4K監視器的特點和選型方法

王海燕

摘要：介紹了4K/UHD監視器的選型方法。內容涵蓋4K/UHD監視器的特點，與高清/標清監視器之間技術指標的差別，以及歐廣聯對監視器分類的標準，并依據分類給出了監視器選型的指標。

關鍵詞：4K/UHD;監視器特點;選型方法

中圖分類號：TN948文獻標識碼：A文章編號：1672-9129（2020）03-0125-02

Abstract：Theselectionmethodof4K/UHDmonitorisintroduced.Thecontentcoversthefeaturesof4K/UHDmonitors，thedifferenceoftechnicalindicatorsbetweenTHEmonitorsandHD/SDmonitors，aswellaseurONorm'sclassificationstandardsformonitors，andgivestheindicatorsofmonitorselectionaccordingtotheclassification.

Keywords：4K/UHD;Monitorfeatures;Selectionmethod

14K監視器的特點

首先是信號上的區別。從兩者名稱的字面意思看，高清到4K只是像素數有了4倍的提升。如果要簡單地顯示4K信號，相應的把監視器的像素密度提高，或者簡單粗暴的做大屏幕尺寸就可以實現4K信號的顯示。但是，從4K超高清的技術標準來看，高清和超高清信號之間存在巨大的差別。

ITU國際電信聯盟給出的關于超高清電視的技術標準主要是2個——ITU-RBT.2020和ITU-RBT.2100-2（廣電總局對應發表的是國家廣電行業標準GY/T315-2018）。簡單的看，BT.2020建議了4K、8K的分辨率，逐行掃描模式、25-120的高幀頻和寬色域范圍WCG，BT.2100建議了高動態范圍HDR。從這個角度看，監視器要實現真正的UHD超高清視頻效果就不那么簡單的了。

超高清所要求的高分辨率和高幀頻主要是提升了空間分辨率和時間分辨率，這些指標目前大部分主流的LCD、OLED等器件都可以通過現有的技術加以實現。高動態范圍和寬色域范圍的指標對于LCD和OLED器件來說都有各自的麻煩，需要付出很大的努力才能克服。

不論是CRT器件還是目前主流的平板顯示器件，都是利用RGB三基色混合原理實現色彩還原的。因此，要實現更大的色域面積內的色彩還原，就需要提供更加純凈的三基色。同樣由于顯示器件性能指標、使用壽命以及成本等方面的原因，目前的顯示器還很難達到完全符合BT.2020標準的色域，UltraHDPremium超高清聯盟規定超過90%的DCI-P3色域即認為合格。當然，UltraHDPremium超高清聯盟規定的指標也會隨技術的進步進行提升的。

24K監視器的選型方法

在電視臺內部，監視器一般會按照用途分為2個大的類別——技術監視器和圖像監視器。根據使用環境分為室內和室外用途的監視器。其中，用于技審或通道檢測的監視器要求最高，有時也被稱為技監級監視器。進入超高清時代對監視器也提出了新的要求。

首先是高動態信號帶來了不同的EOTF電光轉換特性曲線。在高標清時代，光電電光轉換特性是統一的，所有攝像機使用一樣的光電轉換特性曲線，監視器使用規定的電光轉換特性曲線，從而保證設備通道的一致性，也保證了節目交換的可能性。進入超高清時代，光電電光轉換特性的標準不是唯一的了，僅僅在專業節目制作領域就存在HLG和PQ兩種ITU推薦的轉換特性曲線;同時，各個攝像機廠家也推出了根據自家產品優勢而定制的光電轉換特性曲線，作為第三方的監視器廠家需要盡可能多的適應這種新的要求。

其次，現在正處于高清向超高清過渡的階段（可能會有很長的過渡期——），在制作超高清節目的同時，要照顧向下兼容的高清節目。這時會要求在監看超高清節目的同時監看下變換后的高清信號。

舉個最簡單的例子：如果在直播過程中調整光圈，高動態HDR轉換特性內的圖像還處于正常范圍內，標準動態SDR轉換特性內的圖像可能已經過曝了。所以，在拍攝超高清信號或者對節目文件進行編輯、特別是在對素材做調色、特技等處理的過程中，需要同時參考高動態范圍的監視器和標準動態范圍的監視器。這就要求監視器既能夠顯示高動態HDR信號，也能顯示標準動態SDR信號，甚至要在同屏內、同時顯示高動態HDR和標準動態SDR的信號，方便兩種狀態的對比。

從實際使用情況看，監視器在室內使用時一般放置在桌面或工作臺面，屏幕距離操作人員比較舒適的距離應為0.65-1米，反推屏幕尺寸應該在17-34吋之間，綜合考慮應選27-31吋比較合適。

關于LCD與OLED屏幕的選擇其實并沒有過多的懸疑或沖突。OLED因為出色的黑電平性能，在觀看條件可控的環境中圖像還原的效果是毫無問題的。但是因為峰值亮度與壽命的限制，不利于在室外環境中使用。LCD的峰值亮度是其突出的亮點，目前已有多個廠商推出超過3000尼特峰值亮度的產品，用于室內、室外均可。尤其中低端產品具有價格優勢也是不爭的事實。

34K監視器選型時需要明確的條件

3.1第一種用于技審、節目關鍵質量把控點的高級HDR監視器。

（1）應選用可對技術指標進行校準并保存的高級別監視器。使用第三方廠家提供的傳感器，可以使用專用校色軟件，也可以內置校準功能，可以自動校準HDR監視器的各項技術參數。包括峰值亮度、黑電平、色域、伽瑪值等等。

（2）亮度≥1000cd/m2

（3）黑電平≤0.005cd/m2

（4）屏幕分辨率不低于3840×2160，支持逐點顯示

（5）幀頻應可適應24P、24/1.001P、25P、30P、30/1.001P、50P、60P、60/1.001P、100P、120P、120/1.001P，支持隔行掃描格式

（6）屏幕尺寸不小于27吋。

（7）支持UHDHDR、HDHDR和SDR功能。

（8）多組轉換特性曲線可選。默認支持HLG、PQ曲線，支持BT.709。支持其他第三方廠家的轉換特性曲線。

（9）接口應支持4×3G-SDI、2×3G-SDI、12G-SDI、3G-SDI、HD-SDI、SFP/IP、HDMI2.0。

（10）內置波形、矢量圖。最好選用具有顯示以尼特為單位的波形圖的功能。

（11）如果能夠內置眼圖功能將會極大方便系統的檢測，在外場使用時由于12G-SDI信號的穩定性差，眼圖也會提供非常大的幫助。

（12）還有一些具有超高清特色的功能可以選擇。如：色域圖。這個輔助圖形是在之前的各種監視器中都沒有的功能。這個功能在后期調色的過程中，會對圖像的色彩調整提供非常具體的幫助。

（13）可顯示視頻信號內嵌的音頻信號電平。至少支持8路信號電平同時顯示。自帶機內揚聲器或立體聲監聽接口，并可任意選擇2路音頻信號監聽。

（14）可顯示立體聲或環繞聲音軌之間的相位關系。

3.2第二種用于后期編輯、演播室導監墻、播控機房以及部分外景拍攝的中級HDR監視器。

（1）亮度≥450cd/m2

（2）黑電平≤0.01cd/m2

（3）屏幕分辨率不低于3840×2160

（4）幀頻應可適應24P、24/1.001P、25P、30P、30/1.001P、50P、60P、60/1.001P、100P、120P、120/1.001P，支持隔行掃描格式

（5）屏幕尺寸按需選擇。一般不小于17吋。

（6）支持UHDHDR、HDHDR和SDR功能。

（7）多組轉換特性曲線可選。默認支持HLG、PQ曲線，支持BT.709。支持其他第三方廠家的轉換特性曲線。

（8）接口應支持4×3G-SDI、2×3G-SDI、12G-SDI、3G-SDI、HD-SDI、HDMI2.0。

（9）內置波形、矢量圖。

（10）可顯示至少8路音頻電平。

3.3第三種用于音頻制作和對話配音區域，信號狀態監控，評論員位置和電視演播室的返送顯示器。

（1）亮度≥250cd/m2

（2）黑電平≤0.02cd/m2

（3）輸入分辨率不低于3840×2160，顯示分辨率不低于1920×1080

（4）幀頻應可適應24P、24/1.001P、25P、30P、30/1.001P、50P、60P、60/1.001P、100P、120P、120/1.001P，支持隔行掃描格式

（5）屏幕尺寸按需選擇。

（6）支持UHDHDR、HDHDR和SDR功能。

（7）默認支持HLG、PQ曲線，支持BT.709。

（8）HDMI2.0。

（9）可解嵌至少2路音頻并可監聽。

結語：一般有攝像機產品的廠家如果同時生產超高清HDR監視器，那么這個品牌的監視器自帶的轉換特性曲線選項一般只會包含HLG、PQ和自家攝像機定制的轉換特性曲線選項，不會包含其它攝像機廠家定制的轉換特性曲線，特別是不會包含競爭對手攝像機定制的轉換特性曲線！如果用戶自己手里有多種品牌的超高清HDR攝像機，在選擇超高清HDR監視器時，需要考慮轉換特性曲線的選項是否包含其他廠家的定制選項，否則會帶來工作的不便。由于生產工藝、器件成本以及目前行業總體需求量的限制，造成高級別超高清HDR監視器的價格非常昂貴。以攝像機的價格做個類比，如果超高清攝像機目前的價格大約比高清攝像機貴30-40%，那么超高清HDR監視器的價格大約是高清監視器的8-10倍。因此，用戶在選擇設備時，需要仔細衡量自己的需求，明確必要的指標以及功能，爭取得到滿意的產品。

參考文獻：

[1]演播廳監視器校準的原理以及操作方法[J].夏青.西部廣播電視.2015（01）

[2]監視器的正確使用和調整[J].吳海舟.西部廣播電視.2004（05）