極清之美：探索4K在可視化指揮的應用價(jià)值

　　2016年熱詞：4K

　　4K無(wú)疑是2016年AV視聽(tīng)行業(yè)最火爆的名詞之一?？v觀(guān)整個(gè)專(zhuān)業(yè)AV市場(chǎng)，從4K攝像機、4K監控到4K矩陣、4K拼接器，從4K會(huì )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(lái)。4K之火已從消費市場(chǎng)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(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。

　　然而目前在專(zhuān)業(yè)AV視聽(tīng)與商用顯示領(lǐng)域，4K的價(jià)值并未像家用消費那么突出。除了在廣電行業(yè)、美術(shù)與設計行業(yè)、醫療行業(yè)等特種顯示應用上，4K被廣泛使用外，在普通會(huì )議室、教育、數字告示、安防和拼接市場(chǎng)，4K的價(jià)值更多的體現在“競品技術(shù)的層面”。

　　4K技術(shù)該如何應用在專(zhuān)業(yè)顯示領(lǐng)域，突顯其商業(yè)價(jià)值，是目前各大廠(chǎng)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(jià)值進(jìn)行簡(jiǎn)單探討。

　　什么是4 K

　　4K又稱(chēng)UHD(Ultra High Definition)，在國內譯為超高清或極清。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(chēng)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(huà)面中的每一個(gè)細節，每一個(gè)特寫(xiě)，得到一種身臨其境的觀(guān)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(jìn)。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(gè)影像在色彩層次與過(guò)渡方面的增強起到了關(guān)鍵的作用，使得畫(huà)面的色彩表現遠勝于高清系統。

　　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(lái)是音視頻系統應用最完全之地。新一代指揮中心更是朝向一體化、可視化發(fā)展，匯集監控、會(huì )商、勤務(wù)處置、應急調度、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、4 K監控

　　4K監控系統已在安防監控領(lǐng)域逐步普及。它的超高清圖像、超寬廣視角及寬動(dòng)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(mén)開(kāi)展大面積、遠距離安全監控及道路安全管理的必要條件，可為日常監管與應急指揮提供了更可靠的決策依據。

　　2、4 K會(huì )議

　　會(huì )議系統是指揮決策必不可少的系統之一，而4K會(huì )議則提供更寬廣更精細的視覺(jué)。將4K應用于協(xié)同會(huì )議，可帶來(lái)極度逼真音視頻體驗，身臨其境的面對面會(huì )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(gè)顯示器間切換觀(guān)看的頻度，提高工作效率，減輕操作員疲勞。

　　4 、更清晰的大畫(huà)面顯示

　　報告會(huì )議或協(xié)同討論時(shí)，要將PPT或文件推送到大屏上供大家觀(guān)看，PPT或文件通常要被放大至全屏顯示。以1個(gè)6x6的拼接屏為例，全屏顯示時(shí)通常需要將1080P的信號源放大36倍，造成PPT或文件內容的模糊。而同等條件下4K信號僅需被放大9倍，使得內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

　　指揮系統中GIS、大數據可視化等超大分辨率顯示應用不可或缺。隨著(zhù)硬件系統的提升，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(lái)高清陣列采集1/4的設備，即可實(shí)現相同分辨率高分畫(huà)面的上屏顯示。成本的下降將更有助于可視化指揮系統的普及。

　　4K在指揮系統中應用的挑戰

　　作為指揮中心之眼的大屏系統，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(huà)質(zhì)可以充分發(fā)揮，在可視化指揮帶來(lái)更多的應用價(jià)值同時(shí)，也對顯示系統提出的前所未有的挑戰。

　　1、處理性能

　　4K視頻如要實(shí)現真正的點(diǎn)對點(diǎn)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(wàn))。而作為指揮中心，通常接入信號數量巨大，隨著(zhù)4K前端設備的普及，對上屏顯示路數的要求也會(huì )越來(lái)越高。這也對大屏控制系統的處理能力提出極大的挑戰。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。分布式的架構或對4K視頻的處理更有優(yōu)勢，在保證處理能力的前提下，規?？蔁o(wú)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(xiàn)纜，但傳輸距離受限，難以實(shí)現遠距離傳輸。1路3840x2160@30fps視頻原始圖像帶寬達6Gbps，如何實(shí)現長(cháng)距離傳輸也是巨大的挑戰?，F有4K長(cháng)距離傳輸或采用無(wú)壓縮與壓縮兩種方式。無(wú)壓縮方式直接傳輸原始圖像數據，消耗帶寬巨大，通常采用光纖、SDI或多根雙絞線(xiàn)并行傳輸的方式。壓縮方式多采用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(shí)現長(cháng)傳。

　　4K 我們已準備好

　　為滿(mǎn)足新時(shí)代可視化指揮建設需要，MicsView已為4K接入做好準備。MICS7000系列云節點(diǎn)已可完美支持4K視頻信號接入，高品質(zhì)畫(huà)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(wú)需昂貴的長(cháng)傳設備或視頻線(xiàn)纜，僅需1根CAT6即可實(shí)現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(jià)值。

　　上海寰視網(wǎng)絡(luò )科技有限公司(MicsView)成立于2010年，自公司創(chuàng )立，一直專(zhuān)注于大屏分布式拼接技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)，是一家專(zhuān)業(yè)提供大屏分布式拼接產(chǎn)品、視訊控制行業(yè)解決方案、 可視化云平臺應用以及大屏顯示網(wǎng)絡(luò )化創(chuàng )新應用產(chǎn)品的國家高新技術(shù)企業(yè)。作為大屏分布式拼接技術(shù)的領(lǐng)導者和傳統大屏網(wǎng)絡(luò )化創(chuàng )新應用的先行者，MicsView一直致力于為用戶(hù)提供最佳的可視化解決方案!

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