近年来，4K、8K超高清可谓火爆，连2020年的央视春晚，都出现了他们的身影。本文将简单介绍一下什么是分辨率、4k/8k的创新、难点及前景的内容。
分辨率与像素
分辨率又称解析度，用于衡量印刷品、显示器等的画质的精密度，分辨率越高，画质就越清晰，分辨率越低，画质就越模糊。
通常描述分辨率的方式有两种：
- 单位面积的像素总数
- 像素总量
像素
这里就延伸出一个新的词“像素”，英文为pixel，简称px。像素是构成图形的最小方块，这些小方块都有一个明确的位置和被分配的色彩数值，每个位置的小方格显示不同的颜色，就决定该图像所呈现出来的样子。
仔细观察你的手机、电视、电脑屏幕，可以看到一个个小的发光点，就是我们所说的一个个像素点。如果用放大镜观看，还能看到构成每一个像素点的红绿蓝发光元件。对于显示器、打印机等，有实际输出尺寸的设备，可以用单位面积上的像素点来表示分辨率，常见的单位有DPI、PPI，他们有点不一样，但是本质上区别不大。
DPI：Dots Per Inch，每英寸点数，一般用于衡量打印机、鼠标精度等
PPI：Pixels Per Inch，每英寸像素，一般用于衡量显示器的分辨率
Inch即英寸，1 英寸=2.54 厘米，这里的每英寸指的是对角线的长度。
计算公式：分辨率=（√（横向分辨率^2 纵向分辨率^2））/屏幕尺寸
苹果公司在iPhone 4上推出了“视网膜屏幕”（Retina Display）的概念，iPhone 4的屏幕对角线长度是3.5英寸，一共集成了960 × 640个像素点，通过计算可得iPhone 4的PPI=（√（960 × 960 640 × 640））/3.5 ≈ 329.65。苹果公司把这分辨率认为是一般人眼就感觉不到像素点的存在了，要知道，当时大部分电脑屏幕、手机屏幕的分辨率都是72 PPI ！
屏幕设备的分辨率好衡量，但是当你拍一张照片、在电脑上查看一张别人发给你的图片或表情的时候，这种没有“现实尺寸”的图像，那就要用到另外一种，也是大家最为熟悉的分辨率衡量方式了，那就是只看图片中的像素总量。
主打拍照像素高的手机
现在我们知道，在一定面积内，像素越多的时候，分辨率就越高，我们称之为“高清”，当像素点非常多的时候，那就是“超高清”，反之则为“普清”、“低清”。如下图所示，在一个方块内，如果像素数量越来越多，图片随之清晰起来，因为更多的像素给我们展示了更多的细节。
如果当纯只增加像素，不考虑显示尺寸呢？
也不是不行，为了承载更多的像素，又不缩小每个像素点的尺寸的话，那么就需要制造更大尺寸的屏幕来显示，又由于人的视野有限，需要距离屏幕更远，否则可能看不全屏幕。设想一下去看IMAX电影坐在第一排的场景，你能清晰看清楚男主角的鼻毛，却看不到画面的全景。
再例如现在的手机高清拍照，一味的提高照片的像素量，却不增加屏幕的PPI的话，当照片分辨率远高于屏幕分辨率时，屏幕将无法显示出照片更多的细节来。就像人肉眼难以观察到细小的细胞一样，除非放大观看照片，或者把照片放在电脑上、投影出来看，才能体现高像素的优势。
4K/8K是什么
在清楚了分辨率和像素的概念后，我们就可以进一步的了解什么是4k、8k了。
4K是指分辨率达到4096 × 2160像素，即880万像素以上的画面。而8K则高达7680 × 4320像素，即3300万像素以上，像素量高达4K的4倍！
而根据百度流量研究院给出的电脑显示器分辨率排名，当前排名第一的为1920 × 1080像素，俗称1080P，像素接近于2K（2048 × 1080像素），像素总量只有4K的四分之一。排名第二的1366 × 768像素，比720P（1280 × 720像素）略高，像素只有2K的12%左右。
另外，苹果的iPhone手机主流分辨率第一名超过2K，第二名略超720P；安卓手机主流的分辨率，第一的为1080P，第二的为720P。
这下子知道为什么总有人说iPhone显示效果比安卓好了吧，因为iPhone的屏幕分辨率确实高一点。
很多人就疑惑了，我的手机拍照都有4千万像素啊，比这8K得3300万像素都强多了啊？！
前文已经说过了，我们不能只看像素总量，我们还要与之匹配的屏幕，苹果的旗舰手机 iPhone 11 Pro Max，屏幕分辨率为2688*1242像素，也就是屏幕上只能显示330万个像素点，距离4K超高清的880万像素还有一段距离呢！
其实，大家手机上数千万像素，是指单张照片拍摄最高可达这个水平，如过切换成拍摄模式，分辨率将大幅下降。
这是因为一段视频一般需要每秒30帧以上的画面，也就是每一秒其实是超过30张照片从你眼前一闪而过，这样子才能让你觉得视频流畅不卡顿。
一秒钟的4K视频，一共有880万*30=2.64亿像素需要处理，加上视频还需要记录声音信息，这就是为什么手机拍视频又耗内存空间，又容易发热，用电脑打开一看，一段一分钟的视频很容易就有上百M那么大。
4K/8K超高清的影像内容，如电视剧、电影、直播、VR等，其实对剧本创意、摄影机、处理视频的工作站、传输网络都有很高的要求，且对用户可以接触到的电影院、电视、手机、电脑等设备的屏幕分辨率和硬件运算速度、存储空间等也有了新的要求，4K/8K可以说是影视行业整个产业链的新变革：
（1）适合超高清的内容：就像卓别林的默片时代，20世纪的港产彩色电视剧、电影一样，随着视频清晰度的提高，文艺工作者就需要去思考，什么样的内容更适合超高清拍摄。
（2）超高清的录制设备：对摄像机的镜头、感光元件、处理芯片、储存设备等都有非常高的要求。
（3）超高清拍摄素材动不动需要用T作为容量单位衡量，对于视频剪辑、后期处理的专业技术人员来说，超强性能的工作站少不了。
（4）剪辑好的超高清电视、电影，还需要高速的网络才能传播到世界各地，以19年底热映的电影《终结者：黑暗命运》4K版本为例，需要59.4G的储存空间，根据一份报道，2019年Q2季度我国固定宽带平均下载速度为4.425MB/s（35.46Mbit/s，注意我已经进行了单位换算），想看这部2个小时剧情的电影，得先下载3.7小时。
但是对于使用流量的手机呢？如果你没有无限流量套餐……可能一部下载一部电影就能让你的房子归中移动了( >﹏<。)～。
未来8K视频，体积将会是4K视频的4倍以上，对网络传输要求会更高。如果还想实现超高清直播，则亟需先完成基础网络的“提速降费”，带来更亲民的5G、高速宽带等。
（5）你手中、你眼前的屏幕和他们背后的处理器，都需要升级。超高清视频不仅需要有超高清的屏幕才能充分发挥优势，更丰富的像素内容还对电脑、手机的储存空间、CPU处理能力都有更高的要求。
4K/8K的发展前景4K/8K可以为用户带来更高清的视频图像，而这对用户而言有何价值呢？
医疗行业
4K/8K在医疗行业有非常广泛的应用场景，如借助影像进行诊断的胃镜、内窥镜等，更高清的画质将有助于医生做出准确的判断。同时超高清影像还有助于医生进行远程诊断、远程手术等等。
仿真训练
对于军事、应急救援行业，4K/8K超高清内容，将让各类模拟器能更好的展示真实环境，有助于更低成本、更低风险的训练各类载具的操作员。
娱乐领域
通过与VR技术配合，为用户提供超高清的内容，让用户可以有身临其境的感觉，这将为游戏行业、视频直播行业等带来全新的用户参与方式。主题乐园、大型商场，也能借助超高清屏幕创作更丰富的用户互动式广告或者游戏内容。超高清的电影也会让人再一次刷新视觉感观乐趣。
日常影响
如同彩色显示器代替了黑白显示器、更超薄的液晶显示器代替了厚重的显像管显示器一样，4K/8K超高清的到来，能释放设计师更多的创作灵感，让电脑、手机显示器显示更多、更精细的内容，让交互方式、交互动效有更大的发展空间。
上图为1981年推出的第一台全集成桌面电脑Xerox 8010 Star，包含应用程序和图形用户界面（GUI），下图为最新的苹果笔记本上，利用macOS Catalina系统搭配iPad作为拓展屏幕进行工作。在那个黑白、低分辨率的时代，谁又想得到现在的彩色、高清屏幕对生产力能带来多大的改变呢？
除了显示，还有什么？
4K/8K超高清的发展，需要影视创作、影像设备、显示屏幕、电脑/手机处理器、传输网络等各项基础设施的全面升级配合才能实现，是站在巨人肩膀上的产物，是群众真的“见得到”的技术产出。
而4K/8K将会对生活、工作各方面产生深远，绝不止于你第一次观看IMAX电影时发出的那声“卧槽”的震撼，得力于超高清显示，画面更精细逼真，搭配VR/MR/AR技术、全息投影、远程操控等新的交互方式，将源源不断为生活、工作带来更多的惊喜。
同时超高清显示设备、超高清影像内容，也能为交互方式创新提供很好的铺垫，就让我们一起拭目以待未来4K/8K能给我们带来什么吧！
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题图来自Unsplash，基于CC0协议。
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