Разрешение 4K быстро захватывает мир цифрового видео, от экранов телевизоров до компьютерных мониторов, камер и проекторов. Сверхвысокая четкость изображения и все сопутствующие ей функциональные возможности уже не являются технологиями для избранных, а становятся все более популярными, особенно в дисплеях и системах видеозаписи.

Итак, что такое разрешение 4К, и что скрывается за этим названием?

Обзор технологии

Что такое разрешение 4К - широко известно по телевизорам и мониторам сверхвысокой четкости. UHD - всеобъемлющий термин, включающий ряд форматов с числом пикселей, превышающим обычные характеристики HDTV по меньшей мере в 4 раза, на что и указывает название 4K. Конечным результатом является четкость изображения, которая выходит далеко за рамки стандартного HD и представляет более яркие, разнообразные и реалистичные цвета при значительно более высокой частоте кадров.

В настоящее время наиболее известными продуктами UHD-технологий являются 4К-телевизоры, многие из которых появились на рынке с середины 2013 г., хотя мониторы с такими же характеристиками существовали с начала 2013 г., а видео и фотокамеры сверхвысокой четкости были коммерчески доступны по крайней мере с 2012-го.

Разрешение 4К - 2160 х 3840 пикселей, но по горизонтали число точек может превышать 4000. Это превосходит привычный диапазон цифровых форматов, базовый уровень которого занимают телевизоры стандартной четкости (450 х 540), HD (720р) и fullHD (1080p). Если измерять по вертикали, то разрешение 4К в пикселях равно 2160.

Как можно убедиться, новый стандарт намного превосходит своего предшественника. Он обеспечивает изображение, которое в 2 раза больше fullHD как по высоте, так и по ширине, что дает четырехразовое увеличение разрешения экрана.

Различия между 4К и UHD

Термины 4K и UHD взаимозаменяемы, но, на самом деле, они означают разные вещи. Большинство экранов сверхвысокой четкости имеет ширину 3840 пикселей. Как упоминалось выше, эти дисплеи потому называют 4К, что такое разрешение в 4 раза больше, чем HD.

Однако в более специализированном контексте правильное 4K чаще всего встречается в цифровых камерах и составляет 4096 х 2160 пикселей при соотношении сторон, равном 1,9:1, в отличие от обычных экранов сверхвысокой четкости шириной 3840p с соотношением 16: 9.

Независимо от того, что 4K TV официально определяется как UHD, пользователь, покупая Ultra HD или 4К-телевизор, монитор или видео/фотокамеру, получает одно и то же.

Домашний кинотеатр

Хотя истоки UHD-фильмов уходят своими корнями в такие релизы, как "Blade Runner: The Final Cut" в 2007 г., только когда Джеймс Кэмерон снял свой знаменитый «Аватар» в разрешении 4К, проекционная платформа была широко внедрена в кинотеатрах, желающих порадовать зрителей кристальной четкостью изображения.

Тем не менее, переход от традиционных кинотеатров к домашним является большим шагом. Только в последние годы стали широко доступны проекторы и телевизоры, позволившие потребителям наслаждаться UHD-качеством не выходя из дома.

Сверхвысокое разрешение почти незаметно, если не используется очень большой и, следовательно, очень дорогой экран. Или если зритель не сидит ненормально близко к телевизору. Однако, если речь идет о проекторах, преимущества, предлагаемые 4K, действительно становится очевидными.

Большинство проекторов сверхвысокой четкости обеспечивают разрешение не менее 4096 х 2160. Поскольку они обычно предлагают размеры проекционных площадок, которые полностью затмевают все, кроме самых больших телевизоров 4K, разница между UHD и обычным HD здесь действительно становится заметной.

Только проектор, показывающий 4K-контент или даже масштабированное HD 1080p, позволит, наконец, получить представление о том, что такое разрешение 4К у себя дома. Устройство в меньшем масштабе показывает то, что можно увидеть на большом экране.

Потоковое вещание

В то время, как 4K-контент для систем домашнего кинотеатра, таких как проекторы и телевизоры, по-прежнему довольно скудный, он создает основу для потокового вещания. YouTube предлагает 4К-канал, который работает с 2010 г., постоянно появляются другие разработки, особенно в странах и регионах с отличным подключением к интернету, скорость которого выше доступной большинству людей.

Широковещательная индустрия обещает стандарт потокового сжатия, называемый высокоэффективным видеокодеком HVEC или H.265. Благодаря его внедрению вещатели гарантируют потребителям, что 4K-контент будет легким и экономичным для потоковой передачи в системы домашнего кинотеатра и, таким образом, UHDTV станет намного более распространенным явлением. Производители постоянно следят за этим обещанием и гарантируют, что каждый новый 4K-телевизор, выпущенный с 2015 г., полностью готов к расшифровке данных, кодированных в HVEC.

Также разрабатываются другие конкурирующие стандарты сжатия, хотя и с меньшей поддержкой экосистемы. Одним из наиболее развитых является видеокодек VP9 4K, который используется компанией Google для сжатия потоков контента сверхвысокой четкости в YouTube. Большинство телевизоров премиум-класса сегодня поддерживает как VP9, ​​так и H.265, хотя не все модели предлагают оба варианта.

Преимущества UHD

Телевизоры с разрешением 4К не только предлагают значительно большее число пикселей. Они наделены рядом других функциональных возможностей, которые отличают их от традиционных моделей.

Прежде всего стоит отметить, что даже если на экране обычного размера разница в разрешении не слишком заметна, она определенно есть. Дополнительные и гораздо более мелкие пиксели играют большую роль, независимо от того, различает их глаз или нет, а дополнительные функции, такие как сверхвысокая частота обновления и специализированные технологии улучшения цвета, HDR и рендеринга движения значительно улучшают впечатление от просмотра.

Кроме того, приобретение 4К-телевизора дает доступ к сетевым спецификациям и визуальным характеристикам, которые пригодится в будущем, поскольку вещатели постепенно осваивают новые стандарты.

В большинстве марок UHD TV используются мощные версии технологий подсветки ЖК-панелей, обеспечивающих их локальное или полное затемнение, что значительно улучшает яркость и контрастность изображения. Также доступны OLED-дисплеи, которые предлагают особо впечатляющее качество изображения и точность освещения.

Доступность

Основные модели 4K-телевизоров крупных производителей дешевеют до такой степени, что достигают стоимости HD-моделей высшего класса. Количество доступного контента сверхвысокой четкости постоянно растет. Цены на 4К-видеокамеры тоже снижаются, и на их платформе снимается и распространяется много видеоматериала. Кроме того, с 2016 г. в продаже появились дополнительные источники UHD-видео - Blu-ray-диски. В формате 4К-разрешения на регулярной основе выпускаются новые фильмы.

UHD-технологии: HDR

Динамический диапазон играет большую роль в мире 4K-дисплеев, и не без оснований. HDR в основном расширяет диапазон ярких и темных уровней. В то же время основные моменты цветовой динамики и насыщенность также расширяются. В результате получается более реалистичное и гораздо более четкое изображение, чем на стандартных дисплеях.

Особый интерес для производителей телевизоров (и потребителей, когда они испытают на себе новый уровень реализма) представляет HDR, способный приблизиться к моделированию яркости и глубины реальных оттенков черного. Хотя уже есть модели, которые могут создать практически идеальную глубину черного цвета без заметного свечения с помощью OLED-технологии, яркость даже самых лучших экранов не превышает 2000 нит. В то же время, в солнечный день небо излучает около 20 000 нит. Таким образом, все еще сохраняется существенная разница.

Производители 4К-телевизоров и компании, стоящие за HDR-технологией, стремятся достичь яркости экрана 10 000 нит. Это соответствует требованиям одного из стандартов HDR, известного под названием Dolby Vision. Другие существующие стандарты (например, UHD Premium) требуют не менее 1100 нит.

Цветовая гамма

Другой немаловажный аспект современного 4К-телевизора - способность воспроизводить максимально возможный диапазон насыщенных цветов, обеспечивающий максимальный реализм и красочность изображения. Многие современные модели поддерживают стандарты REC.2020 и DCI Р3. Первый из них часто используется в кинотеатрах, а второй стал современным отраслевым стандартом UHD. Однако 4K-контент соответствует этим высоким требованиям не в полной мере, и большая часть устройств все еще основана на REC.709, разрабатывавшемся для устаревшей HD-технологии.

Количество цветов тоже имеет важное значение. Сложилось так, что большинство телевизоров высокой четкости и Blu-ray-диски поддерживают 8-битное кодирование. Новейшие экраны разрешением 4К и источники UHD-медиа предлагают 10-разрядный, гораздо более широкий и плавный диапазон из 1024 различных цветов RGB, и большую степень реалистичности отображения. Ведутся работы по переходу на 12 бит. Это позволит воспроизводить 4096 цветов - 2 дополнительных разряда экспоненциально увеличивают их количество. Но пока стандартом для сертификации современных телевизоров является глубина, равная 10 бит.

Отраслевые стандарты

В современных телевизорах продвигаются 2 стандарта отображения 4К - High Dynamic Range и Wide Color Gamut. Они носят название UHD Premium и Dolby Vision. Первый из них сегодня доминирует и используется во многих моделях таких брендов, как Sony, Panasonic, Samsung, LG и др. под руководством UHD Alliance - консорциума производителей дисплеев и медиа-компаний, которые пришли к соглашению о том, каким должен быть HDR, цвет и другие спецификации для обеспечения наилучшего восприятия UHD.

Dolby Vision, с другой стороны, разработан компанией Dolby Labs и представляет собой стандарт для HDR и Wide Color Gamut. Он рассчитан на 12-битный цвет, яркость 10 000 нит и некоторые другие ключевые параметры, поэтому в данное время является не очень практичным. Стандарт поддерживается немногими продуктами, например, в LG G6 OLED 4К TV и серии Vizio Reference.

UHD Premium более популярен и применяется в подавляющем большинстве моделей телевизоров и всеми 4К-Blu-ray плеерами.

4K и HDMI

Обычный HDMI 1.4 поддерживает 4К, но только для частоты 30 к/с. Это еще распространенный стандарт, но в новых моделях проекторов, телевизоров и компьютерных мониторов он уступает место HDMI 2.0, который поддерживает гораздо большую глубину цвета и частоту кадров. Более того, большинство современных телевизоров обеспечивают работу по совместимому с HDR стандарту HDMI 2.0a. Он практически идентичен HDMI 2.0, но позволяет передавать метаданные для контента с высоким динамическим диапазоном. Программное обеспечение более ранних моделей также было обновлено для поддержки HDMI 2.0a.

Таким образом, приобретая технику, которая оснащена портами HDMI 2.0 или 2.0a, пользователь получает возможность просмотра контента как с устройств следующего поколения, так и с существующих источников.

Можно ли смотреть HD-изображение на UHD-экранах?

Это один из ключевых вопросов, связанных с покупкой проекторов и телевизоров с разрешением 4К. И ответ на него утвердительный. Почти все новейшие модели не только без труда воспроизводят 1080р, 1080i, Blu-ray, HD DVD или даже 720р, но и оптимизируют любой из этих форматов, делая изображение более четким в UHD. Хотя возможны разногласия по поводу оценки того, насколько технология масштабирования улучшает обычный контент, он действительно становится более четким, особенно в моделях передовых брендов, использующих гораздо более мощные алгоритмы.

Таким образом, суть в том, что телевизор отображает и даже улучшает HD-медиа всех типов, но для наилучшего качества придется приобрести модель того производителя, чей механизм масштабирования считается наилучшим.

Оправдана ли покупка 4K-устройств?

Во всех случаях ответом является твердое «да».

Если требуется видеокамера или фотоаппарат, обеспечивающая невиданную до этого четкость изображения, то 4K-устройства станут лучшим выбором.

Если нужно, чтобы проектор для домашнего кинотеатра был готов воспроизводить фильмы и потоковое видео в UHD-формате, стоит перейти на 4K, даже если это будет стоить несколько тысяч долларов.

Для воспроизведения последних игр и веб-контента сверхвысокого качества обязательно понадобится разрешение монитора 4К. Оно также пригодится профессиональным дизайнерам и архитекторам, которые занимаются работой, требующей чрезвычайно детализированной графики.

И, наконец, с точки зрения наиболее доминирующего продукта на рынке, телевизора, поддержка UHD понадобится как для просмотра роликов в 4К-разрешении, так и для широкого спектра развлекательного видеоматериала, доступность которого растет с каждым годом. Кроме того, пользователь получает преимущество, обеспечиваемое широким спектром сопутствующих улучшений, таких как повышение четкости, рендеринг и экранные технологии, которые значительно повышают качество обычного HD-контента.

4K - это надолго?

Безусловно, это так. UHD-продукты развиваются гораздо быстрее и стабильнее, чем плазменная или все еще невероятно дорогая OLED-технология. Фактически, плазменные телевизоры, которые какое-то время считались следующей волной Ultra HD TV, пока не получили должного развития, поскольку их основной производитель прекратил их выпуск.

4K имеет большую перспективу, поскольку постоянно появляется новый UHD-контент, и технология хорошо зарекомендовала себя в камерах и кинопроекторах.

Крупные производители уже работают над экспериментальными проектами с разрешением выше 4К. Однако многие из проблем, которые существуют при отображении и потоковой передаче, должны быть решены еще до того, как 8K станет коммерческим продуктом. Так что пока, по крайней мере на несколько лет, 4K будет развиваться. К этому нужно готовиться, тем более, что цены на телевизоры, камеры и проекторы, поддерживающие технологию UHD, постоянно снижаются.

Предисловие:

Формат видео 4K, который также имеет название Ultra High Definition (UHD), обеспечивает высочайшее качество и яркие цвета изображения, что особенно важно для систем digital signage и при профессиональной работе с видео. Но, как и все инновации, этот формат установил и новые требования, которые необходимо учитывать.

Для передачи видеосигнала в формате 4K потребуется большая пропускная способность, до 10 Гбит/сек. А вслед за этим появляются и новые требования ко всей инфраструктуре. Для успешного применения технологии в реальных условиях, вся система должна быть спроектирована с учетом следующих особенностей:

• Несоответствие разрешений
• Требования к частоте кадров
• Поддержка формата различными аудио/видео интерфейсами
• Новые требования к длине кабелей

Производители 4K оборудования должны иметь серьезный подход к тестированию оборудования, для гарантии того, что устройства будут соответствовать всем требованиям для их интеграции в системы 4K, тем самым освобождая интеграторов от необходимости делать такие проверки самостоятельно.

Почему стоит обратить внимание на формат 4K?

Специалисты в сфере профессионального аудио/видео всегда должны быть в курсе последних разработок, и даже если формат 4K пока не сильно распространен, большой рынок уже не за горами.

Технологии развиваются, и многие производители дисплеев и медиалееров уже предлагают свою продукцию с поддержкой 4K. Разрешение и качество изображения увеличивается огромными скачками, а если принять во внимание, что цены снижаются, эта технология становится очень привлекательной для рынка.

Обзор технологии 4K

Термин «4K» используется для обозначения видеосигналов с горизонтальным разрешением до 4,000 пикселей (как правило, 3840 пикселей). Предыдущее поколение разрешений видеосигнала определялось по вертикальному разрешению (например, 1080p — это сигнал с 1080 вертикальными линиями). Разница между предыдущим 1080p и новым 4K просто огромная.

В профессиональных сферах, термины 4K и Ultra HD (UHD) стали практически синонимами, но все-таки важен тот факт, что они не являются взаимозаменяемыми. Существует практическое различие между ними, которое стоит учитывать. Проще говоря, 4K – это стандарт для видеопроизводства и сферы кино. UHD – это стандарт для потребительских дисплеев и сферы телевещания.

Особенность первая. Несоответствие разрешений

Все видеосигналы с разрешением 720p, 1080i, и 1080p имеют одинаковое соотношение сторон, равное 1.78:1 (16:9). Так как практически все дисплеи и источники сигнала использовали именно это соотношение сторон, все было достаточно просто. Несколько лет не возникало никаких необходимостей подстраиваться под разные соотношения сторон. С приходом 4K все изменилось, так как появилось два стандарта соотношения сторон.

Разрешение, которое принято называть UHD (3840×2160), превосходит разрешение 1080p в четыре раза и получается путем увеличения количества горизонтальных и вертикальных пикселей от изначального разрешения 1920×1080. При этом, соотношение сторон UHD такое же, как и у HD видео, 16:9. Большинство 4K дисплеев имеют разрешение 3840×2160.

Другое разрешение формата 4K — 4096×2160, с соотношением сторон 19:10. Его также называют как 4K DCI, и используется он при производстве фильмов и в системах кинотеатров. Таким образом, существуют дисплеи с разрешением 4096×2160, так и с чаще встречающимся- 3840×2160.

Многие камеры и источники сигналов могут работать с двумя этими разрешениями. Ветераны сферы профессионального аудио/видео могут вспомнить разрешение SXGA 1280×1024, имеющее нестандартное соотношение сторон 5:4, в то время как остальные имели соотношение 4:3. И этот случай очень напоминает ситуацию с 4K, когда необходимо тщательно подбирать дисплеи и источники сигнала и настраивать их, чтобы избежать ненужных растягиваний и обрезки изображения. Понимание различий между всем известными разрешениями и 4K помогут решить трудности в распространении новой технологии.

Особенность вторая. Требования к частоте кадров

Для передачи видеосигнала с разрешением 1920×1080 и частотой 60 кадров в секунду, потребуется пропускная способность 4.46 Гбит/сек. Таким образом, увеличение количества пикселей в 4 раза, увеличит также и требование к пропускной способности. К примеру, HDMI поддерживает максимальную пропускную способность 10.2 Гбит/сек. Поэтому большинство 4K устройств имеют ограничения в 30 кадров в секунду или даже меньше. Конечно, это не существенно для фильмов, так как исходный материал имеет частоту 24 кадра в секунду. Но важно понимать, что для видео и компьютерных приложений частота кадров понижается в два раза. В итоге появляется необходимость в системе, которая сможет работать с контентом, имеющим частоту 24, 25, 30, 50 и 60 кадров в секунду.

Технология кодирования изображения, известная как цветовая субдискретизация, обеспечивает передачу видео в формате 4K с частотой 60 кадров в секунду, при пропускной способности в 9 Гбит/сек, используя сжатие цветовой информации до 4:2:0 – формат, используемый для кодирования Blu-ray. Цветовая субдискретизация передает информацию о яркости изображения в полном разрешении, а информацию о цвете в меньшем разрешении (в этом случае 1920×1080). Так как глаз человека в меньшей мере чувствителен к цвету, чем к яркости, эта технология обеспечивает восприятие информации в наилучшем виде при доступной полосе пропускания.

Особенность третья. Поддержка формата различными аудио/видео интерфейсами

HDMI не единственный способ передачи контента в формате 4K. Рассмотрим другие интерфейсы и частоту кадров, которую они поддерживают.

DVI

Интерфейс DVI используется в компьютерной среде и в сфере профессионального аудио/видео. Стандарт DVI основан на технологии TMDS и бывает двух типов: single-link и dual-link. Single-link DVI позволяет передавать видео с разрешением 1920×1200, dual-link DVI передает видео с разрешением 2560×1600 (2048×2048). В общей сложности, single-link используется в дисплеях с размером 23/24″, для простоты называемые Full HD панели. Разрешения dual-link требуют большего размера дисплея, 27″ для 2560×1440, 30″ для 2560×1600, или квадратные дисплеи с разрешением 2048×2048.

Передача полного разрешения 4K — 3840×2160 или выше через dual-link DVI возможна, но только с частотой не более 30Hz, в связи с ограничениями пропускной способности. Для single link требуемая пропускная способность составляет до 4.95 Гбит/сек (165 Mhz), и 9.9 Гбит/сек (2x 165 Mhz)– для dual link.

HDMI

По существу, HDMI является таким же форматом, как и DVI, но поддерживает более высокую частоту пикселизации, а также получает большую пропускную способность и глубину цвета. Эти данные зависят и от версии HDMI. До версии 1.2, HDMI имел схожие технические характеристики DVI версии 1.3. Более того, HDMI 1.4 превосходит характеристики dual-link DVI, хотя сам является по сути single link. Пропускная способность HDMI 1.3/1.4 — 10.2 Гбит/сек (single link 340 Mhz).

На сегодняшний день все оборудование и дисплеи HDMI 4K на рынке ограничены частотой 30Hz. Версия HDMI 2.0, выпущенная совсем недавно, получила увеличение пропускной способности до 18 Гбит/сек (600 Mhz), успешно конкурируя с DisplayPort, поддерживающим 4K при частоте 60 кадров в секунду. На данный момент не было представлено дисплеев с компонентами, отвечающими полным требованиям. HDMI остается самым используемым стандартом практически во всем потребительском и профессиональном аудио/видео оборудовании.

DisplayPort 1.2

DisplayPort по-своему уникальный стандарт. Он имеет пропускную способность около 17 Гбит/сек и таким образом, на сегодняшний момент DisplayPort является единственным подходящим интерфейсом для полноценного разрешения full UHD 3840 x 2160 с частотой 60 кадров в секунду. DisplayPort в основном используется на графических картах персональных компьютеров. Стоит отметить, все современные графические карты с DisplayPort поддерживают полные характеристики DisplayPort 1.2,а при пропускной способности 5.3 Гбит/сек на шину, и в связи с этим некоторые карты поддерживают только 30 кадров в секунду.

Thunderbolt

Thunderbolt 1.0 — это интерфейс, используемый только устройствами компании Apple. Используется он для различных целей, включая передачу видео. Он также совместим с DP 1.1 и способен выступать в качестве выхода для сигналов DisplayPort. Для поддержки формата 4K при частоте 60кадров в секунду, требуется Thunderbolt версии 2.0 и совместимость в DisplayPort 1.2.

Особенность четвертая. Новые требования к длине кабелей

Даже с пониженной частотой кадров и использованием цветовой субдескритизации, передача видео в формате 4K требует большой пропускной способности. И тут появляется новое требование для системных интеграторов, так как максимальная длина витой пары (CATx STP) намного меньше, чем используемая длина кабеля для передачи HD видео.

В аналоговых системах, передача по длинным кабелям приводила к ухудшению качества изображения. В цифровых системах при передаче на большие расстояния изображение может пропасть вообще. Кроме этого, несовместимость между источниками сигнала и дисплеями становиться еще более проблематичной, при использовании длинных кабелей. Только потому, что некоторые устройства прошли проверку с длинными кабелями, еще не значит, что все остальные устройства, которые могут быть интегрированы в систему, будут также исправно работать. На практике, длина кабеля HDMI может быть ограничена в большей полосе пропускания, которая необходима для 4K.

С целью борьбы с такими негативными эффектами, при передаче видео в формате 4K рекомендуется использовать высокоскоростные кабели HDMI. Для больших расстояний необходимо использовать удлинители. Стандарт HDBaseT™ является основным для формата 4K.

Заключение

Компании, работающие над производством 4K устройств сталкиваются с проблемой проведения тестирования работоспособности, ввиду того, что последние не представлены широко на рынке. Телевизионным приемникам необходим контент в формате 4K, а контент будет в широком доступе только когда будут доступны 4K дисплеи. Именно поэтому эти устройства часто имеют неполную совместимость. Тем не менее, компании делают все возможное для преодоления этих трудностей.

Стремление киноманов и телезрителей смотреть свои любимые фильмы и передачи во все более высоком качестве толкает производителей на усовершенствование и развитие технологий. И казалось бы, еще не так давно был совершен качественный технологический переход от лучевых кинескопов до жидкокристаллических экранов, которые буквально вчера эволюционировали до Full HD и 3D, а пользователям уже начали предлагать новые устройства с маркировкой «разрешение 4к» или «Ultra HD». Что означают эти термины и насколько перспективно 4к разрешение? Давайте изучим этот вопрос вместе.

1. Что такое 4к и Ultra HD?

Термин 4к появился в конце 90-х годов прошлого века, когда в кинопрокате начали использовать цифровой формат видеоизображения. Он относится ко всем стандартам цифрового видеоряда, в которых количество пикселей на экране по горизонтали приблизительно равно 4000. То есть, 4к - это 4000, где «к» является сокращением от «kilogram» (килограмм).

Пиксель – минимальный элемент (точка) двухмерного пространства, который способен отобразить экран телевизора или иного устройства.

Таблица №1: Общепринятые стандарты цифрового кинематографа.

Что касается Ultra HD, то это маркетинговый термин, который расшифровывается как Ultra High-Definition и применяется исключительно для бытовых устройств. Он был введен Ассоциаций Потребительской Электроники (CEA) для упрощения понимания потребителями новых технических стандартов. Вместе с Ultra HD, ассоциация также разрешила использовать другие маркетинговые сокращения (синонимы): UHD, UH-Definition или Ultra High-Definition TV 4K.

Помимо стандарта для названия устройств, использующих 4к разрешение (3840 × 2160 пикселей), CEA также ввела и другие обязательные требования к ним:

• глубина цвета - минимум 32 бит;
• наличные повышающего преобразователя (он масштабирует HD-видео до UHD);
• соотношение сторон – 16:9;
• наличие цифрового входа HDMI;
• частота кадров – для телевизоров 24, 30 или 60 в секунду, для экранов цифровых устройств от 24 до 120 в секунду.

2. Какая разница между 4к, Ultra HD и нынешними устройствами

Современные устройства в основном поддерживают формат Full HD (или 1080p) с разрешением 1920×1080 пикселей. Разрешение 4к в сравнении с ним дает в 4 раза более детализированную картинку, что легко доказать если количество пикселей на экране в формате Ultra HD разделить на количество пикселей в формате Full HD: 8294400/2073600=4.

На практике разницу можно ощутить с помощью нескольких картинок.

Количество пикселей на экране.

Качество отображения.

3. Стоит ли покупать?

Ответ на данный вопрос зависит от того, для чего вам нужно разрешение 4к на вашем экране или мониторе. Если исключительно для просмотра телепередач и фильмов, то с покупкой подобный устройств можно обождать, так как контента в формате Ultra HD не очень много и стоят подобные экраны не дешево. Однако, если у вас есть или вы хотите купить Xbox One S или PS 4 Pro для игр, то телевизор с 4к разрешением обязателен. Аналогично дело обстоит и с мониторами для компьютерных игр.

Кроме того, 4к-монитор обязателен для всех кто занимается фото-, видеосъемкой или монтажом. Почему? Ответ в коротком видеоролике.

4. Размеры 4к и Ultra HD устройств

Сейчас UHD-экраны выпускаются с минимальной диагональю 55 дюймов, что хорошо для телевизора и не очень удобно для монитора компьютера. О ноутбуках и телефонах с таким разрешением можно забыть на будущее 5-7 лет. Однако, это типично на этапе «роста» технологии. Подобное было и с Full HD форматом, который также сначала использовался исключительно в больших телевизорах, но спустя 10 лет он стал стандартом даже для 5,5-дюймовых телефонов.

5. Безопасное расстояние для просмотра видео на 4к-экранах

Во времена телевизоров с электронно-лучевыми трубками безопасной дистанцией для просмотра считались 2-3 метра. С приходом жидкокристаллических экранов это расстояние уменьшилось почти в два раза и при этом пропала опасность испортить зрения из-за микрочастиц. Экраны с 4к разрешением ничего в этом плане не изменили, поскольку это усовершенствование, а не качественный скачок технологии.

Безопасное (комфортное) расстояние для просмотра изображения на UHD телевизорах и мониторах определяется диагональю их экранов. Например, если у вас телевизор с диагональю 65 дюймов, то сидеть от него нужно на расстоянии 165 см (1 дюйм равен 2,54 сантиметрам), если у вас монитор на 25 дюймов, то это 63 см.

Примечание: опасность ЖК-экранов определяется не «вредными» частицами, которые вылетают из экранов (как в ЭЛТ-телевизорах) – таковых нет, а яркостью экранов.

Вывод

Резюмируя вышесказанное можно отметить, что 4к разрешение сейчас не очень популярно на рынке, поскольку в него ограниченная область применения (из-за больших размеров) и стоят подобные экраны не дешево. Однако, это однозначно будущее рынка цифрового видео, которые со временем распространится на все устройства и станет не только дешевым, но и обязательным в применении. Как это было буквально 3-4 года назад с форматом Full HD, а до этого с ЖК-экранами. И это будущее не остановить.

Первые мониторы, поддерживающие разрешение 4К, не раз демонстрировались на всевозможных выставках. Часть из них даже пошла в серию, но цена устройства доходила, да и сейчас доходит до пугающих сумм. А выкладывать по 5-10 тысяч долларов не готовы даже богатые энтузиасты. Что тут говорить, если и в тестовых лабораториях многих изданий такие дисплеи сродни призракам. На первый взгляд, они доступны, но по факту никто не дает.

Ситуация начала меняться, когда компания Sharp анонсировала, а потом и приступила к массовому выпуску 4К панелей размером 31.5 дюйма. Еще ранее 55-дюймовыми матрицами запаслись компании, производящие телевизоры (делать их проще, да и размер пикселя не такой маленький, а низкие требования по части энергопотребления только подстегивали производителей к выпуску моделей 4К), потом появились матрицы поменьше.

Размер 31.5 дюйма вряд ли можно считать чисто компьютерным форматом. Обычно пользователи привыкли видеть дисплеи типа 24 или 27 дюймов, максимум 30, а тут нам предлагают перейти на 31.5, да еще и сразу на 4К. Благодаря поддержке нашего партнера – компании Регард , лаборатория сайт получила возможность проверить, готовы ли нынешние однопроцессорные графические флагманы и их связки к работе в разрешении 4K.

Но для начала – пару слов об используемом мониторе. Компания ASUS – одна из немногих, решивших попробовать себя в роли первопроходца на рынке устройств 4К. Вы думаете, она не испытывает давления со стороны конкурентов, выпустив ASUS PQ321Q ? Как бы ни так, на ум приходит как минимум еще три производителя: Samsung, LG и Viewsonic. Правда, в продаже модели этих компаний до сих пор не появились.

4К – как это работает

Вот мы и добрались до главного, теперь стоит выяснить, является ли уже сейчас 4К реальностью или данная технология еще сырая? Начать необходимо с простого, с объяснения принципов строения и работы 4К в мониторе ASUS. Иначе говоря, с тех заморочек, с которыми могут столкнуться пользователи.

Проблема №1

Проблема, вполне понятная и без глубокого анализа – это мощность графической системы. Количество пикселей в 4К составляет четырехкратное увеличение по сравнению с Full HD, на практике 4K дисплей вмещает в себя четыре Full HD монитора. Как следствие, громадная площадь влечет за собой высокие требования к производительности видеокарт.

Сказать, что для разрешения 4К требуется как минимум пара хороших графических ускорителей, все равно, что ничего не сказать. Двумя GeForce GTX 670/ GTX 680 и даже GTX 770 здесь не отделаешься. Для нормальной частоты обновления экрана в свежих играх и на средних настройках потребуется что-то эквивалентное GTX 780.

Проблема №2

Это интерфейс передачи данных, который просто не готов работать с 4К. Единственный интерфейс, пригодный для дисплеев 4К – это DP. DisplayPort версии 1.2 отличается максимальной теоретической скоростью передачи данных до 21.6 Гбит/с. Таким образом, через него можно подключить монитор, воспроизводящий картинку размером 3840 х 2400 точек с частотой 60 Гц. Как раз DP 1.2 нам и подходит, ведь номинальный режим работы монитора ASUS совпадает с характеристиками стандарта. Запомните, это важно.

Второй вариант подключения такого устройства – это пара HDMI разъемов. Почему пара? Интерфейс HDMI получил пропускную способность в пределах от 4.9 до 10.2 Гбит/с. Понятно, что одно соединение не в силах обеспечить передачу нужного количества информации. Давайте посмотрим, какой объем информации приходится передавать на монитор. 4К – это 8.3 МПикс, помножим на 60 к/с, и в итоге перед нами астрономическая цифра ~500 МПикс в секунду!

Проблема №3

На рынке до сих пор нет доступного видеопроцессора, отвечающего за вывод полученной от видеокарты информации на монитор. Поэтому в ASUS установлено целых два микропроцессора SoC (STMicroelectronics Athena). Характерной чертой этого SoC является поддержка различных разрешений: 2560 x 1600 (STDP93x0), 1920 x 1200 (STDP73x0) и 120 Гц FHD (STDP9210). К сожалению, данных, по совместимой с контроллерами герцовке, не нашлось, могу лишь предполагать, что в максимальном разрешении частота не превышает 120 Гц. Физически матрица у монитора цельная, но логически она делится на два одинаковых рабочих пространства 1920х2160. За каждую половину экрана отвечает персональный микроконтроллер.

Возникает вопрос, как тогда работает монитор по DisplayPort? Для этого в ASUS стоит хаб-разветвитель до момента попадания данных к SoC процессорам. Вот такая забавная схема подключения и дальнейшего прохождения сигнала используется в мониторе 4K. Между прочим, некоторые производители контроллеров SoC уже изъявили желание выпустить более производительные модели, но не раньше 2014 года.

Проблема №4

Даже не проблема, а следствие того, что монитор для системы представляется как объединение двух панелей разрешением 1920х2160. AMD использует технологию Eyefinity, NVIDIA говорит об автоматическом объединении двух источников в одну рабочую область.

Увы, но обе технологии не всегда приводят к желаемому результату. Приведу наглядный пример, что происходит в системе с видеокартами AMD (только в режиме CrossFire).

Поскольку монитор для системы остается виден как пара соединенных воедино рабочих областей, то на системе с видеокартами AMD, работающими в режиме CrossFire, при перетаскивании и отображении динамично меняющейся информации возникает эффект сломанного зеркала. Происходит это потому, что обе части дисплея не успевают синхронизироваться. Очевидно, что это ошибка режима Eyefinity и CrossFire, потому как на одиночной карте искажений нет.

На видеокартах NVIDIA возникают другие нелепые ситуации. Родное разрешение 3840х2160 некорректно распознается играми. Вместо него на монитор попадает картинка размером 7ххх пикселей на 2160 пикселей, сжатая по горизонтали до 3840 пикселей. Мне встретилось сразу две игры, где этот дефект отчетливо виден: Metro 2033 и Metro: Last Light.

Скриншоты JPG в увеличенном варианте представляют собой изображения формата PNG, поэтому могут быть довольно «тяжелыми» (в среднем 9–11 Мбайт).

Помимо этого попадаются программы, вовсе не переносящие 4К разрешение, хотя в настройках они его распознают. Как пример, приведу Sleeping Dogs.

Общее впечатление от 4К

В целом не все так плохо, как кажется на первый взгляд. Разрешение 4K отлично подойдет для трудолюбивых людей, для тех, кому требуется большое рабочее пространство для программ (как вариант – Photoshop, Premier, AutoCAD и прочие).

С играми проблем пока гораздо больше. На первый план выходит как стоимость самого монитора, тут надо отдать должное ASUS, которая предлагает наиболее гуманную цену за свой продукт, так и стоимость пары, а то и более видеокарт класса AMD HD 7970, NVIDIA GTX 780.

А тем временем мы плавно подошли к выявлению игровых нюансов. Но речь сейчас пойдет вовсе не об абсолютном сравнении между двумя решениями конкурентов, полноценное тестирование будет проведено чуть позже с различными настройками.

Тестовые конфигурации и ПО

Лаборатория сайт провела экспресс-тест производительности нескольких видеокарт (как поодиночке, так и в режиме NVIDIA Sli/AMD CrossFireX) в разрешении 4K. Как вы уже, наверное, догадались, разрешение было выставлено 3840х2160.

Для тестирования использовался метод FCAT, пройти вводный курс и узнать подробности о его работе можно по приведенным ниже ссылкам.

• Frame Capture Analysis Tool (FCAT) – новый метод оценки производительности ;
• FCAT – опробуем новый метод оценки производительности на практике .

Конфигурация захватывающей системы

• Материнская плата: MSI 990FXA-GD80 (AMD 990FX, AM3+);
• Процессор: AMD FX-6350 (3900-4200 МГц);
• Система охлаждения: Corsair Hydro Series H110;
• Оперативная память: Corsair Vengeance Pro DDR3 2400 МГц, 2 модуля x 8 Гбайт, (10-12-12-31-2T, 1.65 В);
• Видеокарта: Zotac GTX 680 AMP!;
• Накопители:
• SSD Plextor PX-128M5S, 128 Гбайт;
• Два SSD OCZ Vertex 4, 256 Гбайт (RAID 0);
• Блок питания: Corsair CX600M 600 Ватт;
• Видеозахват: плата DataPath VisionDVI-DL.

Конфигурация игровой системы

• Материнская плата: ASUS MAXIMUS VI HERO (Intel Z87, LGA 1150);
• Процессор: Intel Core i7-4770К 4500 МГц (100 МГц х 45, 1.25 В);
• Система охлаждения: система водяного охлаждения;
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
• Оперативная память: GeiL EVO Veloce 2400 МГц, 2 модуля x 8 Гбайт, (10-12-12-31-1T, 1.65 В);
• Видеокарты:
• HIS HD 7970 Turbo X;
• PowerColor HD 7970;
• NVIDIA GeForce GTX 780;
• Zotac GeForce GTX 780 AMP! Edition;
• Жесткий диск: SSD Corsair Force Series GT, 128 Гбайт;
• Блок питания: Corsair AX1200i Digital 1200 Ватт;
• Аудиокарта: ASUS Xonar HDAV 1.3.

Программное обеспечение

• Операционная система: Microsoft Windows 7 x64 SP1;
• Драйверы: NVIDIA 327.23, AMD 13.10 Beta, в обоих случаях компенсация SLI, CrossFire была включена;
• Frame Capture Analysis Tool.

Игровые приложения

С наступлением нового 2013 года все больше появляется разговоров о новом формате супер-высокой четкости – Ultra HD. Формат Ultra HD разрабатывается в двух вариантах – это 8K и 4K. Формат 4K увеличивает площадь изображения в 4 раза, то есть вместо 1920х1080 пикселей, как у HDTV, формат имеет разрешение 3840х2160 пикселей. Формат 8K увеличивает разрешение 4K в 2 раза.

Презентация нового формата состоялась ещё в 2002 году на «Дне открытых дверей» в лаборатории компании-разработчика NHK.

К Ultra HD долго присматривались, раздумывали, реально ли будет воплотить в жизнь телевидение в таком формате, окупится ли новое оборудование, будет ли пользоваться спросом. Ведь видео контента в формате 4K ещё нет, как нет и телевизоров, способных воспроизводить такое качество.

Только в последние несколько лет идея телевидения в формате стала довольно быстро развиваться и набирать обороты. Стали производить контент 4K , начали появляться каналы спутникового телевидения в этом формате. Производители тоже не остаются в стороне, предлагая покупателям новые модели телевизоров с высоким разрешением экрана.

С появлением всего этого, возникают вопросы, а нужно ли вообще для среднестатистического гражданина столь высокое разрешение?

Будет ли заметна разница в качестве картинки между HD и UHD на телевизоре, имеющем небольшую диагональ?

Размер экрана

Чем больше размер экрана или чем меньше расстояние от него до зрителя, тем заметнее преимущества телевизоров с 4K-разрешением. Такой вывод можно сделать исходя из того, что изображение любого цифрового дисплея складывается из определенного числа пикселей. Например, картинка на HD-телевизоре с разрешением 1080p будет состоять приблизительно из двух миллионов пикселей. Размер экрана здесь роли никакой не играет: и 46-дюймовый, и 70-дюймовый дисплей с таким разрешением видео имеют одинаковую по количеству пикселей картинку, только в первом случае точки, из которых строится изображение, будут меньшего размера и, соответственно, картинка будет выглядеть четче. Когда мы разделим 2 млн. пикселей на площадь поверхности экрана, станет видно, что для телевизора с диагональю 46 дюймов на 1 квадратный дюйм приходится около 2700 пикселей, а для второго телевизора с диагональю в 70 дюймов – 1780 пикселей.
Иными словами, чем больше экран, тем больше будет размер пикселя и тем проще его будет рассмотреть даже на некотором расстоянии. Если экран очень большой, а разрешение у него низкое, то может сложиться впечатление, что смотришь картинку, состоящую из частичек мозаики. Вот здесь вы и сможете по достоинству оценить качество изображения в Ultra HD или 4K формате. Здесь количество точек на картинке составляет 8 294 400, а, следовательно, чтобы уместиться на экране, пиксель должен иметь минимальный размер, значит, и изображение будет ультра четким.
Расстояние, на котором человек может рассмотреть структуру воспроизводимого изображения, зависит от нескольких факторов: качество и размер экрана, острота зрения, размеры пикселей и другие. Так вот, для тех зрителей, которые смотрят телевизор с диагональю менее 55 дюймов на расстоянии 2 метра и более, преимущества 4K будут вообще не заметны, поэтому им нет смысла приобретать дорогостоящее оборудование для просмотра Ultra HD .

Расстояние до экрана

Расстояние до экрана также является показательным фактором в преимуществе 4K. На дисплее в 50 дюймов, имеющем разрешение Full HD, человек с нормальным зрением может рассмотреть отдельные пиксели уже на двух метрах от экрана. Но если у вас большая комната, и есть возможность расположиться хотя бы за 2,5-3 метра до экрана, то надобность в Ultra HD отпадает, так как разница в качестве изображения будет малозаметна.

Но в некоторых случаях увеличение разрешения до 4K будет очень полезно, например, если речь идет о графическом дизайне. Здесь, даже если вы сидите за метр от 32-дюймового экрана, преимущества формата Ultra HD будут заметны.

Проблема с контентом

Основная проблема, препятствующая развитию рынка UHD-техники, – отсутствие контента в данном формате. Видеоматериал только-только начинает появляться, и то на физических носителях его не найти, потому что «весит» очень много. Получить видео в формате 4K можно двумя способами: отснять новый материал специальными камерами, поддерживающими подобное разрешение, или уже существующие фильмы в HD качестве перевести в Ultra HD.
При таком положении дел, производители UHD телевизоров могут только предложить покупателям возможность самим повышать разрешение обычного видео до с помощью встроенных конверторов. Но стоит отметить, что в результате такого усовершенствования, видеоматериал может быть несколько искажен: в лучшем случае вы получите недостоверное изображение, в худшем – неестественное.

Авторитетная компания по сертификации оборудования на соответствие требованиям достоверности изображения и звука THX уже подключилась к решению данной проблемы. Первой сертификаты 4K по версии THX получила компания Sharp, представив модель телевизора Sharp LC-60HQ10 с фирменной технологией ICC Purios. Эти телевизоры прошли около 400 различных лабораторных тестов, выявляющих качество изображения в HD и UHD разрешениях. Компания Sharp создала технологию Integrative Cognitive Creation (ICC), позволяющую конвертировать обычное изображение в формат 4K , причем картинка получается наиболее реалистичная.

Новые сертификаты THX 4K обеспечивают качество и правдивость изображения, подтверждают, что дисплей соответствует высоким требованиям к дисплеям с разрешением UHD. Также, обеспечивается высокая степень соответствия полученного изображения оригиналу. Так, THX тестирует точность и четкость цвета, сравнивая детали картинки, чтобы осуществить передачу таких элементов видео, как зерно и текстура оригинала.

Выводы

Сравнивая новые UHD телевизоры со ставшими привычными HDTV, приходим к выводу, что ультра высокое разрешение дает возможность наслаждаться кристально чистым изображением, находясь на близком расстоянии от экрана. Отличное изображение будет и у телевизоров с большой диагональю, поэтому с появлением UHD стало возможным приобретение больших телевизоров даже для маленького помещения, потому что пиксели на 4K-дисплее имеют мельчайший размер и для невооруженного глаза будут вовсе не заметны.

Если вы рассматриваете возможность покупки , для начала оцените размеры вашего помещения и расстояние от зрителя до экрана. Сравните качество изображения и розничную цену телевизоров UHD и HD в магазинах. Почитайте соответствующую информацию на форумах и в различных публикациях в Интернете. Хорошо все проанализируйте и только тогда принимайте решение – имеет ли для вас значение формат 4K или нет.