插上不能用？一步一步構建4K環境

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HDMI接口連接PC與4K顯示器，超精細的靜態畫面讓人迷醉，可為何在4K分辨率游戲時出現畫面卡頓的情況呢？從CRT到LED，從17英寸到24英寸，每一次顯示器的升級換代無非是重復的插拔接駁動作而已，可為啥多年來的“即插即用”在4K應用時不管用了？玩轉4K并不簡單，下面，就請跟隨筆者的腳步，一步一步構建4K應用環境吧！

1、4K的多種分辨率

提到1080p我們會自然地想到1920×1080的分辨率，提到720p則會條件性地反射出1280×720的分辨率，那4K是否就是指4096×2160的分辨率呢？4K中的“K”通常指像素值，1K相當于1024個像素，幾K就是指圖像的水平方向每行像素值達到或者接近1024的幾倍。以此為標準，4K圖像就是指水平方向每行像素值達到或者接近4096個的圖像，多數情況下特指4096×2160分辨率。而根據使用范圍的不同，4K圖像也有各種各樣的衍生分辨率，例如Full Aperture 4K的4096×3112、Academy 4K的3656×2664以及UHDTV標準的3840×2160等，都屬于4K圖像分辨率的范疇。

常見的4K分辨率有4096×2160和3840×2160兩種，前者主要用于數字電影領域，后者則多用在4K電視或者4K顯示器上。采用3840×2160分辨率的電視或顯示器也叫做UHDTV標準產品。UHDTV標準由國際電信聯盟制定，全稱是Ultra High Definition Television，也就是超清電視。

2、刷新率引發的混戰

成像原理降低了LCD屏幕對刷新率的要求，由于人眼的視覺殘留時間或者說視神經的反應時間大約是1/24秒，當圖片的變換速度達到每秒鐘24幅的時候，由于視覺殘留效應，人眼看到的圖像不再是一幅幅的單獨畫面，而是一個連貫的動畫，因而理論上LCD屏幕刷新率不低于24Hz即可保證圖像的流暢。

但要注意的是及格或者達標并不等同于令人滿意，24Hz刷新率雖然是4K顯示器的最低標準，但24Hz刷新率顯示器或者電視呈現的動態視頻畫面難以讓玩家或高清愛好者感到滿意。以網絡上常見的顯示設備實際視頻帶寬計算公式“實際視頻帶寬 =（水平分辨率×1.25）×（垂直分辨率×1.04～1.08）×刷新率×10的（-6）次方”推導，刷新率的高低會直接影響“實際視頻帶寬”大小，這樣一來顯示設備生產廠商完全可以通過降低刷新率的辦法，實現面板的4K顯示。不少發燒友關于真假4K顯示的爭論就在于此，而市場上也出現了不少刷新率的4K產品。以常見的3840×2160以及4096×2160分辨率4K產品為例，就存在24/25/30/50/60Hz等多種不同的刷新率規格，其中比較常見的是24Hz、30Hz和60Hz。

3、廢柴般的HDMI 1.4

了解了4K的基本概念和刷新率問題后，回頭看視頻卡頓的問題，在無線傳輸4K影音畫面還屬于極小眾群體的游戲時，HDMI和DisplayPort無疑是當前最實在的4K影音畫面傳輸接口。但是從兩個接口的數據帶寬規格中可以看出，1.2標注的DP接口即可滿足60Hz刷新率的4096×2160以及3840×2160分辨率顯示，即使是當前最主流的1.4版HDMI接口，可以輸出的4K分辨率規格最高為4096×2160@24Hz或者是3840×2160@30Hz，這意味著絕大多數消費者使用HDMI接口鏈接PC和顯示設備時，僅能欣賞靜態畫面。

從右面表格對比中可以看出，1.4版HDMI接口對于4K動態顯示而言基本屬于雞肋，唯有到2.0版本的HDMI接口才將數據帶寬提升至18Gbps，以滿足60Hz刷新率下4K分辨率輸出的需求，但是當前絕大部分4K顯示設備或視頻輸出設備說配備的HDMI接口以1.4為主，主流消費市場上基本難以看到2.0版本的HDMI接口設備。因而，在構建4K使用環境以前，你首先得確保顯示輸出和輸入設備都配備有1.2及以上版本的DP接口。

4、娛樂還是工作

對于金融、醫療、監控等行業工作人員而言，4K顯示設備的超大分辨率的確能有效提升工作效率，幫助他們更好地完成工作，但對于絕大多數消費者而言，追求4K畫面的應用需求還是緣于高清影音欣賞或游戲娛樂應用，因而，消費者在購買4K電視或顯示器時，一定要以60Hz刷新率為硬件設備最低標準，通常，三星、華碩等廠商推出的顯示器都能輕松達到，但在電視領域，為追求低價和4K噱頭，不少廉價4K電視刷新率僅30Hz，這是需要大家注意回避的，而要實現3D顯示的話，屏幕最低刷新率應該到120Hz。

5、構建4K硬件環境

確定4K的構建以娛樂應用為主后就需要考慮硬件平臺的構建了。對于游戲用戶而言，為滿足流暢4K游戲體驗的需要，8千元以上的整機配置基本是入門級了，獨顯自然成為4K游戲應用的重點。NVIDIA從Kepler架構的產品開始就基本具備了4K分辨率輸出能力（但Fermi架構產品最高只能輸出2560×1600分辨率），而1.2版DP接口的需求也讓GTX 650 Ti Boost以上（公版產品）成為入門級配備。AMD方面則需要GCN架構產品才能完成4K輸出，不過其入門級GCN獨顯也配備有1.2版DP接口，相對成本略低一些。

相比“高大上”的游戲玩家，以高清視頻播放應用為主的高清發燒友在搭建PC時能夠省下不少預算，英特爾第四代Core i3/i5/i7系列處理器同DP接口搭檔時，即可滿足3840×2160@60Hz的規格，不過需要注意的是移動版的U系列產品最高只能輸出3840×2160@30Hz的分辨率規格，Y系列在60Hz刷新率下只能輸出2560×1600分辨率，只有H系列也就是配置了Iris系列核心顯卡的產品才能輸出3840×2160@60Hz的分辨率規格。AMD方面的話則只要使用Socket FM2+接口的Kaveri APU，搭配擁有DP1.2接口的平臺即可完成60Hz 4K畫面的輸出了。

6、4K應用系統設置

無論是客廳的大屏液晶電視還是書房的液晶顯示器，4K顯示設備同性能強勁的PC搭檔才能滿足用戶流暢體驗4K娛樂的需要，而以PC為顯示輸出設備的設定，讓系統設定成為必要的環節。

高分辨率帶來廣闊視野和精細的畫面，但較高的分辨率往往伴隨著較低的點距，使得PC容易出現圖標、字體較小等問題，這使得文本優化縮放成為常態。微軟的Windows 8/8.1系統真正對4K有所優化，Windows 8.1默認提供了100%、125%、150%及200%的文本縮放效果，并可以自定義，最大500%的縮放效果，比Windows 7靈活了許多。

7、家庭4K欣賞距離

相比PC購置4K液晶顯示器構建4K環境而言，直接將PC同家中4K電視鏈接應用便利性更佳，而面對PC+電視構建的4K硬件環境時，觀賞距離成為畫面體驗舒適度的關鍵。

人眼在不同距離對像素密度有著不一樣的分辨需求，人眼習慣在2米的距離觀賞1080p內容，超過該距離后畫面清晰度會感覺明顯降低。對于4K而言，索尼給出的4K電視最佳觀看距離是1.5倍電視高度，相當于1080P建議觀看距離的一半，也就是說大致1米（精確數值是0.93）是50英寸4K電視清晰度的臨界值。但是有多少人會在這樣的距離看電視呢？因而業界將4K電視最小推薦尺寸設為50英寸，這也讓部分發燒友更傾向使用4K液晶顯示器進行娛樂應用。

8、鼠標應用新體驗

通過文本優化縮放設置可以讓4K顯示設備呈現出適合眼睛欣賞的字體和圖標，但在實際使用中發現，原本操控自如的鼠標在4K應用時卻總感覺有些“費勁”，這是鼠標DPI和屏幕分辨率不太匹配造成的。鼠標在桌面上每移動1英寸（2.54厘米），鼠標指針在屏幕上移動了多少個像素點，那它的DPI就是多少。例如800DPI的鼠標移動一英寸，鼠標指針在屏幕上就移動了800個像素點。對于大尺寸的液晶顯示器來說，由于分辨率較高，如果鼠標DPI較低，那么用戶需要移動較長的距離才能完成鼠標指針的定位，這樣用戶就會覺得鼠標移動起來很費勁。相對而言，筆者更推薦大家使用1000及以上DPI規格的鼠標，主流中檔定位鼠標都能實現這樣的功能，而對于玩家而言，一些能夠自定義快捷鍵且DPI可調的鼠標將更能滿足應用所需。

9、倍受質疑的2K轉4K

4K影音資源不足已經成為公認的問題了，“2K轉4K”這一過渡技術被看作當前彌補視頻資源不足的主要辦法。“2K轉4K”主要有單一補償技術和關聯補償技術兩種，在4K電視設備上出現較多。單一補償技術通過4K電視搭載的圖像處理器進行計算，對于正在播放的影片進行追蹤補償和渲染。簡單來說就是在原來的每個像素點上直接插入四個像素點，這樣2K影片的分辨率就能達到4K，播放的影片不再是直接拉伸，而是點對點顯示。這一補償方式會讓畫面丟失不少細節，倍受玩家非議。而2K轉4K關聯補償技術通過對于2K信號進行實時分析，并將整個畫面分成200萬個區間，對于相鄰區間進行縱向橫向四個維度的色彩運算之后再插入像素，這樣插入的像素色彩就與周圍顯示的畫面可以匹配。轉化成4K分辨率之后，圖像的精度也有了更大幅度的提升。

總體而言，2K轉4K技術難以從根本上解決4K影音資源過少的問題，而且越是高端設備，其圖像處理芯片通常越優秀，但這類用戶對于畫面效果同樣要求較高。面對廣告效果天花亂墜的“2K轉4K”技術及應用，恐怕只有實地到賣場去眼見為實最靠譜。此外，2K轉4K技術對于2K視頻源的需求同樣重要，而2K視頻源的豐富程度并不比4K好上多少。