颠覆4K , 8K胜算几何？

　　高清、4K、8K，显示分辨率一路在升级。在 4K 还没有完全成为主流的市场环境下，为什么市场对8K有着如此多的热议呢？我们了解下 4K 和 8K 行业的状况，看看这些技术的推动因素、采用情况以及广播公司应该考虑哪些解决方案以保持领先地位。

　　首先，让我们来看看 4K 和 8K 之间的一些根本区别。

　　4K 与 8K：有什么区别？

　　就技术演进而言，8K 或 UHD-2 似乎是 4K 或 UHD-1 的自然演变，升级更替也是顺其自然。尽管如此，8K 替代4K仍然面临很大的挑战。以下是 4K 和 8K 规格以及技术的基本概述：

　　·4K 分辨率定义为 3,820 × 2,160

　　·8K 的分辨率为 7,640 × 4,320

　　·8K 还将帧速率翻倍至 120 fps，而 4K 的帧速率为 60 fps

　　其实，4K 技术相对来讲也是较新的技术，才出现不到十年。根据相关资料显示，可用的 UHD（即 4K）服务数量（包括点播和直播）才不到 200。这些 UHD 服务中的大多数（四分之三）是线性的，而其余的度服务于点播客户。

　　2014 年，Netflix 提供了第一个 4K 流媒体内容，第一个大型的4K转播活动是 2016 年的里约奥运会，然后今年的东京奥运会，NHK提供了约200 小时的8K超高清报道，此外，中国也传递了在2022年北京冬奥会用8K转播的信息。

　　即使各大视频点播公司的普及和大量使用4K的超高清服务，但事实却是，大多数人仍然认为4K的市场应用还没有达到顶峰，8K大规模采用的时间还很遥远。比如，美国仍然缺乏 7×24小时全天候超高清直播服务，欧洲和南美洲的广播公司仍处于提供 2024 年地面 4K 体验的规划阶段。

　　虽然 8K 技术已经可以应用，但面对其有限的内容和昂贵的制作成本，要成为主流面临着很多挑战。

　　制作 8K 内容的挑战

　　电视广播公司对8K技术的大规模采用或投资在很大程度上是一种“先有鸡还是先有蛋”的情况：目前，消费者在没有大量8K内容可用的情况下购买8K电视没有多大意义。由于没有合适的媒体平台来提供8K内容，许多广播公司都在等待合适的时机，来制作消费者可以欣赏的 UHD-2内容。

　　目前，亚洲是唯一提供此内容的地区之一，主要是通过卫星连接到某些联网电视上。 根据 Mordor Intelligence 的一份报告显示，日本是第一个推出专用于 8K 内容的广播频道的国家。

　　为了享受这种体验，当前有哪些要求呢？——人们需要一台 8K 电视、一个专用卫星来接收传输，在某些情况下还需要替换助推器和配电箱。

　　在中国，尤其在消费品制造方面，这将使得亚太地区有望成为8K 技术市场的增长最快的区。 因此，西方国家的广播公司可能有必要密切关注 8K 在亚太地区的采用和推出情况，以确定进入市场的最好方式。

　　4K 和 8K 之间的感知差异

　　消费者采用是广播公司制作 8K 内容的驱动力，那么消费者是否能在 4K和8K之间感受到明显的视觉感知差别呢？最近，知名电影制作公司华纳兄弟便发起了一项研究，它联合皮克斯、亚马逊 Prime 视频以及 LG 等多个公司机构展开了“双盲测试”，分析消费者对 4K 和 8K 电视内容的感知差异。

　　但研究结果发现，大部分人其实都很难分辨出这两者间的区别。

　　华纳兄弟使用的测试流程比较严谨。它们一共选取了 7 段测试视频，分别来自于《敦刻尔克》、《勇敢传说》以及《自然》等电影电视节目，所有片段均为 HDR10 编码。

　　同时，华纳还展示了各个视频片段的最大内容亮度（MaxCLL），以及最大平均内容亮度（MaxFALL），基本能涵盖当下大部分主流场景。

　　参与本次测试的总共有 193 人，每次会安排 5 位观看者进房间看电视，时间为 30 分钟。其中两人会坐在距离电视机前 1.5 米的地方观看，而另外三人则会站在 2.75 米远的地方。

　　之所以固定这两个距离，主要是结合国际电信联盟的平均数据。后者认为，2.13 米是目前大部分人在家中观看电视会选择的距离，但这和电视机的尺寸大小无关。

　　实际观看时，测试者均会看到上述7 个片段的 4K 和 8K 版本，分别会用 A和B来指代，用户再给出“哪一版更好”的评价即可。

　　当然，两个版本的播放顺序自然是被打乱的，测试者只知道自己看到的是 A 和 B 两个版本，而不会知道哪一个是 4K，哪一个是 8K。

　　同时，华纳还在测试时引入了一些随机因素。比如说只让用户看到 4K 版，但屏幕上依旧会有 A/B 的交替切换。华纳认为这种“欺骗”能更好让测试者根据自己的实际感受来做出判断。

　　这项研究的另一个特点在于，华纳还对所有测试者进行了视力测试，用「20/x」这样的数字来量化他们的 “视觉敏锐度”。

　　其中，显示为“20/20”的人是拥有正常视觉敏锐度的人，意思是在 20 英尺的距离内，这名测试者可以分辨出与其他正常视觉敏锐度的人一样的物体细节。

　　如果是“20/10”，则代表在 20 英尺内，他可以分辨出其他正常视觉敏锐度的人在 10 英尺范围内才能看到的东西，意味着他的“视觉敏锐度” 会比常人更高一些。

　　从结果来看，有 34% 的测试者都拥有“20/20”的正常视力范围，39% 的人会偏低，还有 27% 的人会高于这个数字——事实也证明，这 27% 的用户对于 8K 视频的感知度，确实会比其他测试者更高一些。

　　但说回到整个项目的结果，认为 “4K 和 8K 视频效果基本相同”的人依旧占大多数，这略高于“8K 优于 4K”的范围。

　　有趣的是，还有相当一部分评价落在了“4K 不如 8K 的”范围内。针对这个情况，华纳认为这可能是用户根本就看不出区别，所以只能靠猜测去判断。

　　但是，这项测试中使用的内容类型不包括广播或体育内容，因此还需要在帧速率要求更高的重要节目中进行更多测试，才能得出更准确的结论。

　　在研究组看来，用户对 8K 电视的感知，很大程度上需要靠内容来体现。

　　虽然在本次测试中，大部分视频片段的评价都是“4K 和 8K 效果基本相同”，但唯独只有第 7 段视频得到了 “8K 优于 4K”的评价，恰好，这段视频是一段超高清的自然风景视频，包含了更多的细节展现，而这在 8K 电视上播放也确实会更具优势。

　　所以，如果只是单纯地将 4K 内容拉伸，放到 8K 电视播放，提升的幅度确实很有限；但换成是原生 8K 视频，或许能更大程度发挥 8K 电视的优势。

　　4K和8K感知不强的另一点原因，则和我们与电视机的距离有关。

　　用户站得更近，自然能觉察出两种不同分辨率的差异，但如果在视距环境和电视机尺寸都固定的情况下，单纯升级到 8K ，并不会带来显著的视觉改善。

　　所以，现在的电视机厂商也倾向于推出 70 乃至是 80 尺寸以上的电视，也是为了凸显出 8K 分辨率的优势。

　　需要昂贵的新设备

　　为8K电视创建内容的工作需要一系列新技术，还需要扩展存储容量。一方面，需要使用可以捕捉8K视频的先进录制设备，例如每台售价超过 54,000 美元的 Red 8K 摄像头。

　　NHK 的一份白皮书提到需要先进的摄像机、转播车、录音机、编辑室以及创建高效工作流程所需的 8K 内容制作设备。

　　8K内容传输的实际难度

　　通常，不管是使用4×12G SDI 基础设备还是使用ST2110通过IP传送书，8K都需要48Gbps。4K (12 Gbps) 仍在互操作性测试中，8K要达到这个情况预计需要几年时间才能看到。但一些公司正在大力推进，BT Sport 是第一个提供4K HDR的运营商，最近展示了8K制作工作流程。他们也为即将到来的赛季提供有限数量的 8K EPL 比赛到联网电视机上。

　　分发比特率对于提供8K也至关重要。如今，8K通过卫星或IP 传输到联网电视上，由于8K视频比4K视频具有更高的分辨率，因此需要更多带宽来传输8K 视频流。但是，如果您的视频传输解决方案支持HEVC，您可以显著降低视频的比特率。使用HEVC 的8K视频服务的比特率在卫星的 85 Mbps和OTT的65 Mbps 之间。

　　当HEVC与内容感知编码(CAE结合使用时，您可以将8K分发的比特率再降低 50%。 CAE 利用人眼的机制来实时评估视频质量并优化编码参数。

　　2019年法国网球公开赛 8K 的行业示例

　　2019 年，Harmonic 推动了法国网球公开赛8K内容在5G网络的传输，为赛事了提供身临其境的观看体验， 100 小时的比赛在全球范围内通过 5G 网络在 8K 电视和手机上播放。

　　借助VOS云软件，哈雷与18家厂商利用8K电视摄像头、传输设备、服务器、媒体处理软件、8K电视机、 5G手机，成功证明了直播、追视、 VOD跨界应用 在电视和移动设备的成功性。

　　快速、高效地创建 8K 内容

　　广播公司可能等待时机去制作自己的 8K 内容，原因有很多。第一，8K 设备的大规模采用还需要几年的时间，第二，用于降低比特率的新编解码器几年内无法使用，生产设备也很昂贵。尽管如此，在未来几年内仍，他们可能有向消费者提供 8K 的解决方案。

　　行业共识是将 4K 发送到具有上转化功能的 8K 电视上。例如，三星开发了一种人工智能编解码器，可帮助向消费者提供 8K 内容。这种称为 AI ScaleNet 的上转换技术是通过 AI 降频器将 8K 内容压缩为 4K 质量并将其传输到用户的电视，后者使用 AI 将内容升级回 8K 质量。

　　这项技术与其他 AI 电视制造技术一样，为尚不想投资 8K 生产设备的内容提供商和尚不需要构建额外基础设施的网络运营商带来了福利。 虽然这个选择被行业积极支持，但这种方法的缺点是内容提供商无法控制消费者观看内容的 8K 电视的质量。另一种选择是从 4K 制作开始，然后在前端上转换到 8K，以确保所有设备的 8K 质量一致。这也意味着可以使用 HEVC 等通用技术。

　　展望4K和8K

　　4K 刚刚开始巩固自己作为主流技术的市场地位，从逻辑上讲，许多广播公司仍在UHD-1 领域投资。随着越来越多的广播公司继续提供 4K 内容，奥运会和国际足球锦标赛等主流赛事也在继续采用，8K 的采用可能仍将是一项“将来时”技术，而不是现在被广泛采用的技术。

　　但是，能够以每秒 120 帧的速度显示 8K 视频，这意味着体育网络可以从早期采用中受益最大。估计，受益于新编解码器的到来、消费端电子产品的成本降低以及部署 8K 的资源可用性增加等因素，2024 年之后 8K 技术将成熟，在此之前，前端或电视制造商端的转换技术仍然会是短期内最好的解决方案。