插上不能用？一步一步構(gòu)建4K環(huán)境

Dying

HDMI接口連接PC與4K顯示器，超精細(xì)的靜態(tài)畫(huà)面讓人迷醉，可為何在4K分辨率游戲時(shí)出現(xiàn)畫(huà)面卡頓的情況呢？從CRT到LED，從17英寸到24英寸，每一次顯示器的升級(jí)換代無(wú)非是重復(fù)的插拔接駁動(dòng)作而已，可為啥多年來(lái)的“即插即用”在4K應(yīng)用時(shí)不管用了？玩轉(zhuǎn)4K并不簡(jiǎn)單，下面，就請(qǐng)跟隨筆者的腳步，一步一步構(gòu)建4K應(yīng)用環(huán)境吧！

1、4K的多種分辨率

提到1080p我們會(huì)自然地想到1920×1080的分辨率，提到720p則會(huì)條件性地反射出1280×720的分辨率，那4K是否就是指4096×2160的分辨率呢？4K中的“K”通常指像素值，1K相當(dāng)于1024個(gè)像素，幾K就是指圖像的水平方向每行像素值達(dá)到或者接近1024的幾倍。以此為標(biāo)準(zhǔn)，4K圖像就是指水平方向每行像素值達(dá)到或者接近4096個(gè)的圖像，多數(shù)情況下特指4096×2160分辨率。而根據(jù)使用范圍的不同，4K圖像也有各種各樣的衍生分辨率，例如Full Aperture 4K的4096×3112、Academy 4K的3656×2664以及UHDTV標(biāo)準(zhǔn)的3840×2160等，都屬于4K圖像分辨率的范疇。

常見(jiàn)的4K分辨率有4096×2160和3840×2160兩種，前者主要用于數(shù)字電影領(lǐng)域，后者則多用在4K電視或者4K顯示器上。采用3840×2160分辨率的電視或顯示器也叫做UHDTV標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。UHDTV標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)際電信聯(lián)盟制定，全稱(chēng)是Ultra High Definition Television，也就是超清電視。

2、刷新率引發(fā)的混戰(zhàn)

成像原理降低了LCD屏幕對(duì)刷新率的要求，由于人眼的視覺(jué)殘留時(shí)間或者說(shuō)視神經(jīng)的反應(yīng)時(shí)間大約是1/24秒，當(dāng)圖片的變換速度達(dá)到每秒鐘24幅的時(shí)候，由于視覺(jué)殘留效應(yīng)，人眼看到的圖像不再是一幅幅的單獨(dú)畫(huà)面，而是一個(gè)連貫的動(dòng)畫(huà)，因而理論上LCD屏幕刷新率不低于24Hz即可保證圖像的流暢。

但要注意的是及格或者達(dá)標(biāo)并不等同于令人滿意，24Hz刷新率雖然是4K顯示器的最低標(biāo)準(zhǔn)，但24Hz刷新率顯示器或者電視呈現(xiàn)的動(dòng)態(tài)視頻畫(huà)面難以讓玩家或高清愛(ài)好者感到滿意。以網(wǎng)絡(luò)上常見(jiàn)的顯示設(shè)備實(shí)際視頻帶寬計(jì)算公式“實(shí)際視頻帶寬 =（水平分辨率×1.25）×（垂直分辨率×1.04～1.08）×刷新率×10的（-6）次方”推導(dǎo)，刷新率的高低會(huì)直接影響“實(shí)際視頻帶寬”大小，這樣一來(lái)顯示設(shè)備生產(chǎn)廠商完全可以通過(guò)降低刷新率的辦法，實(shí)現(xiàn)面板的4K顯示。不少發(fā)燒友關(guān)于真假4K顯示的爭(zhēng)論就在于此，而市場(chǎng)上也出現(xiàn)了不少刷新率的4K產(chǎn)品。以常見(jiàn)的3840×2160以及4096×2160分辨率4K產(chǎn)品為例，就存在24/25/30/50/60Hz等多種不同的刷新率規(guī)格，其中比較常見(jiàn)的是24Hz、30Hz和60Hz。

3、廢柴般的HDMI 1.4

了解了4K的基本概念和刷新率問(wèn)題后，回頭看視頻卡頓的問(wèn)題，在無(wú)線傳輸4K影音畫(huà)面還屬于極小眾群體的游戲時(shí)，HDMI和DisplayPort無(wú)疑是當(dāng)前最實(shí)在的4K影音畫(huà)面?zhèn)鬏斀涌?。但是從兩個(gè)接口的數(shù)據(jù)帶寬規(guī)格中可以看出，1.2標(biāo)注的DP接口即可滿足60Hz刷新率的4096×2160以及3840×2160分辨率顯示，即使是當(dāng)前最主流的1.4版HDMI接口，可以輸出的4K分辨率規(guī)格最高為4096×2160@24Hz或者是3840×2160@30Hz，這意味著絕大多數(shù)消費(fèi)者使用HDMI接口鏈接PC和顯示設(shè)備時(shí)，僅能欣賞靜態(tài)畫(huà)面。

從右面表格對(duì)比中可以看出，1.4版HDMI接口對(duì)于4K動(dòng)態(tài)顯示而言基本屬于雞肋，唯有到2.0版本的HDMI接口才將數(shù)據(jù)帶寬提升至18Gbps，以滿足60Hz刷新率下4K分辨率輸出的需求，但是當(dāng)前絕大部分4K顯示設(shè)備或視頻輸出設(shè)備說(shuō)配備的HDMI接口以1.4為主，主流消費(fèi)市場(chǎng)上基本難以看到2.0版本的HDMI接口設(shè)備。因而，在構(gòu)建4K使用環(huán)境以前，你首先得確保顯示輸出和輸入設(shè)備都配備有1.2及以上版本的DP接口。

4、娛樂(lè)還是工作

對(duì)于金融、醫(yī)療、監(jiān)控等行業(yè)工作人員而言，4K顯示設(shè)備的超大分辨率的確能有效提升工作效率，幫助他們更好地完成工作，但對(duì)于絕大多數(shù)消費(fèi)者而言，追求4K畫(huà)面的應(yīng)用需求還是緣于高清影音欣賞或游戲娛樂(lè)應(yīng)用，因而，消費(fèi)者在購(gòu)買(mǎi)4K電視或顯示器時(shí)，一定要以60Hz刷新率為硬件設(shè)備最低標(biāo)準(zhǔn)，通常，三星、華碩等廠商推出的顯示器都能輕松達(dá)到，但在電視領(lǐng)域，為追求低價(jià)和4K噱頭，不少廉價(jià)4K電視刷新率僅30Hz，這是需要大家注意回避的，而要實(shí)現(xiàn)3D顯示的話，屏幕最低刷新率應(yīng)該到120Hz。

5、構(gòu)建4K硬件環(huán)境

確定4K的構(gòu)建以?shī)蕵?lè)應(yīng)用為主后就需要考慮硬件平臺(tái)的構(gòu)建了。對(duì)于游戲用戶而言，為滿足流暢4K游戲體驗(yàn)的需要，8千元以上的整機(jī)配置基本是入門(mén)級(jí)了，獨(dú)顯自然成為4K游戲應(yīng)用的重點(diǎn)。NVIDIA從Kepler架構(gòu)的產(chǎn)品開(kāi)始就基本具備了4K分辨率輸出能力（但Fermi架構(gòu)產(chǎn)品最高只能輸出2560×1600分辨率），而1.2版DP接口的需求也讓GTX 650 Ti Boost以上（公版產(chǎn)品）成為入門(mén)級(jí)配備。AMD方面則需要GCN架構(gòu)產(chǎn)品才能完成4K輸出，不過(guò)其入門(mén)級(jí)GCN獨(dú)顯也配備有1.2版DP接口，相對(duì)成本略低一些。

相比“高大上”的游戲玩家，以高清視頻播放應(yīng)用為主的高清發(fā)燒友在搭建PC時(shí)能夠省下不少預(yù)算，英特爾第四代Core i3/i5/i7系列處理器同DP接口搭檔時(shí)，即可滿足3840×2160@60Hz的規(guī)格，不過(guò)需要注意的是移動(dòng)版的U系列產(chǎn)品最高只能輸出3840×2160@30Hz的分辨率規(guī)格，Y系列在60Hz刷新率下只能輸出2560×1600分辨率，只有H系列也就是配置了Iris系列核心顯卡的產(chǎn)品才能輸出3840×2160@60Hz的分辨率規(guī)格。AMD方面的話則只要使用Socket FM2+接口的Kaveri APU，搭配擁有DP1.2接口的平臺(tái)即可完成60Hz 4K畫(huà)面的輸出了。

6、4K應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)置

無(wú)論是客廳的大屏液晶電視還是書(shū)房的液晶顯示器，4K顯示設(shè)備同性能強(qiáng)勁的PC搭檔才能滿足用戶流暢體驗(yàn)4K娛樂(lè)的需要，而以PC為顯示輸出設(shè)備的設(shè)定，讓系統(tǒng)設(shè)定成為必要的環(huán)節(jié)。

高分辨率帶來(lái)廣闊視野和精細(xì)的畫(huà)面，但較高的分辨率往往伴隨著較低的點(diǎn)距，使得PC容易出現(xiàn)圖標(biāo)、字體較小等問(wèn)題，這使得文本優(yōu)化縮放成為常態(tài)。微軟的Windows 8/8.1系統(tǒng)真正對(duì)4K有所優(yōu)化，Windows 8.1默認(rèn)提供了100%、125%、150%及200%的文本縮放效果，并可以自定義，最大500%的縮放效果，比Windows 7靈活了許多。

7、家庭4K欣賞距離

相比PC購(gòu)置4K液晶顯示器構(gòu)建4K環(huán)境而言，直接將PC同家中4K電視鏈接應(yīng)用便利性更佳，而面對(duì)PC+電視構(gòu)建的4K硬件環(huán)境時(shí)，觀賞距離成為畫(huà)面體驗(yàn)舒適度的關(guān)鍵。

人眼在不同距離對(duì)像素密度有著不一樣的分辨需求，人眼習(xí)慣在2米的距離觀賞1080p內(nèi)容，超過(guò)該距離后畫(huà)面清晰度會(huì)感覺(jué)明顯降低。對(duì)于4K而言，索尼給出的4K電視最佳觀看距離是1.5倍電視高度，相當(dāng)于1080P建議觀看距離的一半，也就是說(shuō)大致1米（精確數(shù)值是0.93）是50英寸4K電視清晰度的臨界值。但是有多少人會(huì)在這樣的距離看電視呢？因而業(yè)界將4K電視最小推薦尺寸設(shè)為50英寸，這也讓部分發(fā)燒友更傾向使用4K液晶顯示器進(jìn)行娛樂(lè)應(yīng)用。

8、鼠標(biāo)應(yīng)用新體驗(yàn)

通過(guò)文本優(yōu)化縮放設(shè)置可以讓4K顯示設(shè)備呈現(xiàn)出適合眼睛欣賞的字體和圖標(biāo)，但在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，原本操控自如的鼠標(biāo)在4K應(yīng)用時(shí)卻總感覺(jué)有些“費(fèi)勁”，這是鼠標(biāo)DPI和屏幕分辨率不太匹配造成的。鼠標(biāo)在桌面上每移動(dòng)1英寸（2.54厘米），鼠標(biāo)指針在屏幕上移動(dòng)了多少個(gè)像素點(diǎn)，那它的DPI就是多少。例如800DPI的鼠標(biāo)移動(dòng)一英寸，鼠標(biāo)指針在屏幕上就移動(dòng)了800個(gè)像素點(diǎn)。對(duì)于大尺寸的液晶顯示器來(lái)說(shuō)，由于分辨率較高，如果鼠標(biāo)DPI較低，那么用戶需要移動(dòng)較長(zhǎng)的距離才能完成鼠標(biāo)指針的定位，這樣用戶就會(huì)覺(jué)得鼠標(biāo)移動(dòng)起來(lái)很費(fèi)勁。相對(duì)而言，筆者更推薦大家使用1000及以上DPI規(guī)格的鼠標(biāo)，主流中檔定位鼠標(biāo)都能實(shí)現(xiàn)這樣的功能，而對(duì)于玩家而言，一些能夠自定義快捷鍵且DPI可調(diào)的鼠標(biāo)將更能滿足應(yīng)用所需。

9、倍受質(zhì)疑的2K轉(zhuǎn)4K

4K影音資源不足已經(jīng)成為公認(rèn)的問(wèn)題了，“2K轉(zhuǎn)4K”這一過(guò)渡技術(shù)被看作當(dāng)前彌補(bǔ)視頻資源不足的主要辦法?！?K轉(zhuǎn)4K”主要有單一補(bǔ)償技術(shù)和關(guān)聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)兩種，在4K電視設(shè)備上出現(xiàn)較多。單一補(bǔ)償技術(shù)通過(guò)4K電視搭載的圖像處理器進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于正在播放的影片進(jìn)行追蹤補(bǔ)償和渲染。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是在原來(lái)的每個(gè)像素點(diǎn)上直接插入四個(gè)像素點(diǎn)，這樣2K影片的分辨率就能達(dá)到4K，播放的影片不再是直接拉伸，而是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)顯示。這一補(bǔ)償方式會(huì)讓畫(huà)面丟失不少細(xì)節(jié)，倍受玩家非議。而2K轉(zhuǎn)4K關(guān)聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)通過(guò)對(duì)于2K信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，并將整個(gè)畫(huà)面分成200萬(wàn)個(gè)區(qū)間，對(duì)于相鄰區(qū)間進(jìn)行縱向橫向四個(gè)維度的色彩運(yùn)算之后再插入像素，這樣插入的像素色彩就與周?chē)@示的畫(huà)面可以匹配。轉(zhuǎn)化成4K分辨率之后，圖像的精度也有了更大幅度的提升。

總體而言，2K轉(zhuǎn)4K技術(shù)難以從根本上解決4K影音資源過(guò)少的問(wèn)題，而且越是高端設(shè)備，其圖像處理芯片通常越優(yōu)秀，但這類(lèi)用戶對(duì)于畫(huà)面效果同樣要求較高。面對(duì)廣告效果天花亂墜的“2K轉(zhuǎn)4K”技術(shù)及應(yīng)用，恐怕只有實(shí)地到賣(mài)場(chǎng)去眼見(jiàn)為實(shí)最靠譜。此外，2K轉(zhuǎn)4K技術(shù)對(duì)于2K視頻源的需求同樣重要，而2K視頻源的豐富程度并不比4K好上多少。