要用T作为容量单位衡量 , 对于视频剪辑、后期处理的专业技术人员来说 , 超强性能的工作站少不了 。
(4)剪辑好的超高清电视、电影 , 还需要高速的网络才能传播到世界各地 , 以19年底热映的电影《终结者:黑暗命运》4K版本为例 , 需要59.4G的储存空间 , 根据一份报道 , 2019年Q2季度我国固定宽带平均下载速度为4.425MB/s(35.46Mbit/s , 注意我已经进行了单位换算) , 想看这部2个小时剧情的电影 , 得先下载3.7小时 。
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但是对于使用流量的手机呢?如果你没有无限流量套餐……可能一部下载一部电影就能让你的房子归中移动了( >﹏< 。)~ 。
未来8K视频 , 体积将会是4K视频的4倍以上 , 对网络传输要求会更高 。如果还想实现超高清直播 , 则亟需先完成基础网络的“提速降费” , 带来更亲民的5G、高速宽带等 。
(5)你手中、你眼前的屏幕和他们背后的处理器 , 都需要升级 。超高清视频不仅需要有超高清的屏幕才能充分发挥优势 , 更丰富的像素内容还对电脑、手机的储存空间、CPU处理能力都有更高的要求 。
4K/8K的发展前景
4K/8K可以为用户带来更高清的视频图像 , 而这对用户而言有何价值呢?
医疗行业4K/8K在医疗行业有非常广泛的应用场景 , 如借助影像进行诊断的胃镜、内窥镜等 , 更高清的画质将有助于医生做出准确的判断 。同时超高清影像还有助于医生进行远程诊断、远程手术等等 。
仿真训练对于军事、应急救援行业 , 4K/8K超高清内容 , 将让各类模拟器能更好的展示真实环境 , 有助于更低成本、更低风险的训练各类载具的操作员 。
娱乐领域通过与VR技术配合 , 为用户提供超高清的内容 , 让用户可以有身临其境的感觉 , 这将为游戏行业、视频直播行业等带来全新的用户参与方式 。主题乐园、大型商场 , 也能借助超高清屏幕创作更丰富的用户互动式广告或者游戏内容 。超高清的电影也会让人再一次刷新视觉感观乐趣 。
日常影响【产品经理需要懂技术吗?懂到什么程度?】如同彩色显示器代替了黑白显示器、更超薄的液晶显示器代替了厚重的显像管显示器一样 , 4K/8K超高清的到来 , 能释放设计师更多的创作灵感 , 让电脑、手机显示器显示更多、更精细的内容 , 让交互方式、交互动效有更大的发展空间 。
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上图为1981年推出的第一台全集成桌面电脑Xerox 8010 Star , 包含应用程序和图形用户界面(GUI) , 下图为最新的苹果笔记本上 , 利用macOS Catalina系统搭配iPad作为拓展屏幕进行工作 。在那个黑白、低分辨率的时代 , 谁又想得到现在的彩色、高清屏幕对生产力能带来多大的改变呢?
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除了显示 , 还有什么?
4K/8K超高清的发展 , 需要影视创作、影像设备、显示屏幕、电脑/手机处理器、传输网络等各项基础设施的全面升级配合才能实现 , 是站在巨人肩膀上的产物 , 是群众真的“见得到”的技术产出 。
而4K/8K将会对生活、工作各方面产生深远 , 绝不止于你第一次观看IMAX电影时发出的那声“卧槽”的震撼 , 得力于超高清显示 , 画面更精细逼真 , 搭配VR/MR/AR技术、全息投影、远程操控等新的交互方式 , 将源源不断为生活、工作带来更多的惊喜 。
同时超高清显示设备、超高清影像内容 , 也能为交互方式创新提供很好的铺垫 , 就让我们一起拭目以待未来4K/8K能给我们带来什么吧!
题图来自Unsplash , 基于CC0协议 。
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