2016年熱詞：4K
4K無疑是2016年AV視聽行業(yè)最火爆的名詞之一。縱觀整個專業(yè)AV市場，從4K攝像機、4K監(jiān)控到4K矩陣、4K拼接器，從4K會議主機、4K傳輸器到4K拼接屏，各種標榜4K的產(chǎn)品紛至踏來。4K之火已從消費市場蔓延至商顯領(lǐng)域，并已覆蓋從采集、傳輸至處理、顯示的整個產(chǎn)業(yè)鏈。
然而目前在專業(yè)AV視聽與商用顯示領(lǐng)域，4K的價值并未像家用消費那么突出。除了在廣電行業(yè)、美術(shù)與設(shè)計行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)等特種顯示應用上，4K被廣泛使用外，在普通會議室、教育、數(shù)字告示、安防和拼接市場，4K的價值更多的體現(xiàn)在“競品技術(shù)的層面”。
4K技術(shù)該如何應用在專業(yè)顯示領(lǐng)域，突顯其商業(yè)價值，是目前各大廠商都在積極探索的方向。本文將就4K技術(shù)在可視化指揮中的應用價值進行簡單探討。
什么是4K
4K又稱UHD（Ultra High Definition），在國內(nèi)譯為超高清或極清。2012年5月，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了BT.2020標準，定義物理分辨率達到3840×2160(4K×2K)及以上可稱為超高清。
4K分辨率是1080P的4倍，在此分辨率下，因此可以看清畫面中的每一個細節(jié)，每一個特寫，得到一種身臨其境的觀感體驗。
不僅在分辨率大幅提升，在色彩方面，4K標準相對于之前也作出了大幅度的改進。比如色深方面，由高清標準的8bit提升至10bit或12bit。這一提升對于整個影像在色彩層次與過渡方面的增強起到了關(guān)鍵的作用，使得畫面的色彩表現(xiàn)遠勝于高清系統(tǒng)。
在傳輸接口方面，支持4K的傳輸接口目前主要有HDMI和Display Port(DP接口)兩種，其中HDMI 1.4a可以支持的4K分辨率規(guī)格最高為4096*2160@24Hz或3840*2160@30Hz;最新的HDMI2.0則可以支持60Hz的4k分辨率傳輸。而DP1.2標準最高可以支持60Hz的4096*2160以及3840*2160分辨率。
4K在可視化指揮的應用
指揮中心歷來是音視頻系統(tǒng)應用最完全之地。新一代指揮中心更是朝向一體化、可視化發(fā)展，匯集監(jiān)控、會商、勤務(wù)處置、應急調(diào)度、信息可視化等于一身。將4K技術(shù)應用于指揮中心，勢必為一體化指揮提供更好的可視化體驗。
1、4K監(jiān)控
4K監(jiān)控系統(tǒng)已在安防監(jiān)控領(lǐng)域逐步普及。它的超高清圖像、超寬廣視角及寬動態(tài)范圍可提供更多的可視化信息，是公安、交通等重要部門開展大面積、遠距離安全監(jiān)控及道路安全管理的必要條件，可為日常監(jiān)管與應急指揮提供了更可靠的決策依據(jù)。
2、4K會議
會議系統(tǒng)是指揮決策必不可少的系統(tǒng)之一，而4K會議則提供更寬廣更精細的視覺。將4K應用于協(xié)同會議，可帶來極度逼真音視頻體驗，身臨其境的面對面會議體驗。
3、更大操作空間
使用4K級的辦公電腦，可為勤務(wù)調(diào)度或應急指揮中的業(yè)務(wù)處理提供更大的業(yè)務(wù)操作空間。操作員可將更多的常用業(yè)務(wù)界面同置于4K分辨率的顯示桌面上，減少在多個顯示器間切換觀看的頻度，提高工作效率，減輕操作員疲勞。
4、更清晰的大畫面顯示
報告會議或協(xié)同討論時，要將PPT或文件推送到大屏上供大家觀看，PPT或文件通常要被放大至全屏顯示。以1個6x6的拼接屏為例，全屏顯示時通常需要將1080P的信號源放大36倍，造成PPT或文件內(nèi)容的模糊。而同等條件下4K信號僅需被放大9倍，使得內(nèi)容圖像仍能夠保持高清晰和銳利。
5、超高分辨率信息可視化
指揮系統(tǒng)中GIS、大數(shù)據(jù)可視化等超大分辨率顯示應用不可或缺。隨著硬件系統(tǒng)的提升，圖形工作站4K輸出的成本降低，使得高分圖像的產(chǎn)生更加容易。而4K陣列處理技術(shù)為超高分顯示提供了更為優(yōu)化的解決方案，僅需要使用原來高清陣列采集1/4的設(shè)備，即可實現(xiàn)相同分辨率高分畫面的上屏顯示。成本的下降將更有助于可視化指揮系統(tǒng)的普及。
4K在指揮系統(tǒng)中應用的挑戰(zhàn)
作為指揮中心之眼的大屏系統(tǒng)，為4K可視經(jīng)應用提供了良好的先決條件，其拼接的超高物理分辨率，使得4K圖像高畫質(zhì)可以充分發(fā)揮，在可視化指揮帶來更多的應用價值同時，也對顯示系統(tǒng)提出的前所未有的挑戰(zhàn)。
1、處理性能
4K視頻如要實現(xiàn)真正的點對點處理，1路視頻信號的處理能力至少需要1080P的4倍，按3840x2160@30fps計算，每秒鐘需要高達2.49億像素（1080P為6200萬）。而作為指揮中心，通常接入信號數(shù)量巨大，隨著4K前端設(shè)備的普及，對上屏顯示路數(shù)的要求也會越來越高。這也對大屏控制系統(tǒng)的處理能力提出極大的挑戰(zhàn)。集中處理多路4K視頻將對硬件有極高的要求，才能保證顯示性能，達到良好的效果。分布式的架構(gòu)或?qū)?K視頻的處理更有優(yōu)勢，在保證處理能力的前提下，規(guī)模可無限擴展。
2、傳輸
目前對于4K視頻信號的傳輸多采用HDMI或DP線纜，但傳輸距離受限，難以實現(xiàn)遠距離傳輸。1路3840x2160@30fps視頻原始圖像帶寬達6Gbps，如何實現(xiàn)長距離傳輸也是巨大的挑戰(zhàn)。現(xiàn)有4K長距離傳輸或采用無壓縮與壓縮兩種方式。無壓縮方式直接傳輸原始圖像數(shù)據(jù)，消耗帶寬巨大，通常采用光纖、SDI或多根雙絞線并行傳輸?shù)姆绞健嚎s方式多采用H.264或H.265編碼，傳輸帶寬僅需幾十兆，配合分布式網(wǎng)絡(luò)傳輸，可以更低的成本實現(xiàn)長傳。
4K我們已準備好
為滿足新時代可視化指揮建設(shè)需要，MicsView已為4K接入做好準備。MICS7000系列云節(jié)點已可完美支持4K視頻信號接入，高品質(zhì)畫質(zhì)處理保證了4K信號極清之美，超低帶寬占用解決了4K傳輸難題，無需昂貴的長傳設(shè)備或視頻線纜，僅需1根CAT6即可實現(xiàn)4K信號的高品質(zhì)接入與跨地互聯(lián)共享，充分發(fā)揮指揮信號中的4K信號應用價值。