4K显示技术 火候不足还是掌控未来

正方观点：4K显示技术普及已成必然

4K显示技术是工业高清显示第*品牌范畴的一款产品，在原有的液晶拼接屏的基础上分辨率提升了4倍，4K高清拼接屏既能单独作为显示器使用或者当做液晶拼接技术使用，又可以拼接成超大屏幕使用。根据不同使用需求，实现可变大也可变小的百变大屏功能：单屏分割显示、单屏单独显示、任意组合显示、全屏液晶拼接、双重拼接液晶屏拼接、竖屏显示，图像边框可选补偿或遮盖，支持数字信号的漫游、缩放拉伸、跨屏显示、画中画、3D播放，各种显示预案的设置和运行，全高清信号实时处理。

现在市面上质量*好的液晶拼接屏是三星液晶拼接屏，LG液晶拼接屏，液晶拼接屏，液晶拼接亮度高，可靠性高，采用超窄边设计，亮度均匀、影像稳定不闪烁，以及具有液晶拼接屏更长的使用寿命等。

液晶拼接屏是单个独立完整的显示单元，即挂即用，安装就像搭积木一样简单，单个或多个液晶拼接屏的使用及安装都非常简单。液晶拼接四周边缘仅有6.7mm的宽度，表面还带钢化玻璃保护层、内置智能温控报警电路及特有的“快散”散热系统。应有尽有，不仅适应数字信号输入，对模拟信号的支持也非常独到，另外液晶拼接信号接口多，利用DID液晶拼接技术实现了模拟信号与数字信号可以同时接入，最近的一种液晶拼接技术还可以实现裸眼3D智能效果。液晶拼接系列产品采用独有的以及世界最前沿的数字处理技术， 让用户真正体验全高清大屏幕效果。

画质上取得绝大突破

早在2012年5月，国际电信联盟就发布了BT.2020“超高清电视UHDTV”(Ultra DTV)标准的建议，将屏幕的物理分辨率达到3840×2160(4K×2K)及以上的电视称之为超高清电视，因此4K又称为2160p。此外，BT.2020标准也将8K(7680×4320)纳入超高清标准。BT.2020标准定义的超高清系统除了在分辨率、刷新率、色彩深度上进行了提高，还在色彩空间、伽玛校正等方面进行了全方位的调整，特别是色域三角形方面的扩展，使得画面的色彩表现远胜于高清系统。

不论是家电行业还是安防领域，对于4K的定义始终是一致的。常见的4K像素数为800万，分辨率为3840*2160(QFHD)和4096*2160(UHD)， 是传统全高清1080P的4倍，是高清720P的8-9倍左右。杭州海康威视数字技术股份有限公司技术支持工程师程玮指出，4K最大的优势是在于其超高清的分辨率，相当于8个720p、4个1080p，也就是说，把一副4K的视频截图放大4倍后仍然是一个1080p的全高清画面。

4K技术给安防行业带来的，不仅仅只是画面清晰度和用户体验的提升，它还代表着未来安防的发展方向，随着4K整套监控系统逐渐完善，超高清视频监控的业务模式也将发生改变。博世安防系统视频监控产品市场经理高岩认为，4K技术提供了更高的图像分辨率和更细腻的画面细节，可以监控更广阔的区域。同时，对视频查看、检索、分析应用提供了更丰富、更有价值的图像素材，让可视化管理更高效、联动响应更及时、安全系统更有保障。

4K显示技术已经从无到有走向成熟

在安防领域，4K显示技术已经成为了一个系统工程，从前端采集设别到网络传输再到后端解码、存储以及显示，都需要配套的4K产品，每一个环节必须满足4K的要求，才能更好地展示4K的超高清效果。4K推动了安防行业向高清乃至超高清的阶段发展，并带动了从前端图像采集、视频编解码压缩、后端存储与显示等环节的新产品和解决方案的面世，相关的产品和解决方案日益丰富，成为安防业界新的增长点。

在前端图像采集方面，要实现4K的超高清体验和应用，这对前端监控摄像机提出了更高要求，普通的百万像素高清摄像机无法采集更好的视频画面，800万乃至1200万像素的摄像机开始被采用。而截至目前，海康威视、大华、宇视、英飞拓等安防厂商均已推出800万乃至更高像素的监控摄像机。同时，随着芯片技术的发展，能够匹配4K甚至8K的超高清摄像机也将日益丰富。

在超高清视频存储方面，超高清带来的超大数据量，让传统的DVR已经难堪重任，而当前面向普通高清的NVR也难以实现4K超高清视频监控的需求，为此，针对4K超高清的NVR也已推出市场。今年8月，苏州科达就率先发布了业界首款4K高清NVR，该款NVR产品还在录像智能应用、高清实时回放、全景拼接以及存储安全等方面取得了令人瞩目的表现。预计未来将有更多厂商推出相关的存储产品和解决方案。

在4K显示方面，目前大部分电视机厂商都推出了自己的4K超高清电视，而在安防行业，通过大屏拼接等方式，已经可以实现4K超高清的显示效果，而针对安防4K应用的大屏甚至超级大屏显示已将随着4K安防的发展而快速普及应用。除此之外，H.265技术逐渐成熟，4K解码设备的研发应用以及4G网络传输实现商用，这都为4K安防产品线的发展应用提供了大力支撑。

虽然4K监控产品线目前仍处于起步阶段，但随着技术的发展应用，必将带动安防行业其他 4K相关设备和产品的发展，未来4K超高清视频监控或将像全高清视频监控取代普通高清一样，取代全高清。

应用日渐丰富开启极清极智安防

近年来，网络化、高清化、智能化已是安防行业的必然趋势，而4K、8K等超高清只是安防高清化、智能化进程中的一个阶段。随着4K超高清技术的发展应用，4K在安防领域的应用将更加普及，并带来更丰富、更有价值的应用。

目前，4K产品已在医疗影像、安全监控、军用等领域及图形处理等有所应用，并已开始在机场、火车站、港口码头等人流密集以及边防海防等处得到部署。在安防监控领域，4K可应用于平安城市的全景监控、超宽车道的监控、公安GIS地图的指挥调度中等等。例如在智能交通领域，一台4K摄像机的监控范围和清晰度，就相当于4台1080P摄像机的效果，因为4K最大的优势，就在于图像放大4倍后仍能得到1080p的全高清画面，同时还能节省点位数量从而降低整体成本，并为更多智能分析应用提供了支撑。

随着4K配套监控系统逐渐完善，未来4K或将改变视频监控的业务模式。海康威视程玮认为，4K代表的高清，应该是更聪明、更智能、更智慧的高清，带来极清极智的未来安防。

“聪明”的高清基于“产品”，包括透雾、“星光级”低照度、ROI感兴趣区域编码、H.265以及Smart功能集等一系列ISP图像处理、视音频编解码技术，能有效提升产品的图像质量，降低高清数据的网络带宽占用和存储成本，以及实现更便捷、更易用的操作管理和运维工作。

“智能”的高清基于“应用”，涵盖图像增强、图像复原、浓缩播放、人脸比对、人体属性分析、三维立体识别、车脸检索、热度图等智能分析算法及软件，与各大行业的业务管理系统深入融合，例如可以帮助公安机关提取重要线索、进行图像修复处理、提升录像检索效率，商家了解最受欢迎的商品类型以及将商品摆放在哪些位置可以增加选购的概率，从而提升销售额，帮助监狱、金库等实现小场景下的三维化监控等。

“智慧”的高清基于“系统”，集成大数据、云计算、云存储等海量数据处理技术，多台设备同时工作，并发的响应，保证对海量数据的秒级响应，对海量的大数据进行大容量存储管理、快速检索、统计和分析，对海量的高清视频数据进行高效、稳定的存储管理，提升整体系统的价值。

“4K的发展以及在安防中的应用也必将推动整个安防视频监控行业往高清化方向普及，同时也能促进配套产业的升级，为安防高清厂商带来新的经济增长点。”四川艾普视达数码科技有限公司产品市场部主管范清华指出。

有障碍但是解决不难

尽管4K超高清能够给安防行业带来更清晰的画面和更好的用户体验，但相对于1080P高清，4K对图像采集、编解码、传输、显示、存储和处理等环节都提出了更高的要求，同时，4K产品及解决方案的采购使用成本又将极大地决定了其普及应用程度。

1、更高解像力的镜头：作为4K×2K的IPC产品配套镜头至少需要达到800万以上解像力，才能充分发挥出4K摄像机的效果，目前真正达到800万以上解像力的镜头很少且成本高，适合安防应用的支持变焦机芯镜头更是凤毛麟角。

2、更高的网络传输带宽和更大的存储容量：在安防应用中，一般传输1080P高清H.264码流，需要4Mbps左右的带宽;在H.264编码下，4K分辨率目前至少也需要12Mbps甚至更高的带宽才能达到较好的图像效果。同时，西部数据(WD)亚太区企业级存储业务市场营销总监罗昌平指出，4K时代来临将促使高清存储需求倍增，端针对4K高清监控的应用需求，在存储设备的兼容性、可靠性和安全性方面，就要求更大容量、更高负载以及更高效能的存储系统。

3、更高性能的编码芯片：要想缓解4K分辨率造成的高带宽和大存储容量的压力，就需要对目前的H.264编码性能进行深度优化，或者依赖于新的HEVC编码标准的普及。目前，有不少厂家开始针对安防行业的特殊应用场景对H.264编码器进行优化，使之也可以在4K分辨率下保持较低的码率。

4、更强的后端解码和显示能力：对于后端解码显示设备，处理4K分辨率视频需要更多的计算处理能力。目前采用Nvidia的Kepler架构、AMD的GCN架构或者更新架构的独立显卡都能支持输出4K分辨率的解码显示，集显平台方面则要用到Intel的Haswell架构处理器或者是AMD的Kaveri APU。

5、更大分辨率的显示设备：显示设备必须至少具有4K物理像素，才能无损的呈现4K图像的效果。在拼接显示方面，由于DLP和PDP两种拼接技术实现不了经济可靠的4K产品，4K拼接短期内较难普及，虽然4K液晶拼接是现在的一个热点，但是对于在大型拼接墙中单一的单元分辨率提升的价值，业界看法并不一致;

6、更强的视频处理能力：对于4K分辨率的监控图像，画面中的物体像素数更多，细节呈现更充分，但同时也需要更大计算能力处理这些更丰富的细节，这对于安防应用中对图像的处理如图像增强、去雾等，以及对视频的智能分析如视频浓缩、数据检索、人脸识别等都将提出更高的要求;

7、更低廉的成本和更亲民的价格：目前，1080P、720P的高清摄像机所提供的图像已能满足人们日常监控的需求，由于成本的制约，4K更多的是作为一种锦上添花般的存在。随着4K相关技术的发展成熟，其使用成本必将大幅降低，这也为4K超高清视频监控的普及应用带来转机。

结语

4K的普及取决于技术的发展能否很好的解决4K的超高清视频带来相关挑战，但一旦克服这些障碍，4K将势不可挡。

中国传媒大学信息工程学院教授杨磊认为，从某种意义上讲，目前4K仍是一种技术储备，预计今年的安博会将有更多、更成熟的4K产品面世。作为安防企业来讲，对新技术包括4K都应该保持高度关注，并紧跟技术发展的潮流和趋势，如果企业缺乏创新，产品没有技术含量而单纯拼价格的话，企业必然会被淘汰。因此，安防厂商应当关注技术、找出自身的竞争优势、选择合适的市场发展策略。

反方观点：4K显示技术火候不足

在今年的北京安博会上，最耀眼的焦点之一就是超高清4K技术了。似乎每一家显示屏制造商都推出了一款跟此相关的产品，其中包括大屏幕的LED、LCD，中等屏幕的LED、LCD，以及中等屏幕的OLED。

显然，分辨率高于1080p的显示屏将不可避免地成为潮流，但是在通常大小的显示屏上，“四倍像素”的图像质量并不会显得更好，老实说，它们真值得你花那么多钱去购买吗?在一些人看来，4K显示技术 “火候不足”。

1)得承认，4K确实是个好东西

一台102英寸的“屏幕”，你的坐位离它有9英尺(2.74米)远。其实使用的是投影仪，拥有4K显示技术投影仪显然是个更好的选择，但是4K显示屏简直是浪费。

2)但，人眼的分辨率是有限的

这是基本的生物学问题，“正常”视力是20/20。有些人以为自己的视力更好一些，这样的想法就好比是因为有个子高的人存在，门就应该更大一些一样。仅仅因为你的视力更好，并不意味着大多数人都有更好的视力。

你可以试试到海滩上去，坐来下，开始数你身边有多少沙粒。然后试试数你脚边的沙粒，然后再尝试离你的脚10英尺(3.05米)之外的沙粒。你可以看到身边的颗粒，但不能看到更远处的沙粒。这就是我们现在要谈的道理。眼睛是模拟的，随机模拟。所以，当然有些人可以看到比其他人多的细节，但“20/20”的视力是合乎逻辑的假设。

请看下面这张图：

(离屏幕多远，高分辨率的好处可以被察觉到。

横轴：屏幕大小， 纵轴：观看距离，单位：英尺。

紫色块：4K ，即2160p的好处开始变得可以察觉。

粉色块：1080p的好处开始变得可以察觉。

绿色块：720 p的好处开始变得可以察觉。

蓝色块：在这么远的距离之外，480p、720 p和1080p和2160p看起来都差不多)

很多人购买的显示屏都是50、60英寸或者以下的，所以……

3)84英寸显示屏难成为主流

只有84英寸显示屏可以让4K技术焕发活力是同时84英寸显示屏很难很难成为社会主流。它真的太大了。很少有人会把这么大的东西放在室内，某些监控室也许勉强可以，但大多数人都不可能适应。可能当84英寸显示屏像OLED那样可以像涂料那样涂在墙上，或者像一幅画那样挂在墙上时，人们才会使用那么大的屏幕，但现在时机还不成熟。

4)观看距离不一定会随着超高清屏幕的出现而改变

在480i CRT 显像管显示屏时代，人们坐在约9至10英尺(约3米)远的地方看屏幕。现在的显示屏有更高的分辨率，人们可以坐得更近，但却没有坐得更近。大多数人仍然坐在10英尺远的地方看屏幕。

这其实跟上一点有些关系：坐得更近，就像屏幕变得更大了，因为它占用了你更多的视野。正如人们不会去买更大的显示屏一样，人们也不会坐得更近。

为什么不能把显示屏和视网膜屏的iPad相比?原因就在观看距离上。你看屏幕和和看平板的时候，观看距离是不同的。

5)那为什么大家都生产4K显示屏?

制造商喜欢采用对消费者有利的高新技术，这也是商人的逐利性决定的。超高清算不上是利民技术，但是它却是一项“高科技含量技术”。以前示屏屏幕的生产过程，是制造巨大的“玻璃母板”(motherglass)，然后公司把它切成较小的部分，做成屏幕。这种制造方式比较便宜。

一大块“玻璃母板”难免有些地方有缺陷，但你把有缺陷的地方切掉不要，其余部分仍然可以切成小块，然后做成显示屏出售。

目前的制造水平真的提高了，“玻璃母板”上很少有缺陷，所以制造商可以充分利用它：不用再把它切成四个42英寸的1080p的LCD了，而是可以把它整块做成显示屏。就这样，它被做成了一台采用4K显示技术的84英寸的屏幕。也就是说，使用完全相同的(或类似的)电子元件，做成了3840 x2160的84英寸超高清显示屏。

屏幕制造商之所以力推4K显示屏，只是因为他们现在有能力这么做了。这很容易，至少比提高图像质量(如对比度、色彩精确度、运动模糊、压缩失真等等)来得容易。

6)4K有宣传优势

对于制造商来说，4K不仅比实实在在的新技术(OLED)更容易实现，而且还有其他好处。超高清是个很好的卖点。它是一个数字，给人的印象很直观，因此很能吸引消费者。

这就像百万像素的相机一样。 1800万像素相机拍出的照片，不一定就比1600万像素的相机拍出的更好。显然，我的单反相机肯定比“高清”卡片机更好。但如果你不是摄影爱好者，你可能会受到像素数字的影响。在1080p流行之初，很多人并不懂什么是1080p，但这不妨碍他们购买一个1080p。因为规格表上有差异，1080p肯定高于720p，自然就会觉得它更好。 现在4K的数字又高于1080p，很多人也会自然而然地以为它更好。

7)缺少内容不是问题

4K内容还远远不够多，当然，对于未来而言这不算什么问题。HDTV也是在很多年之后才有了足够多的内容。

超高清屏幕还有其他一些更好的使用方法。被动式3D的效果比主动式3D更好，但是垂直分辨率减少了一半，也就是说再看4K显示屏时，每只眼睛看到3840 X1080像素。

这开辟了在同一台显示屏上同时观看两个不同的节目的可能性。使用特殊的偏光眼镜，两个人可以坐在同一张沙发上观看不同的3840 x1080节目。因此，如果使用者有两个机顶盒或天线，他就可以和家人一起看不同的节目了。很多制造商在北京展会上演示过一些原型版本，虽然不是严格意义上的4K效果(分辨率降低了)，但它无疑很有吸引力。

8)4K面临的最大问题

对于4K显示技术，最大的问题就是它并没有解决高清显示屏的难题。对于图像质量来说，分辨率并不是最重要的环节。对比度、色彩和压缩这些才是真正的难关，这些方面对图像质量的影响大于分辨率。

4K还有另一个问题并没有解决：运动分辨率(Motion resolution)。所有LCD都有这个问题：当屏幕上有什么东西在运动时，很多情况下都会减少40%以上的可见分辨率。目前已经相对成熟的超高清显示屏仍然还是LCD，所以它们仍然有LCD技术的缺点。这些所谓的“下一代”显示屏的离轴图像质量都很糟糕，对比度表现平平，画面均匀性堪忧，而且很多机型都是侧光式的。它们都具有较高的刷新率，但没有运动插值(motion interpolation)，更高的刷新率也无法解决运动模糊的问题。

9)缺乏标准

对于即将面世的超高清显示屏来说，这也许是最大问题了。目前的标准HDMI 1.4支持24fps帧率下的最大分辨率为4096 x2160。这略高于3840 x2160的超高清显示屏，但不足以支持4K 3D画面。而且也不支持更高的帧率。传闻说HDMI 2.0可以提供更多的带宽，更高的分辨率和帧率，但需要不一样的发射器和接收器芯片。那不是软件方面的升级，因此目前所有的超高清显示器都已经过时了。而且，这不是简单换一根新的线材就可以解决的事，而是显示屏中的硬件无法接受更高的数据传输速率。似乎所有制造商都没有提到价值2万美元的显示屏的升级路径问题。

当新标准出现时，谁也不知道它可能有些什么内容。也许会对颜色做一些改善(色彩深度更好，或者色域范围更广)，但目前的超高清显示屏也无法利用这些改善。

10)4K潮流不可阻挡

在720p流行的时代，虽然大多数人其实并不需要1080p显示屏，但是1080p潮流仍是不可阻挡的，但还是不得不考虑性价比。现在也是这个情况：4K潮流是不可阻挡的，但就目前这个时候来说，购买者也应该考虑一下性价比。

总结

超高清屏幕的潮流不可阻挡，显示屏制造商们纷纷扑向4K，就好像是大白鲨闻到了血腥味一般。显然对于制造商来说，4K在技术上和经济上都是可行的。但我们朝着4K迈进不是因为它改善了画质，而是因为它容易生产，便于销售，易于演示。

没有人乐意做“反技术”或者“反创新”的人，人们只是希望家里的显示屏有更好的图像质量，价格也不要那么贵，显然，4K超高清技术并没有做到这一点。