超越4K超高清:未来显示技术将如何发展?

iPhone 8预计将于今年9月发布，有传言称，iPhone 8将拥有5.8英寸的OLED大屏幕。其他谣言称，屏幕问题可能会推迟发布。对于从智能手表、智能手机到个人电脑、电视和家庭影院等各类设备的制造商来说，为终端用户提供明显更好的屏幕创新是一项越来越困难的挑战。

增加像素密度允许更清晰的图像和图形，平滑，尖锐的边缘，而更多的比特每像素允许更大的颜色深度，帮助使图像更生动和充满活力。对于移动的图像，如电视、视频或游戏，更高的帧率为呈现更流畅、更流畅的运动提供了关键。

硅可以承受这种速度

As far as the image or graphics processing capability to handle more and deeper pixels, at ever-increasing frame rates, Moore’s Law advances in chip performance enable successive generations of silicon to support demand for progress: rising from High Definition (HD) just a few short years ago, to the 4K UltraHD (UHD) equipment on offer for today’s living rooms, to forthcoming 8K standards.

在H.265（高效视频编码或HEVC）编解码器的出现中可以看到一个示例。H.265实现了关于先前的H.264 AVC标准的双倍压缩，这对于在Internet上以可行的比特率（可行的比特率）在诸如4K视频中播放诸如4K视频的内容至关重要，或者在蓝光光盘的容量限制内存储4K电影。虽然H.265大大减少了在流4K内容时确保高图像质量所需的带宽，但诸如编码，预测和变换的操作比H.264更复杂，并且需要更大的处理器性能。

观众可以看到差异吗？

显示技术我们也将继续为最终用户提供更令人印象深刻的体验。当苹果公司在其iphone上推出Retina显示屏时，当时的首席执行官史蒂夫·乔布斯声称，Retina显示屏的像素密度足够高，当人眼在12英寸左右的舒适距离观看屏幕时，无法感知单个像素。测试者确实注意到图像更清晰，文字更清晰，边缘更圆润。从那以后，苹果推出了像素密度更高的升级Retina显示屏，使用Retina ahd和Retina 4k等术语来区别于之前的产品。

乔布斯的条款表达了消费电子品牌寻求通过增加像素密度来提供更好的观看体验的主要问题:终端用户对图像质量的感知雷竞技最新app很大程度上受到屏幕大小和观看距离的影响。如图1所示，例如，8K视频所带来的改进，在大约5英尺的距离、大约90英寸的屏幕上观看时才真正发挥作用。这有效地缩小了8K消费类设备的市场范围，让那些准备把最重要的位置让给90英寸屏幕的房主，以及那些有足够大的房间，可以舒服地坐在5英尺或更远的地方观看它的房主。

图1：可以察觉到分辨率增加的屏幕尺寸和观看距离。（由Carlton Bale的许可打印的图表来自“解决问题？”）

然后，还有最新格式内容的可用性问题。早期的高清电视购买者本来可以看到他们投资的好处，如果是看蓝光光盘的话，但他们必须等到高清卫星或地面广播——或高清机顶盒——到来后，才能在日常观看中获得全部好处。如今，4K超高清也存在类似的情况。现在有4K和4K电视，而且价格也越来越便宜，但很少有频道能提供大量的4K内容。

8K可能会更慢。今天，内容通常是用超高清创建的，以允许后期制作缩放、裁剪和数字校正，并仍然确保视觉效果和整体图像在更容易消费的格式，如高清2K或1080p看起来很好。8K非常罕见，只有在需要进行大量后期制作的情况下才会使用，例如，2012年对《阿拉伯的劳伦斯》(Lawrence of Arabia)的扫描就是一个著名的例子。《银河护卫队2》于2016年6月在8K完成制作，成为第一部以新格式制作的故事片。然而，8K格式的电影不太可能以这种格式在影院上映。从实用性的角度来看，如前面提到的，消费者对8K内容的需求——例如通过流媒体服务——是值得怀疑的。

加速帧率是制造商推动边界和标准的另一个领域。电影在很大程度上保持了24帧每秒(fps)的标准，但导演们尝试更高的标准。彼得·杰克逊(Peter Jackson)拍摄《霍比特人》(Hobbit)系列电影时使用了著名的48帧/秒的速度，这减少了运动模糊的程度，以至于有些人批评这种效果:显然，电影迷们希望在他们的电影中看到一些运动模糊。

游戏玩家：无可争议的赢家

视频游戏另一方面，由于更高的帧率，它可以提供更好的用户体验。当玩家对屏幕上的视觉效果做出反应时，高帧率会让游戏感觉更流畅。对于主机，60帧/秒被认为是最理想的，而PC游戏允许根据硬件性能进行调整。主要的虚拟现实设备如Oculus Rift和HTC Vive的帧率都是每秒90帧。这里需要更高的帧率，因为绑定在玩家脸上的虚拟世界被认为是真实的，因此大脑期望刷新速率对实时运动做出反应。与帧率不一致被认为是导致“虚拟现实病”的原因，尽管这方面的科学尚未解决。

更快的加工意味着可能更快的渲染时间和帧速率，但是有一个限制人类如何感知帧速率。人们可以比较与游戏性能的帧速率的看法;屏幕上的数字越快，图像需要更快，更快。2006年，Claypool，ClayPool和Damaa在不同帧速率下的第一人称射击者中的演出的研究，并提出了性能在30到60 FP之间的增加。游戏玩家可能不同意这项研究的精神，在这种经验中的“感觉”以及表现的基础上。在任何情况下，具有更复杂的图形的现代游戏可能会影响今天研究的结果。

尽管60帧/秒似乎是玩家表现和感觉的良好基准，但最终的限制是人眼感知帧率的速度。尽管每个人都是不同的，但休闲游戏玩家在fps超过60帧时通常会经历收益递减。

最后，增加屏幕刷新率对感知视频质量或游戏体验有重要影响。刷新率——与源视频帧速率不同——描述了屏幕重绘显示图像的速度。为了管理屏幕刷新率和输入源的帧率之间的差异，例如，视频的帧率可能是24帧/秒，游戏控制台的帧率可能是60帧/秒，电视将插入中间帧。这些可能是重复帧、黑色帧或插值帧，通过基于前面和后面帧的中间内容计算构建。

较高的刷新率为巧妙地使用帧插入来呈现清晰、清晰的图像和减少运动模糊提供了更多的空间。今天一些最快的屏幕可以刷新到120hz或165hz，或者在1080p显示器的情况下更快。不过，在这方面，产品制造商也可能在追逐收益递减的趋势。众所周知，在放映电影时，过于激进的插值会导致不自然的平滑运动。这就是所谓的“肥皂剧效应”，就像《霍比特人》超快的帧率一样，电影迷们批评这部电影失去了真实的观影体验。另一方面，今天选择的显示技术可以支持令人难以置信的流畅游戏玩法。

下一个挑战是使监视器以高速刷新，但也处于更高的分辨率。4K屏幕需要更多的处理电量和更快的显卡，以刷新更多像素，同时使用监视器刷新率同步输入帧速率。今天的一些4克电视机中的一些令人难以高达240 Hz或480 Hz的刷新率。然而，这些帧速率不一定与用于旧电视的本机帧速率相当，而且还表达了旨在在UHD屏幕上清楚地显示快速动作的加工技术的影响。还需要软件和接口硬件的进步来实现使用UHD屏幕和超越的高刷新率。DisplayPort，今天使用的最快音频/可视接口之一，最多可展示高达30 Hz的刷新率，其中包含8K分辨率的屏幕。

每一个新的开始

家庭视频设备可能会接近有意义的性能进步的极限，以4K UHD的成熟和8K产品的预期到货。消费者可能只是无法识别图像质量或观看体验的有价值的改善。博彩，特别是虚拟现实，可能是一个例外，并且可以在未来的高屏幕分辨率下继续提高帧率。

然而，技术进步是很难停止的，如果对额外原始屏幕性能的需求很少，大品牌可以预期推动其他技术的进步，以提供新的和引人注目的体验。这可以基于将电视和互联网内容结合在屏幕上，比如用IMDB数据同时显示电影动作。

发展消费市场的关键，一如既往，是提供以前无法想象的创新，这些创新很快就会变得不可或缺。对于不断提高的分辨率来说，8K视距可能是道路的尽头，但却是更令人兴奋的起点。

行业文章是一种内容的形式，允许行业合作伙伴分享有用的新闻，消息和技术，所有关于电路读者的行为编辑内容并不适合。雷竞技注册所有行业文章都受到严格的编辑准则，目的是提供读者有用的新闻，技术专业知识或故事。在行业文章中表达的观点和意见是合作伙伴的观点，不一定是关于电路或其作家的所有人。雷竞技注册