在今年的 CES（電子消費大展）上，除了讓人眼花繚亂新手機等移動設備外，還有一個領域讓人感到相當矚目，這就是所謂的 4K 電視產品。

??? 4K 電視的賣點當然是高分辨率，不過從技術上來說，“4K”這一概念涉及的不僅僅是畫面空間分辨率，還有很多諸如幀率、色彩深度、色彩空間、編解碼技術、電視機技術發展趨勢等細節，如果你對這些細節也感興趣的話，不妨來一起探討一下吧。

已經有過4K體驗的朋友可能都知道這是來自哪段著名4K視頻的截圖

DCI 數字影院的崛起

首先，4K 傳統上是特指一種數字電影分辨率格式，例如 4096*2160 或者相近的畫面分辨率，因為這個領域一般都是使用水平分辨率（以 1024 線的倍率）來作為格式名稱，因此 K 就成了這個級別分辨率的代名詞。

屏幕越大、觀看距離越近，對畫面的精細度要求就越高，相信已經是所有人的常識。

早期（80 年前）的電影院大都是設計成一個長方形的大廳，最近的觀眾座位和最遠的觀眾作為和屏幕高度（Picture High）比例一般是 2.7H 到 8H，也就是離屏幕最遠的座位距離是屏幕高度的 8 倍，采用的是禮堂式或者體育場式的座位設計，因此影院的中、后座中央位置往往成為“皇帝位”。

但是到了上世紀 80 年代后，由于要和家庭影院競爭，電影院的大廳逐漸變成小廳設計，觀眾和屏幕的距離越來越近。到了 21 世紀后，大量的數字式放映機得以應用，同時放映廳的屏幕和最遠觀眾席位的距離也越來越近，例如只有 3H 了，最近的座位甚至只有 1H，到了這樣的距離后，即使是水平分辨率是 2K 的畫面也會被察覺出畫面數字光柵化瑕疵（2K 的最佳觀賞距離被認為是 3.16H）。

在 2002 年，一個名為 Digital Cinema Initiatives（數字電影倡導聯盟）的組織成立了，這個組織由迪斯尼、福克斯、美高梅、派拉蒙、索尼電影、環球電影以及華納電影等公司一起成立，目的是為數字電影開發一套系統規范。

兩年（即 2004 年）后，DCI 和美國電影攝影師協會（簡稱 CEA，該協會目前建立了一個 4K 工作小組，專門從事 4K 相關的市場與技術結合以及增強消費者觀賞體驗的工作）合作建立了標準化評估素材（ASC/DCI StEM），用來測試 2K 或者 4K 播放和壓縮技術，其中 4K 的分辨率格式就是定義為 4096*2160，這個分辨率模式也被稱作 DCI 4K Native（畫面比例 1.90:1）。

在此基礎上，數字電影業界還衍生出了 DCI 4K CinemaScope cropped（4096*1714，2.39:1）、DCI 4K flat cropped（3996*2160，1.85:1），因為這些都是電影畫面格式中常見的畫幅比例所對應的分辨率模式。

同年，DCI 決定選擇 JPEG2000 作為 DCI 數字電影系統的壓縮標準，這是頗為特別的選擇，要知道 JPEG2000 在互聯網上到目前為止也是不怎么受歡迎，所以 DCI 采用 JPEG2000 也許是因為 motion JPEG2000 是只采用幀內壓縮（這意味著比幀內+幀間參考壓縮的 MPEG 系具備更高的容錯能力，但是效率會低不少）、免授權金、可延伸性、低成本硬件實現。

在推動 4K 方面特別積極的索尼在其網站上提供的 4K DCP 電影列表（2012 年）
其中 Batman: The Dark Knight 是中國大陸首部 4K 放映電影
索尼將在今年年中在美國市場開始提供 4K 電影下載服務，第一批有 10 部電影

2009 年，全球第二大院線 AMC （在 2012 年被大連萬達收購）宣布和索尼簽署了到 2012 年將旗下所有放映機（超過 4500 塊）更換為 4K 數字放映機的合同，到此時，4K 電影放映的基礎可以說是基本上都達成了。

4K 分辨率的電視規范當然并非 DCI 4K。

4K 電視雖然名為 4K，但是此 4K 并非完全上面所說的數字電影 4K，首先因為電視機的 4K 分辨率是指 3840x2160，采用的是 16:9 畫面比例，和 DCI 4K Native 是有些微不同的。由于 3840x2160 水平、垂直分辨率都剛好相當于 1920x1080 的兩倍，后者的逐行模式被人們稱作 1080p，所以 3840x2160 也被稱作 2160p（沒有 2160i 嗎？下面我們會告訴大家為何）。

在電視業務上，最初的 4K 是由 NHK（Nippon Housou Kyoukai，日本放送協會）科學技術研究所（SRTL）提議的 Super High-Vision 電視標準中的一種分辨率模式，這個標準被國際電聯（ITU）所采納并定義，在2012 年 10 月份被美國消費者電子協會（Consumer Electronics Association）正式取名為 Ultra High-Definition 或者 Ultra HD（超高清），特指本機最低分辨率為 3840x2160、畫面比例 16:9、具備至少一路數字輸入的顯示設備。

電視機的產品標識名稱要由美國消費者電子協會來制定是有原因的，例如在 1931 年的時候，就有人把掃描線為 60 或者 120 的電視機稱之為“HD”了，因此統一的產品標識對消費者來說是非常重要的選購參考。

2004 年，NHK 采用自行研發的 R:G2:B 排列像素矩陣攝像系統進行 8K 分辨率演示片拍攝

從 NHK 的資料，該協會在 10 年前（2002 年）就完成了第一臺 UHDTV 原型機系統，這臺系統包含了一個攝像機、磁盤錄像機、投影顯示器。

2005 年日本愛知縣世博會的 450 英寸 8K 超高清視頻系統展示廳現場
該廳可一次可容納 350 人

在 2005 年的日本愛知縣世博會上進行了為期半年的展示，約有 156 萬人觀看過并被日本九州國立博物館收藏（不過這個版本和世博會版本略有不同，世博會版本的音頻系統是 22.2 聲道，而九州國立博物館收藏的版本縮水成 5.1 聲道）了。

這套系統后來在美國的 NBA 2006-2007 賽季期間以及歐洲的國際廣播電視設備展(是歐洲規模最大的廣電行業設備展）做過演示，在此期間，像無壓縮視頻光纖傳輸、Mpeg-2 壓縮設備等相關的配套技術也被陸續開發，進行了基于 IP 協議技術的 21GHz 波段實時電視節目直播內部測試。

NHK 計劃在 2014 年世界杯期間展開 4K 電視直播（有可能是基于 H.264 編碼），2016 年實現 8K 電視試驗性廣播。

和電影院逐漸變小，觀眾座位距離與畫面高度（H）比例變小的趨勢類似，電視機屏幕在技術更新的情況下不斷地變大、越來越薄，買臺大平板然后壁掛起來已經成為一種可能性極高的選擇。

上圖是由 Flowingdata 依據 CENT 數據而得出的 2003-2009 年電視屏幕尺寸調查結果中值
可以看到 46 英寸在三年前已經成為主流

例如，15 年前買一臺 32 英寸 CRT 電視對許多平民百姓來說是挺厲害的事情，而同樣的價錢現在完全可以買到 50 寸以上電視，不過一般大眾的客廳即使再大也是有限的，典型的客廳沙發到電視屏幕距離一般都是 2.x 米左右（這個距離數字在黑白到彩電、標清到高清等時代都沒有大的變化）。

英國廣播公司（BBC）在 2004 年進行的觀看距離調查結果
可以看到大部分的調查對象的觀看距離都落在了 3 米附近
英國的人均住房面積在 35.4 平方米左右 中國城鎮的數據號稱是 32.7 平方米

換句話說，目前家庭影院的座位距離與畫面高度比例值也在變小，即使是目前流行的全高清電視，在達到一定屏幕尺寸后，像素化痕跡也會被放大。

采用 UHDTV 技術后，畫面空間分辨率比現有的 1080P 至少增加一倍或者說像素達到四倍，用戶可以在更近的距離上觀賞幾乎無暇的畫面，視場（FOV，field of view）角度可以更廣（見下表）。

畫面分辨率	參考標準	畫面比例	像素幅形	最佳水平視場角度	最佳觀賞距離
720*483	Rec.ITU-R BT.601	4:3	0.88	11°	7H
640*480	VGA	4:3	1	11°	7H
720*576	Rec.ITU-R BT.601	4:3	1.07	13°	6H
1024*768	XGA	4:3	1	17°	4.4H
1280*720	Rec.ITU-R BT.1543	16:9	1	21°	4.8H
1400*1050	SXGA+	4:3	1	23°	3.1H
1920*1080	Rec.ITU-R BT.709	16:9	1	32°	3.1H
3840*2160	Rec.ITU-R BT.1769	16:9	1	58°	1.5H
7680*4320	Rec.ITU-R BT.1769	16:9	1	96°	0.75H

依據 NHK 人類視覺系統測試結果制作的最佳觀看距離與屏幕尺寸及分辨率關系圖
豎坐標為觀看距離（英尺，一英尺約等于 0.3 米。家庭用戶觀看距離基本在 10 英尺內）
橫坐標為屏幕對角線尺寸（英寸）

例如，按照 ITU-R BT.2246-1 文檔，如果采用 7680*4320（UHDTV 8K）分辨率的話，欣賞距離的公制單位將和畫面對角線的英制單位呈正比關系，例如 1 米距離的極限最佳觀賞畫面對角線可以達到 100 寸（2./54 米），這對目前的 1080p 電視來說是不可企及的事情。

加上 UHDTV 的其他特性（色深、幀率等），人們的電視體驗將會有全面的飛躍。

更重要的是，電視機產業也需要一個更新換代的由頭才能維持自身的生存，從前些年的 1080p、加密模塊卡一體化、LED 背光到現在的智能電視、立體呈像，電視機行業每年都必須拿出點新東西來作為賣點推銷給消費者，而超高清電視帶來的產業鏈變革可以讓幾乎整個電視（電視機、機頂盒、編解碼芯片等）、IT 產業（例如 4K 相關的軟件、存儲產品、互聯網商等）都能獲益。

但是需要注意的是，在廠商狂轟濫炸 4K 概念的時候，要注意他們是否做到足本。

這是什么意思呢？例如，有一些廠商可能會在 1080p 電視上的信號輸入端弄一個畫面縮放器，把輸入的 4K 降格為 1080p 顯示，就好象四五年前一大票 CRT 電視機都吹噓“支持” 1080p 一樣，實質上只是標清電視配上能吃 1080p 信號的芯片罷了，像這樣配個縮放器的鬼把戲電視按照 CEA 的 UHDTV 標準是根本不能被稱冠以 UHDTV 的，大家務必小心，因為有前車之鑒。

此外，正如我們前面說過，4K 或者說 UHDTV 和目前的 HDTV（2K、1080p）相比并不僅僅是分辨率上達到兩倍（或者說像素達到四倍），在幀頻（或者說時間取樣）、每像素色深、色域等方面都有極大的不同，如果不能只是炒作 4K 而沒有在這三方面做好的話，那也只是縮水版的 4K。

欣賞制作精良的4K視頻實在是一種視覺上的享受

首先，不管是針對數字電影的 DCI 1.2 還是針對電視廣播的 UHDTV，都是沒有隔行視頻格式。

隔行模式當年提出主要是因為電影出來后，人們發現在光線昏暗的房間里需要每秒顯示 40 張畫面才能消除閃爍問題，如果是明亮的顯示設備上則需要每秒 80 張畫面，因此早期的電影是用每秒 16 幀（16P）格式拍攝，然后以每張畫面照射三次就能達到接近每秒 48 幀畫面，到了有聲電影的時候，為了實現音畫同步（16p 的時間取樣沒法對上嘴形），拍攝的幀率提升到每秒 24 幀或者說 24P，放映的時候放映機的快門以兩倍速度開關，就能做到接近每秒 48 幀的效果。

對電視機來說這樣的方案并不可行，因為存儲一張完整的視頻幀和掃描兩次是需要幀緩存的，這樣的方案在上世紀 80 年代之前都是不存在的。除此以外，還得避免由于攝影棚光照與 CRT 電視采用的真空管必須以交流電頻率掃描這個限制而產生的畫面干涉現象。

在 1936 年英國設定模擬電視標準的時候 CRT 電視是電子機械式掃描的，只能做到在 1/50 秒里刷 200 行掃描線，而采用隔行模式后，由于視覺殘留現象，每秒掃兩個 202.5 線的掃描場就能做到每幀 405 線分辨率，垂直掃描頻率依然是 50Hz（歐洲交流電工頻標準），閃爍問題并不是算嚴重，但是可視細節能顯著增加，這在當時是一個非常了不起的主意。

從 40 年代到現在，雖然技術已經有巨大的進步，電視系統具備更高的帶寬，但是隔行掃描技術依然是這些電視系統的核心。主要的變化是讓掃描線數有所增加，讓每幀畫面具備更高的分辨率。像目前中國采用的 HDTV 1080i50 廣播就是將兩個 540 線的奇偶場畫面經過平板電視的反交錯電路處理為兩個（也可以是一個）1080 線畫面，當然，實際參與反交錯處理的視頻場可能要多于兩個。

不過 1080i 將成為最后一個隔行視頻格式，在 EBU（歐洲廣播聯盟）新近的電視廣播制式研究中，已經開始倡導像 1080p50（每秒 50 幀完整畫面，可用 H.264 13.xMbit/s 的碼率實現傳播）這樣的逐行顯示格式。

在 UHDTV 中，由于現有技術（編解碼、顯示設備等）已經可以滿足足本分辨率的情況下實現較高的幀頻，加上隔行視頻在業務應用中的缺點也比較突出（例如再先進的反交錯技術也無法實現真正的完整畫面，運動畫面會偏模糊），因此要求全部采用逐行幀頻格式。

在幀頻（或者說時間取樣）格式上，主要針對數字電影放映系統的 DCI 2K 格式允許 24 fps、48 fps，4K 允許 24 fps；而 UHDTV 則不限分辨率允許 23.976 fps、24 fps、25 fps、29.97 fps、30 fps、50 fps、59.94 fps（關于非整數幀率的緣由大家可以到這個網址了解）、60 fps 以及 2012 年新加入的 120 fps。

120p 就是每秒一百二十幀畫面，在這個時間取樣速度下，是可以很大程度上改善低幀頻模式時候常出現的運動鏡頭畫面跳停（英文稱之為 jerkiness）現象以及運動鏡頭時候的模糊現象，完全消除高亮度+寬視角情況下的臨界閃爍率象，其中運動鏡頭的畫面抽搐現象和模糊現象主要取決于攝影機這一端。

高幀率的意義不僅在此，例如這兩年非常流行的立體呈像電視，其中的主動式快門立體呈像技術是犧牲 1/2 幀頻達成的，因此電視此時的有效刷新率其實只是相當于每秒 25 幀或者每秒 30 幀。在采用完全的 120Hz（節目源和電視機均為 120 fps）后，立體呈像的刷新率就能達到等效 60Hz 的水平，畫面閃爍感會顯著降低，畫面流暢度也會大為改善。

部分 UHDTV 應用可能會要求和 HDTV 一樣的最高 60Hz 幀頻，從純技術角度來看，最好是使用現有電視機幀頻的最小公倍數來進行幀率轉換，但是 300Hz 或者 600Hz 從技術實現難度和帶寬需求在可見的將來都是難以取得實現的，如果采用 120Hz 來和與 50/59.94Hz 的轉換則已經有頗為成熟的數字技術來實現。

ITU 在設定 120Hz 這個幀頻的時候，已經考慮了攝影機、顯示裝置、傳輸技術的可行性，按照目前的進展，120Hz 將會在不久的將來成為現實。

鏡頭平移畫面頓挫感測試的四個場景

ITU 使用上面四個場景進行鏡頭平移畫面頓挫感與幀率關系性測試的主觀評價得分
Y 坐標是主觀評價得分，X 坐標是幀率（測試選擇了 60、80、100、120 fps）

按照 ITU 在 HDTV（100 英寸，距離 3.7 米）上進行的 69 人 + 12 片段主觀測試結果，60Hz 到 120 Hz 的平均得分改進是 0.46 分（60Hz 的得分是 3.x 分），而 120Hz 到 240Hz 的平均改進是 0.23 分，從統計學來說這樣的改進是相當顯著的，因此可以預期在 UHDTV 上采用 120Hz 幀頻將會有非常顯著的改善，這也是 UHDTV 在 2012 年追加 120Hz 的重要原因。

除了空間分辨率、時間分辨率外，UHDTV 作為可能是人類最后一個電視標準，對色彩能否正確呈現也受到了前所未有的關注，同時我們之所以這么說就是因為之前的彩電標準在色彩學上都不夠完美。

傳統而言，色彩的可視范圍取決于系統本身的基色（primaries，或者說原色）特性，但是色彩的準確度（accuracy）卻取決于編碼系統。到目前為止，人們都是把某一型號或者某種類型的顯示設備基色定義為系統基色。

RCA-100

例如當年的 NTSC 1953 色彩空間就是依據 RCA 公司一臺名為 CT-100 的全電子式真空管（顯像管型號為 15GP22，三槍式）電視機來制定的。這臺電視由 CBS 提供給 FCC，FCC 被 CBS 成功說服采用這臺實驗性質的奇芭級電視的規格作為 NTSC 1953 標準，要知道 RCA CT-100 的色域范圍要比目前絕大多數的電視機更廣（但是它匹配的熒光粉發光效率很低）白場更是采用 C 系標準光，以至于到現在都沒有多少臺電視能完全遵循 NTSC 1953。

到了 70 年代（1970 年開始彩電銷售數量超過了黑白電視）由于視頻磁帶錄像機的出現，美國不得不制定了一個小很多但是更現實（適合當時技術限制，例如綠色熒光粉）的色彩空間作為彩電標準，這就是 SMPTE-C（也被稱作 P-22，后來成為 ITU Rec.601），采用 D65 白作為基準白，采用的熒光粉發光效率要高兩倍，原來的 NTSC 1953 從此被廢除掉，不過當年的亮度方程就依然被 Rec.601 沿用下來，直到 Rec.709（HDTV）才被修正過來。

雖然 RCA CT-100 的銷量很低，但是這不妨礙它擊敗了 AK-47、蘋果電腦、任天堂 NES 等東西成為 Wire 雜志舉辦的最偉大 Gadget 發明勝出者。

對于 UHDTV 來說并不需要這樣做，因為 40 年前完全不可能做到的復雜信號處理對現在的技術水平來說就是小菜一碟。

想象一下，如果 UHDTV 的系統級基色不是由顯示設備基色定義的話，那么系統級基色就能被設計成足夠寬大乃至可以包含所有可見色彩，而顯示設備基色則可以隨時依據不同的情況和設備類型定義出達到的范圍，這些處理都可以在顯示設備內透過一個 LUT（look-up table，查詢表）對傳遞過來的信號進行轉換而達成。

如此一來，所有的顯示設備都能在本機色域里實現精確的色彩匹配，讓我們看到一致的色彩，徹底拋棄受制于上世紀 70 年代制造技術的色彩標準。

那就上浮點式、含負值的 ACES（學院色彩編碼系統，是由超過 50 家電影行業前沿技術專家和實際從業者在 2004 年訂立的，即 SMPTE ST 2065-2:2012，這里的“學院”就是指發奧斯卡獎的那個學院）或者 scRGB 色彩空間吧？

很遺憾的是，這兩種色彩空間的實現成本還是太高了，而且并非是為人類視覺系統設計的，專注于電影工業制作端的 ACES 不太適合于 UHDTV 這類顯示終端上應用。

在 ITU-R 的 UHDTV 規范 Rec.2020 中，UHDTV 系統級色域采用了基于 CIE 1931 XYZ 的 RGB 色彩空間，紅基色波長為 630 納米（x = 0.708, y = 0.292），綠基色波長為 532nm（x = 0.170, y = 0.797），藍基色波長為 467nm（x = 0.131, y = 0.046），參考白場和 HDTV 的 Rec.709（CIE D65）一樣（都是 x = 0.3127, y = 0.3290）。

這里的一些數字和當初 UHDTV 最初的提案是有些出入的，目前這個數字是一個折中的方案，因為最初 UHDTV 的提案在這方面有兩個方案，分別由日本和韓國提出，總之現在算是某種程度上兼顧了 LCD/AMOLED 和激光電視的色域。

這是 CIE 1931 色彩空間 xy 示意圖
馬蹄形的包絡線里包含了自然界所有的真實色彩
最里面的黃色三角形包含了 HDTV 的色域，黑色三角形則是 UHDTV 的色域
HDTV 和 UHDTV 的參考白點都是“D65”

從上圖大家可以看到，UHDTV 的色彩空間要比 HDTV 大不少，許多 HDTV 無法呈現的色彩都能在 UHDTV 上呈現。以覆蓋范圍來看，UHDTV 是 CIE 1931 的 75.8%，相比之下，而 Adobe RGB 是 52.1%，數碼相機是 53.6%，HDTV 是 35.9%。

上圖是國際電聯提供的 UHDTV 和 HDTV 在不同真實表面色彩上的（xy 色度坐標）涵蓋表現對比測試結果，大家可以更加直觀地體會 UHDTV 廣色域系統的優勢和 HDTV 的限制。

在信號取樣格式方面，UHDTV 可以是非線性的 Y'C'_BC'_R（目的是兼容現有的 HDTV 廣播系統），線性的 Y'_CC'_BCC'_RC（用于精確保留亮度信息），或者是非線性的 R'G'B'（用于呈現最佳畫面品質），其中 Y'C'_BC'_R 和 Y'C'_BC'_R 的色度取樣模板可以是 4:2:0（第一個數字是 Luma 亮度取樣數；第二個數字是水平色度取樣數；第三個數字是垂直色度取樣色）、4:2:2 或者 4:4:4（至于 R'G'B' 當然只有 4:4:4 了），取決于實際的應用（例如是素材拍攝、后期制作、最終信號的傳送或存儲等）由“用家”選擇。

關于不同色度子取樣模版的差別大家可以看看這個鏈接，簡單來說，4:2:2 表示亮度取指樣本數為 1 個，Cb 色度分量取樣樣本為 0.5 個，Cr 色度取樣樣本數為 0.5 個，或者說亮度是全分辨率，兩個色度分量均為半分辨率）：http://en.wikipedia.org/wiki/Chroma_subsampling#4:2:0

UHDTV 的每個色彩分量的編碼格式是 10-bit 或者 12-bit，根據色深的不同，非線性傳遞函數的 α 和 β 值會略有不同，不過差別非常小，就是小數點后第四位的區別。

根據 ITU 的 UHDTV 參數推薦測試文件，如果 UHDTV 采用 8-bit 色深的話，平均色彩錯誤數是 0.78 個，最大色彩錯誤數是 2.05 個，遠高于 HDTV 采用 8-bit 色深時候的 0.58 和 1.45。

因此 UHDTV 的色彩編碼必須是 10-bit，如果想更好的話那就要選擇 12-bit，不過即使是 12-bit 在個別情況下還是不夠用的，例如在人類視覺系統最低可察覺對比度特征測試的 Barten 模型中就會出現 12-bit 也都不夠用的情況。

UHDTV 規范 ITU-R Rec.2020 是視頻方面的規格，并沒有涉及音頻系統的規格定義，所以目前并不存在一個所謂的 UHDTV 音頻系統標準（但是毫無疑問都會是數字格式），不過在 NHK 的 Super High Vision 原型系統中，的確有一個多達 22.2 聲道 48KHz 24-bit 的音頻系統，這里我們也不妨介紹一下。

NHK 的這個 22.2 聲道音頻系統分為三個空間層（見上圖），分別是有 9 個聲道的上層、有 10 個聲道的中層、有三個聲道的下層，此外還有兩個位于屏幕下方與下層聲道放在一起的低音聲道，主要用于較大的室內空間，像愛知縣世博會的 450 英寸 8K 巨幕放映廳就是這個音頻系統的首次公開亮相。

上圖是 NHK 22.2 聲道的各層水平布局以及角度定位。

NHK 22.2 音頻系統個聲道混音參數

在這個 22.2 多聲道音頻系統中，NHK 以中層前置中央聲道（M-F-C）定義為參考點（100 點），其余聲道則是由六位音頻工程師和聲音設計師依據各聲道的重要性進行設置，如果某個聲道被認為重要性是 M-F-C 的兩倍，則該聲道會被設置成 200 點，上圖中個聲道的數值就是由這幾位專家最終設定的混音參數。

按照 NHK 在世博會期間進行的主觀評價測試，22.2 聲道系統在 450 英寸屏幕反映廳中的聽感測試中要比 2.1、5.1 系統的評分（采用 7 分制，一分為效果最佳）高 5%，不過在聽感中的真實感、透明度、華麗度方面并沒有明顯的優勢，NHK 認為這可能是因為大禮堂式的放映廳影響了音頻系統的主觀感受。

可以說 22.2 聲道系統雖然會有不錯的音效體驗，但是它的實現復雜性可能不是一般家庭能承受的，定位應該是放在未來替代現行數字影院音頻系統或者是超級多聲道耳機上比較有可操作性。

相對于 10 年前 HDTV 概念出來的時候，現在的平板技術和驅動電路已經有了不少的改進，在顯示面板這一端的障礙更多的在于能不能提供實現 3840x2160 10bit 120Hz 這樣基本滿規的驅動技術。

目前的液晶電視或者說 LCD 除了 TN 面板外，鮮有能實現 100Hz 的產品出現，在 120Hz.net 上曾經出現過一波著名的 Yamakasi Catleap Extreme 2B 120Hz 特制超頻版訂貨，引起了全球玩家關注。

請注意，我們這里說的不是電視機廠商動不動就推銷電視機視頻插幀時候動不動就數百 Hz，而是屏幕真正的畫面更新率和輸入信號幀率。

Yamakasi 對許多人來說都是一個名不見經傳的日本顯示器品牌，在去年年中的時候,有人發現這個品牌下一款名為 Catleap Q270 的 27 英寸 LED IPS 顯示器采用修改過的驅動有機會實現 120Hz 刷新率顯示。

這下可不得了了，這款顯示器的價格馬上被炒高了。而 120Hz.net 的站長更是立馬聯系廠商，要求提供確保可以上 120Hz 的特別版，取名為“2B Extreme OC”，價格從市售版的 300 美元直接拉到 720 美元并且很快就被買光了，這說明僧多粥少的同時也說明高刷新驅動顯示器的稀缺。

4K視頻的超高分辨率可以帶來更為精細的畫面細節

讓我們再來看看電視機的情況，眾所周知，現在市面上已經有了 4K 電視機售賣，例如創維的 E780U-50E780U 是一款 50 英寸 4K 電視，就面板來說的確是 3840x2160，但是由于配備的是 HDMI 1.4，結果發生了什么呢？答案就是在 3840x2160 模式下，刷新率只有 30Hz，是現有 HDTV 的一半刷新率。除此以外，這臺顯示器的色域基本上就是遵循 Rec.701。

可以看出，對于家電行業來說，要實現 ITU-R Rec.2020，必須引入相匹配的色彩轉換電路和軟件，從人機工程學角度，應該采用可以達成 3840x2160 下提供至少 60Hz 時間采樣的信號界面和面板驅動技術，原因我們在介紹 UHDTV 幀頻部分已經作過介紹，而在現實中卡梅隆已經表示過如果可能的話，將會選擇 60 fps 拍攝阿凡達第二、三集。

換句話說，一臺成熟的 UHDTV，應該具備 3840x2160 10-bit 60Hz（非插幀）、遵循 Rec.2020 色域、能支持至少 Displayport 1.2 或者其他同級以及以上（例如 HDMI 2.0）的信號傳輸界面、提供三原色獨立調控的白場/黑場設定以及下一代視頻編碼技術的硬件解碼支持等。

根據 EETimes 2013 年 1 月 10 日的 Broadcom 首席技術官采訪，HDMI 2.0 芯片將會在一年內問世，不過要知道 HDMI 2.0 的規格目前還沒出來.....

對游戲玩家來說，不僅僅有 UHDTV 能提供 4K 級別分辨率，而且已經有了一些 4K 級分辨率的顯示器可供選擇，問題在于顯卡這端能否滿足 4K 渲染性能，當然有一些游戲對渲染的性能要求并不會很高，例如模擬城市、三國志之類的策略類游戲。總之，如果你是游戲發燒友的話，在你選擇 4K 顯示器之前，最好留有對等價格預算來購買高端顯卡。

對于一些目前正在使用 1920x1080 顯示器的玩家來說，其實有一個辦法淺嘗 4K 的滋味，不過我說的滋味是帶雙引號的，意思是你可以像這篇帖子那樣，感受一下 4K 帶來的性能衰減幅度。

UHDTV 不可能只能用于看電腦、播放器上的節目，它終歸要能收看 4K 電視節目才能算是完整的電視。要收看 4K 電視節目當然需要電視臺一端提供 4K 節目并透過地面無線信號或者有線網絡傳遞到電視機。

這里就帶來了一個問題，4K 級信號的帶寬需求極高，像中國大陸現在采用的 HDTV 廣播是基于 MPEG-2 壓縮標準，根據 NHK 2006 年的測試，MPEG-2 雖然可以將 8K UHDTV 從 24Gbit/s 壓縮到 600Mbit/s，但是很顯然除了光纖外，現行的大部分傳播手段在 4K 傳輸的時候都會捉襟見肘，像移動網絡方面 IMT-Advanced 頂多也就是 1Gbps 下載速率。

從 2003 年第一版規格獲得批準到現在，H.264（MPEG4 AVC）已經有 16 個版本，其中比較重要的版本分別是版本 1、3、8、11。和 MPEG-2 相比，H.264 的壓縮效率提高了 50%，但是這樣的效率在 UHDTV 時代還不是很夠用。

要知道 UHDTV 是沒有隔行模式的，H.264 中的 MBAFF、PAFF 隔行或者說視頻場壓縮能力無從發揮，官方規格里目前還不能提供在 3840x2160 和 7680x4320 支持 120 fps 這樣的幀率，當然 H.264 在分辨率和幀率上都可以透過版本更新來實現。此外，H.264 的 CABAC 熵編碼是串列執行的，如果要實現 CABAC 編碼動作并行化的話，編寫編碼器的程序員就得自己另想辦法。

其實在 H.264 第一版完成后的第三年（2005 年）一月份，VCEG（視頻編碼專家小組，屬于 ITU 旗下的技術標準組織，前身是 CCITT）就已經展開了一個名為 Key Technical Areas（KTA）的專題討論，在這次討論后一個名為 KTA 的代碼庫開始被建立起來用于評估各種可以用于增強編碼效率的技術。

KTA 代碼庫是基于 Join Model（簡稱 JM，是 H.264 編碼標準組織即 MPEG 和 VCEG 合組而成的 JVT 提供的參考軟件）提供的，在接下來的四年里，更多被提議的技術整合到 KTA 中并被業界測試。

對于 KTA 中包含的增強式壓縮技術有兩個標準化形式的提議，一個建議是創訂新的標準，而另一個則是作為 H.264/MPEG-4 AVC 的擴展提供。后來，這個項目被暫定為 H.265（NGVC），并在 2010 年的時候成為 VCEG 與 MPEG 的合作項目：HEVC。

VCEG 的 NGVC 目標是在 H.264/MPEG-4 AVC High Profile 的二分之一到三倍計算復雜性下以 50% 碼率提供相當的“主觀”畫面品質。

而 ISO/IEC MPEG 這邊在 2007 年展開的 HPVC（高性能視頻編碼）被設定為 50% 碼率實現 MPEG-4 AVC 相當的畫面品質，早期的執行和修訂都是在 VCEG 的 KTA 參考軟件編碼器上實行。到了 2009 年七月，體驗性的測試結果表明可以比 AVC High Profile 節省 20% 碼率，這樣的成果促成 MPEG 決定與 VCEG 共同制定新的視頻編碼標準。

在 2010 年雙方決定展開新編碼標準合作后，四月份的會議上共有 27 項完整的提議被提交，其中的一些提議是在 2～10 倍 AVC 計算復雜度下實現許多情況下的 50% 碼率縮減，而某些提議則是在比 AVC HP 更低的計算復雜度下達成良好的“主觀”畫面品質和碼率，同時也是在這次會議上這個聯合項目被定名為 HEVC。

上述部分最佳的提議被整合到名為 Test Model under Consideration（考慮中的測試模型，TMuC）代碼庫中，到了 2010 年 10 月在廣州召開的會議上，建立了 HEVC Test Model（TM）（HM 1.0）、Core Experiments（CE），實現了比 H.264 高 30% 的壓縮效率。

到了今年一月，HEVC 的第一版最終草案（Main Profile、Main 10 Profile、Main 靜止圖像 profile）終于獲得 ITU-T 批準，并被命名為 H.265。同日 MPEG 方面也宣布 HEVC 進入最終草案國際標準狀態，距離稱為正式的國際標準 MPEG-H 就差兩步，這兩步就是“提議成為新國際標準”、“成為國際標準”，當然，說是兩步，其實也就是一步。

上面的表格是 H.264 High Profile 和 H.265 Main 10 Profile、H.265 Main Profile 在特性功能和個別參數上的對比，下面讓我們進行簡單的介紹。

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首先是 H.265 采用名為 CTU（編碼樹單元）的分塊形式進行編碼，輸入的畫面按照光柵掃描（從畫面左上角開始，從左到右）順序切成大小最大為 64 像素 * 64 像素的 CTU，當然你也可以將它設置小一些，例如 32*32、16*16，其中 16*16 是最小的 CTU 大小。

視頻是以 YUV 分量保存，對應到各個分量上的 CTU 被稱作 CTB（編碼樹塊），對于 4:2:2 格式視頻來說，其中 Y 分量（亮度，Luma）的 CTB 和 CTU 是一樣的大小，例如 CTU 設定為 64*64 則亮度分量 CTB 同樣是 64*64，而 Cr、Cb 的 CTB 則可能是一半（取決于 YUV 格式）即 32*32。

H.265 編碼器依據流參數對這些 CTB 采用四叉樹分割，分割（也可能不再分割）出來的塊被稱作 CB（編碼塊）塊，最大的 CB 是 64*64，最小可以拆到 8*8，這些 CB 是 HEVC 中用于幀間預測和幀內預測的判決點。更準確來說的話，就是預測類型是在 CU 內編碼的，而 CU中包含了三種 CB（Y、Cb、Cr）以及相配的 Syntax Element（語法元素）。

CTB 按照連續順序組成被稱作 slice（切片）的單元，一張畫面可以分為任意數量的 slices，也可以整個畫面只算作一個 slice。每個 slice 可以分割為一個或者多個 slice segment（切片段），每個 slice segments 都在自己的 NAL 單元里，每個 slice 只有第一個 slice sgements 包含該 slice 的完整 slice header，其余的 slice segments 都屬于依附于其上的 slice segment。

在解碼的時候必須訪問 slice 的第一個 slice segment，而“依附”的 slice segment 無法獨立地用于解碼。

在采用大量完整 slice 的情況下將其劃分成多個 slice segment，可以實現不損失編碼效率的同時提供畫面的低時延傳送。例如，當攝像機傳輸出第一行 CTB 的一個 slice segment 后，位于傳送網絡另一端的播放設備就能在攝像機還在對第二行 CTB 編碼的時候執行繪制動作，像視訊會議之類的應用都可以從中受益。

CB 適合于判斷采用何種預測模式，但是如果用來存放運動向量（幀間預測）和幀內預測模式的話就會顯得太大，例如鵝毛大雪中的細小對象可能會跑到 8*8 大小的 CB 中央，而這時候我們是需要對中央部分采用不一樣的運動向量。

為此，H.265 引入了名為 PB（Prediction Block，預測塊）的單元塊，根據時間以及空間的可預測性把各個 CB 劈開成若干個 PB，這些 PB 的大小可以從 64*64 到 4*4，并且根據預測的類型提供了類似 H.264 的對稱分割（2N*2N、N*N 等）和新的非對稱分割（2N*nU、2N*nD 等）兩種分割方法。

其中 2N*2N 用于 Skip 類型，幀內預測類型采用 2N*2N、N*N，幀間預測類型的 PB 在幀內預測的分割方法上基礎上增加了 2N*N、2N*NU 等非對稱分割方式。

為了有效降低碼率，H.265 的幀內預測提供了 35 種預測模式（33 個方向），相比較之下上一代的 H.264 只是提供了三種預測分塊（即針對亮度分量的高細節度 Intra 4*4、低細節都 Intra 16*16 以及針對色度的 Chroma 8*8）和 9 種預測方向。

不過為了降低復雜度，H.265 對 64*64 和 4*4 大小的 PB（或者說 PU）預測模式作了精簡，分別只有 5 種和 17 種。

對于視頻畫面來說，同一場景中的畫面往往是連續的，畫面之間有很高的相關性，這樣我們就可以透過單憑保存的參考幀畫面來預測當前畫面，從而達到提高壓縮率，實現節省大量的空間和傳輸時間，像 H.265 或者 H.264 這樣的編碼器都可以只保存或者傳輸參考幀以及移動評估的數據就能實現重建所有的畫面，這一切離不開幀間預測。

H.265 在幀間預測方面引入了 AMVP（先進運動向量預測）預測技術，除了和 H.264 一樣在空間域里找周圍相關性高且已經編碼的區域外，它還會利用前后畫面的相關性在時間域里找參考幀中可利用的移動向量，籍此可以減少碼率。

不過 AMVP 還是需要傳輸運動向量與運動向量預測的差值，而且每個 PU 都需要進行運動評估找出最好的運動向量，這會增加碼率并且導致復雜度顯著提高。為此 H.265 又引入了名為合并模式的幀間預測方法，原理就是 PU 之間的移動信息非常相似，因此可以就近采用附近 PU 的形式而不做運動評估等計算。

在傳輸編碼信息給解碼器的時候，只傳少量的位元，無需傳輸運動向量與運動預測的差值，讓解碼器從附近某塊已編碼的 PU 上獲得運動信息，就可以在保持一定畫面品質的情況下實現解碼輸出。

由于物體可能剛好落在參考幀非整數點的像素上，此時會導致較大的誤差，使得編碼的效果下降，因此從 H.264 開始提供了非整數點精確度，將原本 1:1 的像素形幅進行插值補點，相當于將畫面的分辨率提高，實現對這種情況的更準確運動評估。H.265 和 H.264 都提供了 1/2、2/4、3/4 的像素非整數點位置運動評估，但是 H.265 提供了 8 點插值濾波，而 H.264 只有 6 點插值非整數移動評估。

一旦預測動作完成后，就需要采用類似 DCT 的整數變換算法對殘差（預測出來的畫面和實際畫面的差值）進行編碼籍此進一步降低碼率（當然，你也可以選擇跳過量化、變換和下面的環路去塊，這樣就成了 H.265 的無損編碼模式了，此時壓縮率會下降很多倍，不過依然比 JPEG2000、7-zip 等現存的所有無損壓縮法具備更高的壓縮率）。由于一個 CB 中可能同時包含有高細節（高頻）部分和低細節（低頻）部分，因此 CB 直接用于變換處理的話還是太大了。

H.265 在進行變換操作的時候會先把 CB 拆開成若干個 TB（變換塊），這些 TB 并不需要和 PB 對齊，所以對來自多個 PB 的殘差只需要執行單次變換處理即可。

在執行變換處理的時候 H.265 采用了 7 個位元來存放基本矩陣系數，加上更大的變換塊（TU），是 H.265 完勝 H.264 的其中一個主要原因。

完成了量化和變化后，TB 還需要進行熵編碼處理，熵編碼的目的是進一步壓縮碼率，但是這個操作不會對之前步驟處理出來的數據產生損失，辦法就是對出現概率高的符號采用短碼字表示，對出現較少的符號采用較長的碼字表示，其實就是 big.Little 的概念。在 HEVC 中，只提供效率較高的 CABAC 熵編碼方式。

此外，H.265 和 H.264 一樣都有被稱作去塊濾波的處理，作用是對信號進行重構，減少視頻編碼壓縮時經常出現的斑塊現象。

在 H.265 中這個處理過程分為三步，即 in-loop deblocking filter（環路去斑塊濾波，簡稱DBF，以 8*8 區塊大小進行處理）和新增的 Sample Adaptive Offset（自適應樣本補償，簡稱 SAO，以 CTB 區塊大小進行處理）。SAO 的作用主要是恢復環路去塊造成的銳利邊緣偏模糊現象，恢復其對比度，提升主觀畫面品質。和 H.264 相比，H.265 的去塊處理復雜度有所降低并且更便于并行化處理。

在 H.265 中期開發階段之前曾經還引入了第三個去塊模塊：Adaptive Loop Filter（自適應環路濾波，簡稱 ALF。它的作用是當信號經過前面兩步的去塊處理器后，會依據編碼過程中提供的自適應參數決定是否執行 ALF 以及對色度信號決定在圖片級還是 CU 級進行雪花狀或者是十字狀濾波），但是這個模塊在最終草案中被拿掉了。

H.265 編碼器運作流程圖

H.265 解碼器運作流程

結合四分樹的超大區塊編碼方式和新增的 SAO 去塊濾鏡被認為是 H.265 和 H.264 之間的兩個最重大區別。

除此以外，H.265 雖然支持對序列隔行視頻場編碼，但是不再提供像 MBAFF 這樣的隔行專用編碼模式，不再支持視頻場+完整幀的混合編碼方式。

H.265 Main 10 Profile 提供了 10-bit 存儲/輸出模式，是為 UHDTV 而在 2012 年的草案（本來叫 HE10）中開始新增的，同時這也是首次有視頻編碼器將 10-bit 作為消費級應用，不過第一波的 H.265 解碼器大部分不會支持 Main 10 Profile 而只提供 Main Profile 支持等等。

H.265 MP/M10P 在不同分辨率（亮度樣本規模）和級別下的最高幀率

如上圖所示，H.265 在超高分辨率下的官方幀率上限設定比 H.264 高很多，H.265 Main/Main 10 Level 5.2 下可以做到 4096x2160 120fps。

上圖是業界對 H.265 編解碼技術部署的路線圖，可以看到，在 2013 年上半年應該能看到支持 H.265 的軟件播放器，到 2014 年會有 H.265 硬件解碼芯片，依據目前的新聞，包括高通、Boardcom 等廠商都已經宣布會在明年（2014 年）提供集成 HEVC 硬件解碼器的應用處理器。

在解碼器實現難度上，官方的說法是 H.265 的解碼復雜度大約是 H.264 的三倍，根據檔案號 JCTVC-K0327 的上海會議記錄，HM8 版參考軟件解碼器已經可以在單核 1.3GHz ARMv7 處理器上實現多個不同的 1080p30 片段播放（此外還得算上他們這里是用了 GPU 來做 YUV to RGB 轉換）。

需要注意的是，前面所說的 H.265 獲得批準是指草案而非真正成為國際標準，因此雖然已經有不少開發人員在埋頭編寫代碼，但是真正的成品級編解碼器目前（2013 年 2 月）并不存在，甚至連 JVT-CT 的新版 HM 參考編解碼器目前都并未完全遵循當前草案的最新規格，而這個草案目前還在頻密的更新中，當然隨著時間的推移，各項進度按部就班執行，上面的路線圖一定會如期完成。

上圖是愛立信 2012 年采用 HEVC 和 AVC 編碼器對 3840*2160 分辨率的鴨子視頻片段進行的壓縮效率對比，這樣的圖通常被稱作 RD 圖，Y 軸的 PSNR 值是客觀畫面評價指標，X 軸是碼率，曲線反映了要達成某級別的壓縮后畫面品質所需要的碼率。

從測試結果來看，HEVC 可以做到比 AVC（是 H.264 官方參考編碼器“JM”壓出來的 AVC）低 53% 的碼率就能得到水平相當的客觀畫面品質。

HM 只是參考之用，用來驗證編解碼器的功能是否可行，同時也要求第三方編解碼器能兼容按照正式版標準編寫的 HM，這就好象 H.264 的 JM 一樣由于性能效率等原因是不太可能用于商業用途，因此真正的 H.265 編解碼器還是需要商業公司或者是軟件社區來提供。

就目前而言，已知的開源 H.265 編碼器有 x265、OpenHEVC，其中 x265 目前還是一個個人項目，由國人 chenm003 在開發，不過因為精力有限的緣故，似乎進展相對遲滯，而且項目里只有編碼器沒有解碼器。OpenHEVC 是由“Smarter”牽頭做的項目，基本上是 HM 實現而已。

x264 的開發團隊雖然正積極觀望 H.265 標準的最終敲定（成為正式標準可能要到今年夏季），但是尚未展開相關的工作。

在同樣采用 10-bit 時 x264 2 pass vs HM 9.0（H.265 參考編碼器）的碼率/品質對比
這里的 BD-Rate 代表了同樣品質下所需的碼率差別（和 x264 相比）

近日在 Doom9 就出現了網友基于 HM 9.2 Main vs x264 的壓縮效率比較圖表（見上圖），測試結果表明 HM 9.0 版 參考編碼器在同樣畫面品質下能夠平均比 x264 減少大約 28% 以上的碼率（都是 10-bit 精度），要知道 x264 是目前最佳的 H.264 實現，而歷史上新編碼器的官方參考版未必都能擊敗業界最佳的上一代編碼器。

關于 H.265 相關資料：

1、H.265 官方常用的測試片段下載：ftp://hvc:US88Hula@ftp.tnt.uni-hannover.de/testsequences

2、H.265 目前的草案文件（也被稱作 L1003）：http://phenix.it-sudparis.eu/jct/doc_end_user/current_document.php?id=7243

3、H.265 官方參考軟件以及其他相關的官方文檔：http://hevc.hhi.fraunhofer.de/

在本文中，我們介紹了各種 4K 標準，例如 DCI 4K、UHDTV，對為何需要 4K 分辨率以及 UHDTV 正式標準中除了比 HDTV 高一倍的分辨率外還有幀頻、色域、色深等重要的變化，順帶說了 NHK SHV 中的變態音頻系統，對現在的第一波 UHDTV 或者類似級別分辨率的 4K 顯示器所面臨的挑戰和消費陷阱作了一些簡單的討論。

DCI 雖然號稱是數字影院，但是只要你有足夠的預算，大可以自己在家里弄一個 DCI 4K 影院，例如 dcicentral.com 的討論區就有人購買了 Barco 的 DCI 認證 4K-23B DLP（8.2 萬美元一臺，相比之下索尼 11 萬一臺的 4K SXRD 真是價廉物美:p）搭建了一個 130 英寸屏幕的家庭 DCI 4K 影院。有人對汽車發燒、有人熱衷炒房子，為什么不能燒燒家庭影院呢？當然能不能找到 DCI mxf 文件就是另一回事了:）

相對于 UHDTV、超高清電視這些術語，“4K 電視”一詞雖然有點歧義但是對于普通人來說更容易理解，所以我相信在未來 4K 電視的說法會相當普遍。但是我希望大家在了解了 UHDTV 的各項細節后，不會盲目地認為只要分辨率達到 3840x2160 就可以稱之為 UHDTV。

從實用性角度出發，我們需要支持 3840x2160 下具備 60Hz 刷新率（并非只是插幀速率，如果可能的話，最好能做到 3840*2160 120Hz 輸入/顯示）、10-bit 色深顯示（不僅僅是電視機內部處理計算精度），此外我們還應該要求電視具備白場、暗場的三基色獨立控制（某牌子吹噓的六基色？見鬼去吧）。至于智能系統什么的，一般這個級別的電視都已經具備，甚至可以說以后的電視都將是具備智能操作系統的，所以這個不需要作為重點。

制約 4K 電視的最大問題顯然是內容或者說節目稀缺，和 40 年前 HDTV 概念剛剛浮出水面相比，現在的數字化處理技術已經不可同日而語，但是要將浩瀚的 35mm 轉為 4K 數字載體依然需要不少時間。

不過和舊內容相比，人們對新節目內容的 4K 化需求會更大，在這方面其實已經有部分節目是 4K 拍攝，例如索尼這邊從 2005 年開始就有許多電影都是采用 35mm 膠卷拍攝并以 4K 作為母版格式，這使得新電影的 4K 化變得很容易，基本上就是將母版調一下比例后進行轉碼就可以了。

電影霍比特人使用了四十八臺 Red Epic 數字攝像機拍攝 5K 高幀率 3D 畫面
上圖是霍比特人制作特輯中導演彼得杰克遜在片場介紹使用 Red Epic 數字攝像機
黃色框中的就是 Red Epic 裸機機身

Red 公司的“廉價版”5K 分辨率 SCARLET X 數字攝像機，據說 13 分鐘就能制造一臺
相比之下高階的 Epic 當初第一臺花了 12 小時才生產出來
SCARLET X 和 Epic 相比主要是拍攝幀率弱很多（5K 是 12fps，4K 是 30fps）
相比之下 Epic 可以做到 5K 96fps 和 4K 120 fps（HDRx 60fps）

除此以外，還有像《龍紋身的女孩》（2011 年）這樣從拍攝到發行、放映（美國版）全程 4K 化的電影。

Red 公司網站上公布的采用 Red 數字式攝像機拍攝的電影
上圖是其中一小部分，點擊后才能看到完整列表
Red 的攝像機都是具備 4.5～5K 拍攝能力

除了這些商業化電影外，在開源社區也有一些以 4K 發行的數字電影，例如 Sintel 就提供了 24 GB 大小的 4K DCP 版供免費下載，但是受資源限制，這樣的玩票性質作品不可能推動 4K。

獨立電影 The Underwater 是在 Kickstarter 上集資拍攝
它采用的攝像機同樣是 Red Epic
在 Youtube 上有該系列短片的 4K 版本觀看

相對于電影工業來說，電視廣播行業在這方面的動作要晚很多，受制于技術限制，現在絕大部分的電視攝像機拍攝出來的效果自然沒法在 UHDTV 上呈現 4K 級畫面，要指望這個利益關系錯綜復雜同時危機感并不十分強的行業升級到 4K，對許多國家來說沒有十年是不太可能的事。

制約 4K 視頻內容的技術原因之一是編解碼技術。現在的新 H.264 編解碼器雖然可以應付 4K，但是缺乏 UHDTV（Rec.2020）所需的 Hi10P 硬件支持，由于壓縮率的緣故在面對廣播傳輸的時候需要占用較大的帶寬。

本文提及的 H.265 由于可以實現 50% 碼率實現和 H.264 相當的畫面品質，被認為是 4K 時代的首選編解碼技術，由于設計伊始就已經考慮了硬件實現的難度，因此當標準得以從目前的草案階段獲得正式通過后，預計今年內就能看到相關的產品級軟硬件實現，但是第一波的 H.265 硬件實現可能會普遍缺乏 UHDTV 所需要的 main 10 profile 支持，而目前上市的第一波 4K 電視也不具備 H.265 硬件解碼器。

除了 H.265 外還有 Google 的 VP9 以及其他一些新編碼技術，不過 VP9 的壓縮率其實和 x264（目前最主流的 H.264 社區實現）差別不大。

而其他新編碼技術方面目前看到的一個是名為 Daala 的項目，有 Mozilla 基金、Xiph.org 基金等機構推動，目標是做一個比 H.265 更好的免費編碼標準。

DiAVC 的作者 schweinsz 也在 Doom9 討論區上表示他正在做一個性能比 H.265 更好的私有編碼器，不過既然是私有，那似乎意味著和我們沒啥關系了。

對于電腦游戲玩家來說 4K 不會帶來什么明顯的好處，很多人使用的 20 英寸的顯示器都有 1920*1080 級別的分辨率，跑實時渲染的 4K 游戲需要極高的圖形性能，相比之下電影播放只要解決成本不高解碼器即可，因此在這個領域用 4K 作為賣點吸引力不大。

圖片處理、后期制作可能會比較需要 4K，但是分辨率不代表一切，對這些用戶來說精確的色彩呈現和內置硬件色彩校正功能更加重要。

最后，我們在這提供一些免費的 4K 片段給大家吧（不要問我怎么翻墻，我不懂什么叫翻墻，也不要問我如何下載 Youtube 的 4K 版本，篇幅有限）：

1、Lupa 4K（點 Youtube 播放器右下角的小齒輪選擇“原畫”模式就是 4K 版了）：http://www.youtube.com/watch?v=D30a61m5byk&list=PL0234A32740F436B8

2、The underwater realm 4K：http://www.youtube.com/watch?v=_vUWrbBjPM8

這片子的第 II～V Part 都是 4K，我在土豆上也上傳了 4K 版本，你可以到這里選擇原畫模式看看：http://www.tudou.com/programs/view/dAiErwJp3xk/

3、Iron Man 3 4K 預告片：http://www.youtube.com/watch?v=s3r74atUqic

4、暮光破曉下集 4K 預告片：http://www.youtube.com/watch?v=s3r74atUqic

5、Spring 4K 示范片段（片長兩分鐘，注冊登錄后點播放器左下方的下載按鈕）：http://www.4shared.com/video/ODyGXs2v/Spring_2_min_4K_60p.html

6、TimeScapes 4K 片段節選（片長兩分鐘，點播放器左下方的下載）：http://www.4shared.com/video/vYmOVnyf/TimeScapes_2_min_4K_24p.html

7、精研事務所的 4K 測試片段官方下載鏈接：http://www.hd.club.tw/thread-126205-1-1.html

精研事務所推出的這段 4K 視頻頗為流行

8、World War Z 4K 預告片：http://www.youtube.com/watch?v=p-AuCiu9R60&list=PLSO-njRpctecoOlDXapAfnOLBO9uKW5Fm

9、Warm Body 4K 預告片：http://www.youtube.com/watch?v=kFNBvKWxHy4&list=PLSO-njRpctecoOlDXapAfnOLBO9uKW5Fm

10、The Last Stand 4K 預告片：http://www.youtube.com/watch?v=7SqxAd68lhY&list=PLSO-njRpctecoOlDXapAfnOLBO9uKW5Fm&index=11