4K или UltraHD (UHD), как известно, относится к классу дисплеев и видео высокой четкости. «4K» - это ссылка на горизонтальное разрешение изображения изображения, как правило, разрешения 3840x2160 или 4096x2160. Это примерно в четыре раза превышает разрешение существующих стандартов HD, которые достигают максимума в 1920x1080.
Доступность 4K UHD компьютерных мониторов немного отстает от телевизионного рынка, но по нескольким веским причинам.
Полоса пропускания видео и подключения к компьютерам
Компьютеры сталкиваются с проблемой с содержимым 4K или UHD и отображением ее на мониторах - помимо наличия 4K мониторов. Для того, чтобы передавать увеличенный размер видеоданных, очень высокие разрешения требуют большой пропускной способности. Прошлые компьютерные видеотехнологии, такие как VGA и DVI, не имеют пропускной способности и не могут надежно выполнять эти разрешения. Это оставляет два последних видеоразъема HDMI, DisplayPort и Thunderbolt 2 и Thunderbolt 3, но они были найдены в основном на компьютерах более высокого класса. HDMI является более распространенным из этих подключений с поддержкой 4K.
HDMI используется всей бытовой электроникой, и это дает ему преимущество, когда дело доходит до принятия рынком компьютерного дисплея. Требуется видеокарта с портом HDMI, а также высокоскоростные кабели HDMI. Несоблюдение правильных кабелей может привести к уменьшению изображений.
DisplayPort используется многими компьютерными дисплеями и видеокартами, хотя он менее известен среднему пользователю по сравнению с HDMI-соединениями. Спецификация DisplayPort v1.2 может запускать полный видеосигнал 4K UHD до 4096x2160 с глубоким цветным и 60 Гц или кадрами в секунду.
Частота обновления
Существует еще один аспект HDMI и 4K видео, который представляет проблему для компьютерных дисплеев. Сигналы HDMI обычно передаются с частотой обновления 30 Гц или 30 кадрами в секунду (fps). Это может быть приемлемым для просмотра фильмов на телевидении, но для пользователей компьютеров, особенно для геймеров, это налогообложение для просмотра и вызывает напряжение глаз. По этой причине геймеры предпочитают частоту обновления 60fps или выше, а также более активное движение на экране. Спецификация HDMI 2.0 исправляет это и стала стандартной во многих карточках для ПК.
Соединения DisplayPort способны доставлять 4-кратное UHD-видео с частотой 60 Гц, 60 кадров в секунду, частотой обновления.
Производительность видеокарты
Каждый графический процессор, независимо от того, встроен ли он в материнскую плату или установленную видеокарту, может обрабатывать базовые видеоработы при разрешении UHD 4K. Проблемы возникают с ускорением видео для пользователей 3D. В четыре раза разрешение стандартной высокой четкости, в четыре раза превышающее количество данных, должно обрабатываться графической картой. Быстрые 3D-видеоигры быстрого действия, представленные в 4K, требуют значительной мощности обработки графики.
Обработка загрузки этих карточек создает значительную теплоту внутри системы, что требует больших возможностей охлаждения на самой карте и внутри самой системы. Все это связано с более высокой ценой. В тех случаях, когда высокопроизводительные графические карты могут превышать 500 долларов в прошлом, высокопроизводительные карты, которые обрабатывают 4K, легко превосходят отметку в 1000 долларов.
Запуск нескольких мониторов - более распространенная настройка, особенно среди геймеров, а также профессий. Следовательно, когда дело доходит до разрешения 4K, вытесненного на несколько дисплеев, это значительно увеличивает требования к пропускной способности и вычислительной мощности.
Видео кодеки
Большая часть видео, которое мы потребляем, поступает из источников через Интернет, а не из традиционных средств вещания. С увеличением размера потока данных в четыре раза с момента принятия видео Ultra HD огромная нагрузка будет прикладываться к интернет-трафику, не говоря уже о размерах файлов для тех, кто покупает и загружает цифровые видеофайлы. Внезапно ваш планшет на 64 ГБ может содержать только одну четверть столько фильмов, сколько когда-то.
Из-за этого существует потребность в более компактных видеофайлах, которые могут быть переданы более эффективно по сетям и уменьшить размеры файлов. Большинство видео высокой четкости используют видео кодек H.264 (сокращение от компрессора-декомпрессора) от группы экспертов по движущимся изображениям или MPEG. Эти файлы называются видеофайлами MPEG4. Это было эффективным средством кодирования данных, но с 4-кратным UHD-видео, на диск Blu-ray может быть только четверть длины видео на нем, а потоковое видео занимает в четыре раза больше полосы пропускания, которая насыщает сетевые ссылки, особенно у пользователя конец очень быстро. Для решения этой проблемы был разработан стандарт H.265 или высокоэффективный видеокодек (HEVC), который стал средством уменьшения размеров данных.
Старое видеооборудование было жестко запрограммировано для использования видео H.264, чтобы быть как можно более эффективным. То же самое можно сказать и о многих графических решениях в мобильных продуктах. Некоторая адаптация может быть решена с помощью программного обеспечения, но это означает, что многие старые мобильные устройства, такие как смартфоны и планшеты, могут не воспроизводить новый видеоформат. В конце концов, это будет решено с помощью нового оборудования и программного обеспечения.
