電腦搶先體驗 4K UHD 超高畫質時代：影片硬體加速第一回合交戰

自從Blu-ray Disc與HD DVD光碟技術標準，將影片影像解析度提升至1080p，連帶引導如數位電視廣播節目，還有電腦顯示器一同進入高畫質時代。不過近期更令人為之振奮的，是下一代解析度標準4K相關設備陸續出現，連顯示卡廠商也開始搖旗吶喊。在台灣這高畫質節目沙漠，電腦族無須痴痴等待，現在上網就能找到相當多4K測試影片，搶先一步體驗其畫質魅力。

快速目錄：

• 4K（UHD）介紹
• 電腦設定介紹
• 實際測試

4K 像素達 FHD 的 4 倍

廣泛俗稱的4K解析度，CEA（Consumer Electronics Association，美國消費電子協會）將其正名為Ultra HD（Ultra High-Definition)，而國際電信聯盟（ITU，International Telecommunication Union），亦已經正式頒佈UHDTV（Ultra High Definition TV）規範。因此相關設備製造廠商，正逐步改使用4K（UHD）稱呼，導回正規規範名稱。

4K主要包含4096 x 2160與3840 x 2160這2種解析度規格，早年除了取字首4K來稱呼，亦有沿用1080p概念的2160p，以及4K x 2K等多種稱呼方式。其標準要求解析度至需達到3840 x 2160，採用16：9顯示比例，並且具有24、25、50、60幀速率，最高規範達120幀。4K約等於830萬像素（Pixel），相較於1080p（1920 x 1080， Full HD）標準僅210萬，像素是4倍之多。

一如以往，日本NHK相當積極投入新顯示解析度標準，以及影音壓縮編碼技術相關工作。早在4K草擬初期，也分身投入8K UHDTV試驗，其解析度高達7680 x 4320，相當於3320萬像素，是當前主流1080p的16倍。不過無論未來顯示標準還會如何轉變，在高解析度節目沙漠的台灣，仍然只能屈就少數幾個1080i數位廣播頻道，其餘滿坑滿谷都是SDTV、480i內容。

▲4K真實像素是1080p的4倍，並非解析度數字片面看來的2倍，至於8K則是達到1080p的16倍之多。

硬體上路獨缺內容

既然4K規範已經確定，大家最關心的莫過於相關硬體設備，乃至於節目內容來源。過去一年間，能見到如Sony的Bravia電視機廣告，然而新技術產品礙於成本因素，各家4K電視機價格普遍達到令人乍舌的等級。此外像還有如Canon、Sony，所推出商業級攝影機產品，錄影速率60、50、30、25、24幀，最高規格甚至可達120幀。

當前即便口袋深度無限，具有購買4K電視機的能力，卻缺乏可觀賞內容。就算身在國外，電視節目廣播也不是常態，通常是國際運動賽事才會進行4K試播。當前想要體驗4K超高畫質魅力，電腦玩家反而能先嘗到甜頭，上網即可找到許多測試影片。如果一鼓作氣衝到底，那麼亦能購買如華碩、Dell推出的4K顯示器，構成令人稱羨的體驗環境。

BD 新規範得更換硬體

高畫質電視廣播的推廣，除了受到高流量傳輸技術，以及收訊品質因素影響外，還有收視戶更換、升級設備意願等限制。因此從過去到現在，每個新世代顯示標準推行，都免不了由光碟技術領軍。4K乃至於更未來的8K影音光碟，當前看來都會由BDA（Blu-ray Disc Association，藍光光碟聯盟）主導制定，但是難免需要更換硬體。

▲BDA遲遲未頒布4K規範，電影片商腦筋動得快，搶在前頭推出4K Remastered Blu-ray藍光影片。這些影片仍為1080p解析度，只是取用品質較佳的4K母片後製，甚至以較低壓縮比壓制（即提高流量），故畫質較一般版本藍光好。

BDA仍然未正式頒佈4K影音光碟規範，但是因應4K解析度資料大量增長，改採用H.265編碼的呼聲很高。H.265又稱為HEVC（High Efficiency Video Coding，高效率視訊編碼），相較於現行H.264編碼技術，在相同PSNR (Peak Signal Noise Ratio，尖峰訊噪比)條件，壓縮效率至少可以減少30%資料量。如果以相近畫質為標的，那麼資料量更能大減50%或更多，又能滿足人類心理與視覺特性的要求。

4K乃至於8K驚人的資料量，藉由H.265/HEVC編碼壓縮，即可解決光碟儲存容量限制，以及有線與無線廣播傳輸頻寬問題。目前最明確的光學儲存解決方案，是以3層結構、100GB容量的BDXL為基礎，4層、128GB碟片亦可能成為選項。這意味現行為數眾多的藍光影音播放器，進入4K世代將面臨汰換，才能讀取已經推出多時的BDXL碟片，以及對應支援H.265/HEVC。

 

影音介面也改朝換代

當影音壓縮格式、儲存媒體，乃至於廣播傳輸規格定案，裝置端該如何與顯示設備連接，才能傳遞大量影音資料則是另一個問題。這目前已經有了明確方案，HDMI占消費性市場規格優勢，仍然是未來的主流標配。至於DisplayPort，則是電腦之類應用市場，另一可行的替代方案。

現行HDMI 1.4版規範，即可對應支援4096 x 2160解析度輸出，但是畫面更新頻率只有24/30Hz，顯然不符合基本應用需求。故官方組織制訂出HDMI 2.0，將資料傳輸頻寬提升至18Gbps，以滿足50/60Hz更新頻率資料傳遞量要求。新規範並未更改連接器設計，或者定義出新的線材規範，得以相容於現行Category 2規格高速線材。

DP 1.2是當前最佳介面

不過有意思的問題來了，HDMI 2.0相關裝置、設備，最快得2014年才會陸續上市。但是AMD與NVIDIA顯示卡，乃至於Intel處理器內顯，卻已經開始摩拳擦掌，宣傳4K解析度遊戲甚至影片體驗。其中關鍵是更新頻率，現行HDMI 1.4輸出自然不合乎電腦顯示器要求，主要解決方法來自DisplayPort。

DisplayPort官方組織VESA，2009年即發布支援4096 x 2160/60Hz解析度規範，是當前唯一可行的4K @ 60Hz解決方案。Intel處理器理論上從Ivy Bridge世代開始，即支援DisplayPort 1.2，唯獨低價位的Pentium和Celeron例外。而AMD與NVIDIA方面，最近2代繪圖顯示晶片亦支援，如AMD的Radeon R9/R7/7000，以及NVIDIA的GeForce 700/600等。

▲實際以華碩PQ321顯示器（原生解析度3840 x 2160）試驗，AMD Radeon R9 280X與Intel HD Graphics 4600，HDMI輸出雖然能達到4K，但更新頻率只有24Hz。改用DisplayPort輸出時，預設值是略高的30Hz，得經過設定才能達到60Hz。

▲想藉由DisplayPort介面輸出4K @ 60Hz影像看似容易，市面銷售線材品質落差卻很大，即便標示支援DisplayPort 1.2規範，品質與實際可行性卻是個大問號。難保消費者不會像筆者這樣，花了冤枉錢嘗試之後，才找到能夠正常使用的線材。（圖例線材經試驗可以穩定在 4K @ 60Hz 條件運作）

 

（後面還有電腦設定介紹）