插上不能用？一步一步构建4K环境

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HDMI接口连接PC与4K显示器，超精细的静态画面让人迷醉，可为何在4K分辨率游戏时出现画面卡顿的情况呢？从CRT到LED，从17英寸到24英寸，每一次显示器的升级换代无非是重复的插拔接驳动作而已，可为啥多年来的“即插即用”在4K应用时不管用了？玩转4K并不简单，下面，就请跟随笔者的脚步，一步一步构建4K应用环境吧！

1、4K的多种分辨率

提到1080p我们会自然地想到1920×1080的分辨率，提到720p则会条件性地反射出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相当于1024个像素，几K就是指图像的水平方向每行像素值达到或者接近1024的几倍。以此为标准，4K图像就是指水平方向每行像素值达到或者接近4096个的图像，多数情况下特指4096×2160分辨率。而根据使用范围的不同，4K图像也有各种各样的衍生分辨率，例如Full Aperture 4K的4096×3112、Academy 4K的3656×2664以及UHDTV标准的3840×2160等，都属于4K图像分辨率的范畴。

常见的4K分辨率有4096×2160和3840×2160两种，前者主要用于数字电影领域，后者则多用在4K电视或者4K显示器上。采用3840×2160分辨率的电视或显示器也叫做UHDTV标准产品。UHDTV标准由国际电信联盟制定，全称是Ultra High Definition Television，也就是超清电视。

2、刷新率引发的混战

成像原理降低了LCD屏幕对刷新率的要求，由于人眼的视觉残留时间或者说视神经的反应时间大约是1/24秒，当图片的变换速度达到每秒钟24幅的时候，由于视觉残留效应，人眼看到的图像不再是一幅幅的单独画面，而是一个连贯的动画，因而理论上LCD屏幕刷新率不低于24Hz即可保证图像的流畅。

但要注意的是及格或者达标并不等同于令人满意，24Hz刷新率虽然是4K显示器的最低标准，但24Hz刷新率显示器或者电视呈现的动态视频画面难以让玩家或高清爱好者感到满意。以网络上常见的显示设备实际视频带宽计算公式“实际视频带宽 =（水平分辨率×1.25）×（垂直分辨率×1.04～1.08）×刷新率×10的（-6）次方”推导，刷新率的高低会直接影响“实际视频带宽”大小，这样一来显示设备生产厂商完全可以通过降低刷新率的办法，实现面板的4K显示。不少发烧友关于真假4K显示的争论就在于此，而市场上也出现了不少刷新率的4K产品。以常见的3840×2160以及4096×2160分辨率4K产品为例，就存在24/25/30/50/60Hz等多种不同的刷新率规格，其中比较常见的是24Hz、30Hz和60Hz。

3、废柴般的HDMI 1.4

了解了4K的基本概念和刷新率问题后，回头看视频卡顿的问题，在无线传输4K影音画面还属于极小众群体的游戏时，HDMI和DisplayPort无疑是当前最实在的4K影音画面传输接口。但是从两个接口的数据带宽规格中可以看出，1.2标注的DP接口即可满足60Hz刷新率的4096×2160以及3840×2160分辨率显示，即使是当前最主流的1.4版HDMI接口，可以输出的4K分辨率规格最高为4096×2160@24Hz或者是3840×2160@30Hz，这意味着绝大多数消费者使用HDMI接口链接PC和显示设备时，仅能欣赏静态画面。

从右面表格对比中可以看出，1.4版HDMI接口对于4K动态显示而言基本属于鸡肋，唯有到2.0版本的HDMI接口才将数据带宽提升至18Gbps，以满足60Hz刷新率下4K分辨率输出的需求，但是当前绝大部分4K显示设备或视频输出设备说配备的HDMI接口以1.4为主，主流消费市场上基本难以看到2.0版本的HDMI接口设备。因而，在构建4K使用环境以前，你首先得确保显示输出和输入设备都配备有1.2及以上版本的DP接口。

4、娱乐还是工作

对于金融、医疗、监控等行业工作人员而言，4K显示设备的超大分辨率的确能有效提升工作效率，帮助他们更好地完成工作，但对于绝大多数消费者而言，追求4K画面的应用需求还是缘于高清影音欣赏或游戏娱乐应用，因而，消费者在购买4K电视或显示器时，一定要以60Hz刷新率为硬件设备最低标准，通常，三星、华硕等厂商推出的显示器都能轻松达到，但在电视领域，为追求低价和4K噱头，不少廉价4K电视刷新率仅30Hz，这是需要大家注意回避的，而要实现3D显示的话，屏幕最低刷新率应该到120Hz。

5、构建4K硬件环境

确定4K的构建以娱乐应用为主后就需要考虑硬件平台的构建了。对于游戏用户而言，为满足流畅4K游戏体验的需要，8千元以上的整机配置基本是入门级了，独显自然成为4K游戏应用的重点。NVIDIA从Kepler架构的产品开始就基本具备了4K分辨率输出能力（但Fermi架构产品最高只能输出2560×1600分辨率），而1.2版DP接口的需求也让GTX 650 Ti Boost以上（公版产品）成为入门级配备。AMD方面则需要GCN架构产品才能完成4K输出，不过其入门级GCN独显也配备有1.2版DP接口，相对成本略低一些。

相比“高大上”的游戏玩家，以高清视频播放应用为主的高清发烧友在搭建PC时能够省下不少预算，英特尔第四代Core i3/i5/i7系列处理器同DP接口搭档时，即可满足3840×2160@60Hz的规格，不过需要注意的是移动版的U系列产品最高只能输出3840×2160@30Hz的分辨率规格，Y系列在60Hz刷新率下只能输出2560×1600分辨率，只有H系列也就是配置了Iris系列核心显卡的产品才能输出3840×2160@60Hz的分辨率规格。AMD方面的话则只要使用Socket FM2+接口的Kaveri APU，搭配拥有DP1.2接口的平台即可完成60Hz 4K画面的输出了。

6、4K应用系统设置

无论是客厅的大屏液晶电视还是书房的液晶显示器，4K显示设备同性能强劲的PC搭档才能满足用户流畅体验4K娱乐的需要，而以PC为显示输出设备的设定，让系统设定成为必要的环节。

高分辨率带来广阔视野和精细的画面，但较高的分辨率往往伴随着较低的点距，使得PC容易出现图标、字体较小等问题，这使得文本优化缩放成为常态。微软的Windows 8/8.1系统真正对4K有所优化，Windows 8.1默认提供了100%、125%、150%及200%的文本缩放效果，并可以自定义，最大500%的缩放效果，比Windows 7灵活了许多。

7、家庭4K欣赏距离

相比PC购置4K液晶显示器构建4K环境而言，直接将PC同家中4K电视链接应用便利性更佳，而面对PC+电视构建的4K硬件环境时，观赏距离成为画面体验舒适度的关键。

人眼在不同距离对像素密度有着不一样的分辨需求，人眼习惯在2米的距离观赏1080p内容，超过该距离后画面清晰度会感觉明显降低。对于4K而言，索尼给出的4K电视最佳观看距离是1.5倍电视高度，相当于1080P建议观看距离的一半，也就是说大致1米（精确数值是0.93）是50英寸4K电视清晰度的临界值。但是有多少人会在这样的距离看电视呢？因而业界将4K电视最小推荐尺寸设为50英寸，这也让部分发烧友更倾向使用4K液晶显示器进行娱乐应用。

8、鼠标应用新体验

通过文本优化缩放设置可以让4K显示设备呈现出适合眼睛欣赏的字体和图标，但在实际使用中发现，原本操控自如的鼠标在4K应用时却总感觉有些“费劲”，这是鼠标DPI和屏幕分辨率不太匹配造成的。鼠标在桌面上每移动1英寸（2.54厘米），鼠标指针在屏幕上移动了多少个像素点，那它的DPI就是多少。例如800DPI的鼠标移动一英寸，鼠标指针在屏幕上就移动了800个像素点。对于大尺寸的液晶显示器来说，由于分辨率较高，如果鼠标DPI较低，那么用户需要移动较长的距离才能完成鼠标指针的定位，这样用户就会觉得鼠标移动起来很费劲。相对而言，笔者更推荐大家使用1000及以上DPI规格的鼠标，主流中档定位鼠标都能实现这样的功能，而对于玩家而言，一些能够自定义快捷键且DPI可调的鼠标将更能满足应用所需。

9、倍受质疑的2K转4K

4K影音资源不足已经成为公认的问题了，“2K转4K”这一过渡技术被看作当前弥补视频资源不足的主要办法。“2K转4K”主要有单一补偿技术和关联补偿技术两种，在4K电视设备上出现较多。单一补偿技术通过4K电视搭载的图像处理器进行计算，对于正在播放的影片进行追踪补偿和渲染。简单来说就是在原来的每个像素点上直接插入四个像素点，这样2K影片的分辨率就能达到4K，播放的影片不再是直接拉伸，而是点对点显示。这一补偿方式会让画面丢失不少细节，倍受玩家非议。而2K转4K关联补偿技术通过对于2K信号进行实时分析，并将整个画面分成200万个区间，对于相邻区间进行纵向横向四个维度的色彩运算之后再插入像素，这样插入的像素色彩就与周围显示的画面可以匹配。转化成4K分辨率之后，图像的精度也有了更大幅度的提升。

总体而言，2K转4K技术难以从根本上解决4K影音资源过少的问题，而且越是高端设备，其图像处理芯片通常越优秀，但这类用户对于画面效果同样要求较高。面对广告效果天花乱坠的“2K转4K”技术及应用，恐怕只有实地到卖场去眼见为实最靠谱。此外，2K转4K技术对于2K视频源的需求同样重要，而2K视频源的丰富程度并不比4K好上多少。