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电视厂商放眼8K/HDR 价格仍是主要障碍

2016-06-28 14:09
夜隼008
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  ,继4K UHD显示器与相关影音内容逐渐普及之后,业界已经将关注目光投向高动态范围(HDR)与8K解析度规格。目前已有多款高阶平面电视与影音播放器支援4K UHD与HDR,并将视讯介面升级到HDMI 2.0a,以便支援更大的资料流量。

  4K解析度已成为目前平面电视市场上的主流规格,为了进一步驱动买气,目前各品牌制造商开始将产品开发的重点放在高动态范围(High Dynamic Range, HDR)、广色域(Wide Color Gamut)上面,盼藉此创造出更好的观赏体验。

  另一方面,随着日本开始为8K解析度广播服务与相关平面电视产品进行暖身,标准组织也开始将眼光投向8K领域,盼能抢得市场先机。

  支援4K解析度、HDR、广色域等技术规格的新一代显示器,在画质表现方面压倒性地胜过Full HD显示器,几已成为公认的事实。然而,为了显示更大的动态范围与更丰富的颜色,显示介面必须跟着升级,才能承载随之增加的资料流量。

  HDR将成下一主流 带动HDMI 2.0a需求

  举例来说,蓝光光碟联盟(Blu-ray Disc Association, BDA)选择将HDR-10作为蓝光光碟的HDR强制标准后,已同步将HDMI 2.0a及HDCP 2.2拷贝保护标准列为配套标准。因为与HDMI 1.4相比,HDMI 2.0a的频宽从10.2Gbit/s大幅增加到18Gbit/s,足以承载为支援HDR所增加的元资料(Metadata)(表1)。

  根据HDMI标准授权组织(HDMI Licensing LLC)的统计资料,截至2016年国际消费性电子展(CES)前,一千七百多家HDMI授权厂商中,已有近60%取得HDMI 2.0a授权。可以预见的是,HDMI 2.0a很快将成为影音终端产品的主流介面规格。

  不过,目前HDMI所采用的HDR-10规格是以静态元资料为基础,整部影片节目采用一致的动态范围等级。相较之下,杜比(Dolby)与飞利浦(Philips)则力推动态HDR,让影片制作者可以在后期制作时,视需要自由调整不同场景的动态范围。一般预期,HDMI未来也会支援动态HDR。

  值得一提的是,杜比目前正在推广的Dolby Vision规格已支援动态HDR,而且可以与HDMI 1.4介面相容,制造商不一定要采用最新的HDMI 2.0系列介面。目前已有部分电视大厂推出同时支援HDR-10与Dolby Vision的高阶产品。

  相较之下,飞利浦所提出的第三种动态HDR标准便得使用比HDMI 2.0更先进的视讯介面。飞利浦提出的动态HDR标准具备更灵活的弹性,可视显示设备的规格能力调整其动态范围等级,不像现有的影像规格只有HDR与标准动态范围(SDR)两种选择(图1、2)。

  

 飞利浦HDR所提出的SDR相容模式功能方块图

  事实上,除了动态HDR外,飞利浦也已开始研究下一代色彩显示系统,以便进一步提升画质。飞利浦指出,为了尽可能重复利用现有的设备与投资并与SDR系统保持相容性,目前的HDR仍沿用YCbCr色彩标准,但该公司已经开始研究新一代色彩标准Y”u”v”(图3)。

  Y”u”v”色彩显示标准 资料来源:飞利浦(8/2015)

  Y”u”v”标准短期内可能还无法出现在市面上,但比起现有的YCbCr标准,Y”u”v”可以进一步将HDR编码讯号最佳化,提升其品质与频宽效率。

  次世代HDMI规格已进入定义阶段

  在2016年1月举行的CES期间,HDMI论坛(HDMI Forum)主席Robert Blanchard透露,新一代HDMI标准已经在定义中,主要的技术开发目标是支援8K解析度及更强的HDR功能。此外,下一代HDMI还会支援供电等新功能,让显示器可以直接供电给电视棒或其他讯号源设备。

  关于下一代HDMI标准的频宽、推出时间、功能细节等资讯,HDMI论坛目前不愿透露太多,也不评论现有装置能否藉由韧体更新升级成新标准。但由于下一代HDMI同时要达到支援8K解析度及强化HDR效果的目标,硬体设计将出现更动的机会不低。

  根据日本NHK先前进行的8K显示串流实验显示,在每秒120格的条件下,传输未压缩的8K讯号需要48Gbit/s频宽;即便将格数减半为每秒60格,频宽需求还是远超过HDMI 2.0所能提供的18Gbit/s。若加上HDR元资料,则HDMI 2.0的频宽将更形不足。

  DisplayPort /SuperMHL争抢8K传输大饼

  在HDMI还未能支援8K传输的情况下,其他视讯介面标准已经跃跃欲试,想利用这个机会在技术上超前HDMI。例如2015年1月发表的SuperMHL便可支援8K串流与动态HDR,视讯电子标准协会(VESA)则在2016年3月发表新一代DisplayPort 1.4介面,同样也可支援8K串流及动态HDR标准。

  DisplayPort 1.4的单通道频宽为8.1Gbit/s,与Display Port 1.3相当。在典型的四通道配置下,总频宽可达32.4Gbit/s。不过,DisplayPort 1.4导入了压缩比为3:1的Display Stream Compression (DSC)压缩技术,因此在相同的频宽下,可以支援每秒60格的8K HDR影音传输;若用来传输4K影音,则每秒可达120格。

  SuperMHL采用32针接脚,最大频宽为36Gbit/s,同样支援DSC压缩标准。MHL联盟(MHL Consortium)表示,SuperMHL的频宽足以支援每秒120格的8K影音传输。值得注意的是,SuperMHL除了有自己的专属连接器规格外,SuperMHL也和DisplayPort一样,可以与USB Type-C连接器相容。

  HDMI可望保持主场优势

  虽然HDMI的传输频宽暂时落后给SuperMHL与DisplayPort 1.4,但仍无损于其视讯传输标准一方之霸的地位。毕竟,广播服务生态系统的进步速度向来落后于终端产品。在未来1~2年内,8K电视会是相当小众,甚至是技术宣示型的产品。

  夏普(Sharp)在2015年8月推出全球第一台8K平面电视,售价高达14万美元。

  但直到目前为止,消费市场上并没有对应的影音内容。最快要等到2016年巴西奥运期间,电视转播单位才会开始拍摄8K奥运转播节目,而且时数很短,约仅130小时。一般认为,2020年东京奥运才会是8K平面电视起飞的时间点。在此之前,平面电视规格升级的重点将不在解析度提升,而是各种画质的改良升级。

  因此,短期内HDMI阵营仍可按其既定步调开发下一代规格,不用担心DisplayPort或MHL阵营会利用HDMI暂时无法支援8K的空档大举入侵平面电视、蓝光光碟机等HDMI的主要应用市场。此外,HDMI标准向来具备向前相容特性,目前支援该标准的影音装置已接近50亿台,其庞大的安装基础,将对其他视讯介面形成一定的进入障碍。

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