视频4K技术的解读

前几年4K技术就已经有人提及，今年更是成了一个非常热门的词汇，而且4K技术已经普遍应用于各类终端，如电视机、机顶盒、手机等。那么如何来理解4K这个东东呢？今天博主就谈谈自己对4K技术的认识。

博主认为可以从以下几个方面来解释4K技术：内容、平台、传输、终端。

1.     内容。

内容即具备4K分辨率的视频画面，包括视频画面、游戏画面等。关于内容又可以从以下几点谈起。

1)     帧率。拍摄器材对自然物体进行拍摄时，会对拍摄出的视频进行采样。比如每秒从视频流里采样出25帧画面，那么帧率为P25或者25HZ；每秒采样30帧画面或者60画面，则帧率为P30或者P60，我们经常会看到的P25，P30，P60等术语，就是这个意思。采样的帧率越大，整个视频看上去就越连贯、舒畅，但是对储、编解码的性能也提出较高的要求。

2)     分辨率。关于分辨率的概念可以参考我之前的这篇文章我对视频“分辨率”的理解以及在电视上显示的理解。采样帧率时，也要对每帧的画面进行采样，如果在水平方向上采样了3840个像素点，在垂直方向上采样了2160个像素点，也就是用3840*2160来存储表示一帧画面，此时的分辨率即为4K分辨率。有时候对每帧画面的采样点会更多，达到4096×2160。具备4K分辨率的视频画面看起来会非常细腻，细腻到何种程度呢？比如视频画面上远处有一栋大楼，大楼上有许多的窗户，4K可以让你看到每一个窗户的结构，用下面这张图来说明下，图片是我从百度上下的。如果此图用标清分辨率或者普通高清分辨率的话，也许你只能看到有这么一栋大楼，仅此而已。

3)     内容大小。一般认为4K分辨率为3840*2160。其中，每个像素点的颜色可以用R、G、B三种基色来组合显示，每种基色的信息量可以使用二进制5位、8位、10位来存储。采用的存储位数越大，整个画面越清晰，但是存储容量也越大。假设一部4K视频帧率是P60，每个像素点的R、G、B分别使用10位二进制共3个颜色 * 10位/颜色 = 30位二进制存储信息，视频总时长是90分钟，那么正规视频的大小为：

90分钟 * 60秒/分钟 * 60帧/秒 * (3840 * 2160)个像素/帧 *  30bit/像素 = 80621568000000(bit) = 10077696000000(Byte) =9841500000(KB) = 9610839.84375(MB) =

9385.585784912109375(GB) =  9.1656111180782318115234375(TB)

这也太大了，所以需要采用压缩算法，将4K视频压缩。目前压缩算法也有很多，一般采用H.265标准来压缩编码4K视频。

4K内容虽好，但是目前国内已有的4K内容非常稀少，因为拍摄一部4K视频内容成本较高。国外的三星、索尼等已有不少4K的片源。

2.     平台。你可以理解为管理4K内容的服务器，例如存储4K内容，分发4K内容，上传、修改、查询、删除4K内容等。特别是存储，一部4K内容的体量就已经很大了，要存储N部4K内容要占用多少存储空间。

3.     传输。一部4K内容经过编码压缩、格式封装、协议打包，就可以在网络上传输了。虽然经过编码压缩，但是4K内容的平均码率还是比较大的，一般会占用40M~50M的带宽。如今老百姓家中带宽一般是20M或者不到，如果要老百姓提升到100M带宽，那就意味着老百姓要向电信多交宽带费了。所以，4K的普及，还需高带宽的普及以及带宽资费的进一步下降。

4.     终端。终端从网络上下载到4K内容后，还需要对4K内容的解协议、解封装、解码，这一切还要依赖于终端的芯片能力，即芯片需支持4K解码功能。如果你家使用智能电视来看4K内容的话，那么电视就要承担起这些工作，但是电视毕竟是电视，主要功能是显示内容的，编解码并不是电视机的强项，所以编解码4K内容还是选用专业的机顶盒为好。另外，电视机也需要支持4K的分辨率，原因为啥请继续参考我之前写的文章链接我对视频“分辨率”的理解以及在电视上显示的理解。

分辨率文章参考：我对分辨率的理解