在數(shù)字化浪潮下，廣播電視技術(shù)的演進的核心目標(biāo)在于深化觀眾的沉浸感受，營造更為逼真的觀賞環(huán)境，以契合人們對高品質(zhì)生活的向往?，F(xiàn)今，超高清視頻已成為引領(lǐng)潮流的趨勢，它在分辨率、幀率、色域覆蓋、動態(tài)范圍以及色彩深度這五大關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)上，均實現(xiàn)了對傳統(tǒng)視頻技術(shù)的超越，為觀眾帶來了更為出色的觀看享受。

1、超高清的定義

超高清通常指的是分辨率達到3840×2160像素的視頻，這是全高清的四倍。因此，超高清視頻能夠顯示更多的細節(jié)和紋理，使得畫面更加清晰和逼真。

2、超高清的主要特性

超高清技術(shù)特點主要包括：極高的分辨率帶來細膩顯示效果、支持更寬的色域更好還原自然界真實色彩，高動態(tài)范圍（HDR）技術(shù)增強畫面層次感和真實感，精細呈現(xiàn)高光與暗部細節(jié)，這些特點共同提升了視覺體驗，使超高清技術(shù)成為當(dāng)前影視制作和顯示技術(shù)的重要發(fā)展方向。

①分辨率是指視頻畫面在一定區(qū)域內(nèi)包含的像素點的數(shù)量，是超高清視頻的關(guān)鍵，決定畫面清晰度上限。分辨率像素是構(gòu)成圖像的最小單位，每個像素都有特定的顏色和亮度。其中畫面的像素如同容器，數(shù)量足夠才能確保清晰度，但清晰度還受像素內(nèi)容影響。其中8K超高清分辨率使像素數(shù)提升16倍，在保證足夠像素密度下，屏幕尺寸可增大，帶來更寬視野和更強臨場感。因此，分辨率不僅關(guān)乎清晰度，也是影響視頻臨場感和真實感的重要因素。

②色域是決定視頻色彩還原準(zhǔn)確度和細膩度的關(guān)鍵，超高清視頻與常規(guī)視頻的重要區(qū)別之一即色域差異。傳統(tǒng)廣播電視采用ITU-R BT.709色域，而隨著顯示技術(shù)的發(fā)展，如今采用ITU-R BT.2020可展示更廣的色域，從色域覆蓋面積來看，ITU-R BT.2020色域是ITU-R BT.709 色域的1.9倍，能更逼真還原自然色彩。對于色彩豐富的場景，色域的大小決定了畫面能否呈現(xiàn)出應(yīng)有的色彩飽和度以及色彩層次。

圖1 色域示例圖

③高動態(tài)范圍（HDR）通過優(yōu)化暗部、亮部和曲線，保障畫面亮度動態(tài)增加畫面層次感和真實感。其次HDR技術(shù)能擴展曝光動態(tài)范圍，精細呈現(xiàn)高光與暗部細節(jié)，豐富色彩層次，增強畫面質(zhì)感與縱深感，使影像更貼近自然。暗部是指畫面黑電平的亮度，其中黑電平亮度的高低，決定了圖像暗部層次的細節(jié)展現(xiàn)能力。在亮度方面業(yè)界通常認為1000cd/m2的高光已經(jīng)能夠滿足人眼需求。HDR標(biāo)準(zhǔn)對曲線分為PQ(Perceptual Quantization感知量化)和HLG(Hybrid Log-Gamma混合對數(shù))，PQ曲線采用絕對亮度原理，而HLG的曲線是采用相對亮度的原理，都能確保畫面亮度與電信號準(zhǔn)確對應(yīng)。PQ曲線可以更好地反映人眼的感知特性，使得視頻內(nèi)容在不同亮度下都能保持較好的視覺效果，但HLG更易操作也更具有兼容性，允許在現(xiàn)有SDR電視上顯示更高動態(tài)范圍的內(nèi)容。

圖2 高動態(tài)范圍標(biāo)準(zhǔn)

④幀率是指每秒顯示的畫面幀數(shù)，對于確保畫面的流暢性和物體邊緣的清晰度至關(guān)重要。當(dāng)攝像機發(fā)生輕微移動時，畫面邊緣可能會出現(xiàn)模糊現(xiàn)象。為了提升畫面質(zhì)量，采用高幀率能夠顯著減少在低幀率條件下常見的運動畫面不連貫和邊緣模糊問題，從而帶來更加清晰連貫的視覺體驗。

⑤量化深度是提升畫面層次，讓畫面更細膩過渡更自然的因素。量化深度的需求主要來源于人眼視覺系統(tǒng)對圖像對比度的敏感函數(shù)，也就是人眼所能察覺到的灰階不連續(xù)的臨界點。傳統(tǒng)標(biāo)清和高清電視采用8或10比特量化。隨著圖像質(zhì)量提升，量化比特數(shù)要求也增高，研究發(fā)現(xiàn)一般對于 HDR 視頻，12比特量化比較理想。量化深度的影響與圖像內(nèi)容密切相關(guān)，特別是在信號漸變的畫面中，視覺差異更為明顯。

3、結(jié)語

超高清視頻技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前視頻顯示技術(shù)的主流趨勢之一，它提供了比傳統(tǒng)高清視頻更高的分辨率和更優(yōu)質(zhì)的觀看體驗。未來隨著5G、人工智能等技術(shù)的不斷發(fā)展和融合，超高清視頻的傳輸將更加高效、穩(wěn)定，內(nèi)容制作將更加智能化。

作者：萬薇

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