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8K高畫質革新影像體驗 傳輸介面/無損壓縮陸續就位(1)

8K超高畫質能夠帶來全新影像體驗,目前已在專業媒體中逐步獲得採用。雖然8K在消費性應用的普及仍有一段路要走,卻也有機會隨著面板尺寸升級和價格下降進入市場。為了迎接8K時代,傳輸介面和壓縮技術持續演進,未來有望看到8K技術在各領域發揮真正潛力。
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8K已成為超高畫質(UHD)影片的最新標準,其解析度是4K的四倍,是全高畫質的十六倍(圖1)。儘管似乎有些大材小用,但8K影片在專業媒體中越來越受到歡迎,並在消費類應用中興起。本文將探討為何採用8K影片、其優勢和潛在缺點、連接、處理及壓縮8K內容等技術挑戰,並以AMD平台為例,說明我們將如何實現下一波沉浸式觀看功能。

圖1 解析度向8K邁進逐步提升

採用8K影片的關鍵原因之一是對高品質影片內容不斷成長的需求,尤其是在專業媒體產業。隨著影像和感測器技術持續進步,攝影機可以捕捉到比以往更多的細節。現在8K解析度(或更高)在高階轉播和電影攝影機中十分常見,尤其在體育轉播等應用中,由於觀眾希望看到球場上的每個細節,8K能夠帶來極佳體驗,而在電影製作中,能夠不丟失細節地進行放大也是一項巨大優勢。如今,大多數專業人士購買攝影機時會選擇8K或更高解析度的型號,這一現象促使攝影師購買8K編輯、切換和顯示產品。體育場、博物館和商業設施等公共設施的大型顯示螢幕和影片牆也將受益於8K。

另一方面,針對8K的消費類採用率迄今依然很低。根據產研機構Omedia的資料,在年銷量超過200萬台的電視中,8K電視僅占不到50萬台的年出貨量。從歷史上來看,消費者會在價格合適時才轉向高畫質(720p)、全高畫質(1080p)或4K。4K推出的時候之所以能夠占領市場,是因為面板製造商在全球55吋以上的面板中100%內建4K,而沒有55吋1080p螢幕可供購買。8K尚未出現這種情況,但當電視製造商擁有更引人矚目、更大尺寸的產品時,8K就會到來。當我們可以在客廳兩公尺高的螢幕上觀看足球或電影時,8K將成為十分驚豔的產品。此外,手機作為數百萬日常使用者的攝影選擇,現在甚至可以捕捉和上傳8K內容。

然而,採用8K影片也存在潛在缺點。主要問題之一在於,相較更低解析度的影片格式,8K需要更多的頻寬和儲存空間。儲存和傳輸大型8K檔案可能既昂貴又耗時,因此可能為內容創作者和經銷商帶來挑戰。這項挑戰進一步推動壓縮編解碼器的部署,以此降低頻寬和儲存需求。無論是夾層(Mezzanine)或羽量級(Lightweight)編解碼器如JPEG XS或HTJ2K、RAW,或是高壓縮編解碼器如H.264/AVC、H.265/HEVC或AV1,壓縮技術都正在內容創建、製作和交付流程的更多階段投入使用,以實現更高品質的影片體驗。在某些情況下也能透過AI/ML「超解析度(Super-resolution)」升級技術,以非傳統提升技術接收高畫質或4K內容並使用影片背景/內容感知將其放大到8K,進而顯著改善結果。

隨著影像解析度逐步升級,業者也積極跟進推出相應解決方案,例如AMD解決方案便支援從類比影片到數位影片、從標準畫質到高畫質、再到3D和4K的轉變,其UltraScale+系列和Versal自行調適SoC等元件可以提供靈活且可重新程式化設計的平台,用於8K影片路由、交換、處理、串流媒體與呈現、整合連接、影片處理、編解碼器等。這代表它們也可以處理許多高畫質和4K通道,但同時代表當要採取行動時,硬體已為8K做好準備。

8K影片應用在專業媒體和消費應用領域正迅速發展。儘管還存在需要跨越的挑戰,但卓越影像品質和沉浸式觀看體驗等8K的優勢,依然使其成為一項可能在未來幾年持續普及的技術。

影音介面:持續發展以滿足8K標準

8K頻寬瓶頸

影音(A/V)介面是任何顯示系統不可或缺的一部分,負責傳輸串流內容、玩遊戲和顯示高品質影像所需的資料。對於終端使用者來說,它們似乎沒有改變,但這些介面其實正在持續演進以跟上最新的顯示標準。現在,系統正在從4K轉向8K(甚至更高),處理的資料比以往任何時候都多,而標準也正不斷發展以進行支援。

8K的畫素為3,300萬,是4K的四倍、1080P的16倍。這代表8K技術可以提供比以往更銳利且更具細節的影像,同時也增加頻寬需求。例如,一個4K HDR串流媒體(30Hz、4:4:4顏色)大約需要9Gbps,而相同品質的8K則需要近4倍的頻寬。這為連接帶來巨大壓力,並非所有介面都可以處理如此海量的資料,因此,擁有隨最新影片格式(如4K 120和8K)一起演進並能夠支援最新影片格式的連接選擇至關重要。

8K高畫質革新影像體驗 傳輸介面/無損壓縮陸續就位(1)

8K高畫質革新影像體驗 傳輸介面/無損壓縮陸續就位(2)

8K高畫質革新影像體驗 傳輸介面/無損壓縮陸續就位(3)

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