4K lub UltraHD (UHD), jak wiadomo, odnosi się do klasy wyświetlaczy i wideo o wysokiej rozdzielczości. "4K" to odniesienie do poziomej rozdzielczości obrazu, zwykle o rozdzielczości 3840 x 2160 lub 4096 x 2160. Jest to w przybliżeniu czterokrotność rozdzielczości obecnych standardów HD, które są najlepsze w rozdzielczości 1920x1080.
Dostępność monitorów komputerowych 4K UHD pozostaje w tyle za rynkiem telewizyjnym, ale z kilku dobrych powodów.
Przepustowość wideo i połączenia na komputerach
Komputery napotykają problem z treściami 4K lub UHD i wyświetlają je na monitorach - poza dostępnością monitorów 4K. Bardzo wysokie rozdzielczości wymagają dużej przepustowości, aby przesyłać większy rozmiar danych wideo. W przeszłości technologie komputerowe, takie jak VGA i DVI, nie mają przepustowości i nie mogą niezawodnie dostarczać tych rozdzielczości. Pozostają dwa najnowsze złącza wideo: HDMI, DisplayPort, Thunderbolt 2 i Thunderbolt 3, ale zostały one znalezione głównie w komputerach wyższej klasy. HDMI to najczęściej spotykane połączenie 4K.
Interfejs HDMI jest używany przez wszystkie urządzenia elektroniczne, co daje mu przewagę, jeśli chodzi o jego przyjęcie na rynku komputerów. Wymagana jest karta wideo z portem HDMI, a także kable HDMI o wysokiej prędkości. Nieprawidłowe podłączenie kabli może spowodować pogorszenie rozdzielczości.
DisplayPort jest używany przez wiele wyświetlaczy komputerowych i kart graficznych, choć jest mniej znany przeciętnemu użytkownikowi w porównaniu do połączeń HDMI. Specyfikacja DisplayPort v1.2 może obsługiwać pełny sygnał wideo 4K UHD do 4096 x 2160 z głębokim kolorem i 60 Hz lub klatek na sekundę.
Częstotliwość odświeżania
Jest jeszcze jeden aspekt HDMI i wideo 4K, który przedstawia problem dla wyświetlaczy komputerowych. Sygnały HDMI zwykle transmitowane z częstotliwością odświeżania 30 Hz lub 30 klatek na sekundę (kl./s). Może to być dopuszczalne do oglądania filmów w telewizji, ale dla użytkowników komputerów, zwłaszcza graczy, jest to podatne na oglądanie i powoduje zmęczenie oczu. Gracze preferują częstość odświeżania 60 klatek na sekundę lub więcej z tego powodu oraz bardziej płynny ruch akcji na ekranie. Specyfikacja HDMI 2.0 koryguje to i stała się standardem na wielu kartach graficznych komputerów.
Połączenia DisplayPort umożliwiają przesyłanie obrazu 4K UHD przy 60 Hz, 60 klatek na sekundę, częstotliwość odświeżania.
Wydajność karty wideo
Każdy procesor graficzny, niezależnie od tego, czy jest zintegrowany z płytą główną, czy jest zainstalowaną kartą graficzną, może obsłużyć podstawowe wideo w rozdzielczości 4K UHD. Problemy pojawiają się wraz z przyspieszeniem wideo dla użytkowników 3D. Przy czterokrotnej rozdzielczości standardowej wysokiej rozdzielczości, czterokrotnie większa ilość danych musi zostać przetworzona przez kartę graficzną. Szybka akcja Gry wideo 3D prezentowane w 4K wymagają znacznej mocy przetwarzania grafiki.
Obciążenie przetwarzania tych kart obsługuje znaczące ciepło wewnątrz systemu, co wymaga większych możliwości chłodzenia samej karty i samego systemu. Wszystko to z wyższą ceną. Tam, gdzie high-endowe karty graficzne mogą w przeszłości sięgnąć 500 $, wysokiej klasy karty obsługujące 4K z łatwością przekroczą granicę 1000 $.
Używanie wielu monitorów jest bardziej powszechną konfiguracją, szczególnie wśród graczy i profesji. W konsekwencji, jeśli chodzi o rozdzielczości 4K wypychane na wiele wyświetlaczy znacznie zwiększa zapotrzebowanie na przepustowość i moc obliczeniową.
CODEC wideo
Większy odsetek wideo, które konsumujemy, pochodzi ze źródeł w Internecie, a nie z tradycyjnych środków przekazu. Wraz ze wzrostem wielkości strumienia danych czterokrotnie od przyjęcia wideo Ultra HD, ogromne obciążenie zostanie nałożone na ruch internetowy, nie wspominając o rozmiarach plików dla tych, którzy kupują i pobierają cyfrowe pliki wideo. Nagle tablet 64 GB może pomieścić tylko jedną czwartą filmów, jak kiedyś.
Z tego powodu istnieje potrzeba uzyskania bardziej kompaktowych plików wideo, które można wydajniej przesyłać przez sieci i zmniejszać rozmiary plików. Większość filmów w wysokiej rozdzielczości korzysta z kodera wideo H.264 (skrót od kompresor-dekompresor) z grupy Moving Picture Experts Group lub MPEG. Pliki te są nazywane plikami wideo MPEG4. To był skuteczny sposób kodowania danych, ale z obrazem 4K UHD, płyta Blu-ray może mieć tylko jedną czwartą długości wideo, a strumieniowanie wideo zajmuje czterokrotnie większą przepustowość, co nasyca łącza sieciowe, zwłaszcza u użytkownika zakończyć bardzo szybko. Aby rozwiązać ten problem, H.265 lub CODEC wideo o wysokiej wydajności (HEVC) opracowano standard służący zmniejszeniu rozmiarów danych.
Starszy sprzęt wideo został na stałe zakodowany w celu użycia wideo H.264, aby był jak najbardziej efektywny. To samo dotyczy wielu rozwiązań graficznych dostępnych w produktach mobilnych. Niektóre z niezbędnych adaptacji można obsłużyć za pomocą oprogramowania, ale oznacza to, że wiele starszych produktów mobilnych, takich jak smartfony i tablety, może nie być w stanie odtwarzać nowego formatu wideo. Ostatecznie zostanie to rozwiązane za pomocą nowego sprzętu i oprogramowania.
