8K技术发展趋势研究分析.pdf
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43204K3840 x 2160HD1920x1080SD分辨率:为 4K的 4倍 , 1080P的 16倍比色法:同 4K,采用 Rec.2020 色深 12bit03 04FIGURE 13bRelationship between image quality score and frame frequency for stroboscopic effect4.543.532.5240 60 80 100 120 140MOS(5-Grade impairment scale)Frame frequency(Hz)帧率:同 4K,最高帧率 120fps22.2-channelAudio system Loudspeaker array(36 small speakers)X2Upper layer:9chMiddle layer:10chLower layer:3chLFE(Low Frequency Effects ): 2chAudio system configurationScreenaAudience seating音频: 22.2声道 ,目前常见环绕立体声为 5.1声道,少量为 7.1声道。2. 8K视频技术成熟方案8K商业成功需要软件、硬件、内容等各种技术全方位成熟发展。芯片 : 当下 4K全面开花, 8K正在筹备 电视 SoC:缺乏支持 8K面板的原生 SoC芯片,只能用 4KSoC,搭配 MEMC将传输信号提升到 8K水平的方式作为解决方案。 机顶盒 : 2016年 10月, NHK与KDDI电信, J:COM合作开发推出4K/8K Ultra-HD有线电视机顶盒。视频接口 : 新 标准诞生, HDMI接口将落伍 DisplayPort 1.4:支持 8K视频60Hz输出。 SuperMHL:可完整支持 6个信道,最大传输达到 270Gbps,使其支持 8K 120fps 视频输出,并且还带来更高的 36 位色深。面 板 : 不 存在技术瓶颈,多家厂商准备好 群创 65寸 8K面板已成功推给国际品牌大厂 友达 65寸 8K面板也计划放量 此外,韩国 LG,中国京东方也不甘落后。 NHK:在 IBC展会上展示了 8K OLED屏幕,厚度仅为 1毫米显示终端 : 电视 厂商纷纷推出 8K,PC、平板随之而来 2013年 CES展会上,夏普就推出了全球首款 85寸 8K电视 此外, 2015年美国 CES展会上三星展出了全球最大的 110寸的 8K电视 最近的 IFA上,中国的创维、长虹、海信、京东方等厂商推出的 8K电视也纷纷亮相。除了电视,在去年的 CEATEC会场上,日本多家厂商如 JDI、 Orutus已推出了 9.6寸 17寸的 8KLCD,未来很可能用在平板、 PC或笔记本上。节目 内容 : 逐步 加大应用范围,但普及为时尚早 日本 NHK早在 2005年就在爱知博览会展示 8K技术 日本 NHK于 2016年 8月开始全球首次试播 8K电视节目 里约奥运会上部分赛事测试了 8K直播,同时 NHK筹划 2020年东京奥运会上使用 8K技术转播奥运会。 2017年,银河护卫队 2将成为全球首部 8K电影。拍摄 制作 : 应用 在商业,成本高,民用难普及 2006年, NHK就和富士通合作 推05 06出 “ 4CMOS”系统,实现 8K视频录制。 2012年以后,各大影像厂商,如日立、索尼、 RED都推出自己的8K摄像机,广泛应用于各大电影公司、影视公司。 8K摄像机价格高昂,加上未经压缩的 8K视频占据存储空间大,因此限制了 8K只用在国家级电视台或大型电影公司,难以普及到民用。存储和 带宽 : 高分辨率 +22.2声道带来巨大存储和带宽 一分钟原始 8K文件的容量就高达200GB。 通过 H.265/HEVC编码可以将 1分钟的 8K容量压缩到 700M1GB左右。 对于 极致体验的 8K视频,其码率可高达 220M400Mbps。 日本 NHK曾提出 2018年开始研讨未来新压缩标准, H.266可能会成为未来新压缩标准,进一步压缩高清视频的存储空间。将帮助 8K视频推广应用。投影 放映 : 发展 相对滞后,且成本高昂,民用难以普及 JVC 早在 2013 年便和 NHK合作,推出了专用的投影机播放 8K视频,但售价高达 170万人民币。但其它厂商暂无动作。 作为带领 4K主流的索尼,一款相对便宜的 4K投影机也价值 6万人民币, 8K更是遥远。3. 8K电视最佳观看体验要求2012年经济学人科技季刊:美国家庭人员眼睛距屏幕距离中位数(也就是大多数家庭的观看距离)2.7米。英国广播公司( BBC)在2004 年进行的观看距离调查结果表明,大部分的调查对象的观看距离在 3米左右。而电视最佳观看效果是与视力水平和观看距离有关。相同观看距离下,视力越好,每视野角度感知的 像素数量 越高,因此对屏幕的要求就越高。相同视力条件,相同观看距离, 8K电视屏幕尺寸是 4K的 2倍。反之,同样的屏幕尺寸大小, 8K观看距离是 4K的一半,才能达到 8K观影效果,同时也会带给人更强的临场感体验。视力越好,对电视要求越高。比如,对于一个视力达到 2.0的人来说,观看距离在 3米, 4K屏幕要 在76寸以内,大于 76寸,就 达不到 2.0视力的 PPD值,会影响体验, 此时如果想购买更大尺寸屏幕的电视 ,就需要 8K电视才能满足其体验了。相同视力和观看距离, 8K屏幕尺寸是 4K的两倍视力越好,对电视要求越高07 084. 8K电视,想说爱你不容易由前文可知, 8K电视以其高分辨率,22.2声道、超大屏的特点,给人们带来了绝佳的临场体验感。在 2012年的伦敦奥运会,日本 NHK与英国 BBC合力启用了最新的 8K超高清技术对现场进行了记录(在 国际 电联与 4K和 8K相关的 BT.2020建议通过前,日本将 8K称为 SuperHi-Vision)。当被问及实际观看效果怎样时,国外评测媒体用了简单的两个词:“绝对震惊!”但 8K电视未来真能普及进入寻常百姓家吗?恐怕不是那么容易, 8K电视普及面临以下困境 !制作成本高,视频源少8K摄像机成本高,且未经压缩的 8K视频占用存储空间太大,导致视频源稀缺。传播成本高对于运营级 8K视频,经 H.265压缩后的码率也在 100Mbps, 要 达到实时 传输,没有一定的网络传输速率是不行的。当前的网络条件还远远不能满足。用户体验成本高 2015 年 9 月 16 日,夏普公司在日本宣布全球首款 8K 电视将在10 月 30 日正式发售,售价折合人民币高达 103万元。 对于大多数中国家庭来说,受限于房间面积,观看电视 距离 大多在 23.5m间。在这个距离内,当前普通尺寸的电视根本凸显不出 4K和 8K的区别,因此,1080P或 4K对于普通家庭来说已经足够。根据上文分析,对于标准 1.0视力的人来说, 距 3m观看所需 8K电视都在 300寸, 几 乎占 满整面墙,这对一般家庭来说无疑尺寸过大。结论:只有大尺寸的 8K电视才能突显其体验优势,而大尺寸、高成本的电视显然不适用于普通家庭。综上所述 , 8K,以其 22.2声道、100英寸甚至更大的显示屏幕,更多应该是一种“众乐乐”的方式应用在大型体育赛事转播、影院投影、室外广告数字标牌、以及企业专用领域,如安防监控,以及高清视频会议在远程医疗、远程培训和教学中的应用 。赛事 转播8K以其大屏幕、高清特点,可应用于酒吧、博物馆、户外广场赛事转播。比如,里约奥运会上,巴西“明日博物馆”就配备了 98寸 8K显示器,进行了全球首次 8K现场实况转播。5. 8K技术应用前景展望09 10影院投影近期,日本 NHK与法国卢浮宫 联合广告数字标牌数字标牌以网络和多媒体技术融合,广泛应用于金融、电信、医院、超市、公共场合等行业。随着科技技术的发展,高清视频 越来越高清视频会议高清视频会议相对于传统视频会议,以更流畅、清晰的画面呈现带给与会者良好的视觉体验。面 8K以其大屏高清的特点能更加真实的呈现会议,实现面对面的视觉体验 。摄制 了一部 8K影片,将于 11月中旬起在专用的 8K影院播放。多 的应用其中,以带给用户完美的体验。而 8K,以其全景大屏的超清画质,将在数字标牌应用中发挥优势。高清视频会议可以广泛应用在远程会议、培训、教学及远程医疗等 领域。京东方高级副总裁张宇在近期德国IFA展上表示: 8K显示更大的前景是远程医疗。4K对于平面的电视来说,清晰度已经非常高,但对于 360度的沉浸 VR应用,清晰度还是不够的 。对于电视、或是 VR,决定体验的一个重要因素就是 PPD( pixel per degree),即每视野角度能感知的像素数量。一个标准视力 1.0的人 ,最佳 PPD要达到 60才能完全无屏幕颗粒感。如下图所示,观看距离越近,落在每个视野角的像素数量越少,对分辨率要求越高。安防监控安防监控中正越来越广泛的应用于企业与住宅中,而视频监控的 发展趋势 将是逐步的高清化。随着 H.265编码技术的发展, 8K视频在未来将应用于安防监控系统中 。6. 提升 VR, 8K势在必行日本 NHK在 NAB 2015展会上表示,8K技术将来或许会成为 VR 好伴侣。为什么这么说呢?对于沉浸试的 VR应用,因为观看距离近,视场角远远大于电脑、电视等传统终端。人单眼的视角范围最高可以达到 156度,一般为 120度,而当前 VR应用视场角一般为 90度 。对于 360度 VR视频,人的单眼可视信息只是整个球面视频的一部分。比如对于 90度视场角,单眼可视信息仅为整个球面视频的 8分之一。11 12比如 4K分辨率的 VR视频,以 90度视场角计算,对应到单眼分辨率仅为960*960,对应到 90度视场角,每度仅为 10个 PPD,远远低于标准 1.0视力要求的 60个 PPD。而对于 8K,单眼分辨率可以提升到 1920*1920,PPD可以提升到 22,7. 8K视频将带来更大流量 风暴极大的改善了画质。因此 ,要提升 VR应用的沉浸式体验,分辨率必须达到 8K以上才能改进当前 VR头显普遍存在的“纱门效应”。未来,甚至进一步提升至 12K, 24K,但至少近几年内, 8K技术将是可预见性的 VR好伴侣 。2016年被称为“大视频元年”,视频业务已从培育期走向成熟期。中国三大电信运营商近期公布 2016年中期业绩,业务形态以“宽带 +视频”为主,面向“宽带 +数字化生活”拓展。运营商逐渐将视频作为基础业务的发展方向 。在 H.265编码模式下,运营级 4K平均码率为 25M,而 8K是 4K的 4倍,将达到 100M。其时延和丢包要求也比 4K更高。因此, 8K视频业务在各类应用领域的发展,势必带来更大的流量风暴。且相比于 4K, 8K将需要更大的带宽和更低的时延。13