4K還有多遠(yuǎn)？談?wù)勑乱淮曨l編碼技術(shù) - 全文

　　隨著時(shí)代進(jìn)步，“4K”這個(gè)字眼越來越多地出現(xiàn)在人們視野。如果你到電視賣場中逛溜逛溜，一定會(huì)對各種旗艦機(jī)型前大大的“4K”標(biāo)簽有所印象。不夸張地說，再過一段日子，當(dāng)銷售員看到你進(jìn)來買電視，不讓滿嘴的“4K”糊滿你腦子恐怕都不會(huì)放你走。

　　“4K”已經(jīng)成為了旗艦/高檔電視的重要標(biāo)簽

　　那么4K到底是什么東西呢？簡而言之，4K是新興的分辨率標(biāo)準(zhǔn)，其UHDTV規(guī)格可以達(dá)3840×2160，最高的Full Aperture 4K規(guī)格更是達(dá)到了4096×3112。對比現(xiàn)在主流1080p的1920×1080，4K能夠提供4倍以上的清晰度。如果說1080p是看得一清二楚的話，4K就是連毛都看得一清二楚。

　　4K分辨率遠(yuǎn)勝目前主流的720p/1080p

　　由于在清晰度上有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，所以4K也就成為了業(yè)界十分樂意宣傳的賣點(diǎn)。然而雷聲大雨點(diǎn)小，任憑4K電視廣告掀起多大風(fēng)浪，樂意購買4K產(chǎn)品的用戶仍然寥寥無幾。用戶對4K產(chǎn)品不感冒的原因很簡單——4K屏幕根本沒有用武之地，4K視頻實(shí)在是太少了。

　　沒有片源，屏幕就算16K也沒有用武之地

　　業(yè)界是如此熱衷4K，高分辨率面板是多么大的一塊蛋糕；而不少群眾也紛紛表示對4K普及后的高清世界迫不及待，從哪個(gè)方面看4K都勢不可擋。但現(xiàn)實(shí)是，無論人們對4K的熱情燒得多么火紅，4K視頻仍然蹤跡難尋。為何4K視頻如此珍?。窟@得從視頻編碼說起。

　　H.264：引領(lǐng)1080p時(shí)代

　　雖然大家每天都在接觸視頻文件，但卻未必人人都明白視頻文件的機(jī)理。無論是RMVB、MP4、AVI、MKV還是其他什么別的視頻格式，結(jié)構(gòu)都大同小異——視頻后綴寫著的MP4、AVI不是視頻的本質(zhì)區(qū)別，那只代表視頻的封裝格式。一個(gè)視頻文件真正的靈魂，是其內(nèi)在的視頻編碼。

　　H.264引領(lǐng)了1080p時(shí)代

　　簡而言之，視頻格式諸如MKV、AVI等只是個(gè)瓶子，瓶子里面裝的視頻編碼才是真正的干貨。就現(xiàn)在來說，除了RMVB只能封裝RealVideo，絕大多數(shù)視頻里面封裝的都是H.264及其衍生的視頻編碼（連RealVideo的最新版本也參考了H.264的算法）。H.264以高壓縮率著稱，正是H.264的普及，1080p才得以潤澤大地。特別是在3D電影盛行的現(xiàn)在，H.264成為了3D 1080p電影裝進(jìn)藍(lán)光盤的必須，M2T逐漸退出舞臺(tái)。不然用DVD時(shí)代老舊的MPEG-2視頻編碼，恐怕塞爆三張藍(lán)光盤都整不下一部1080p電影。

　　H.264讓1080p風(fēng)暴席卷了全球，但卻再也無力引領(lǐng)4K潮流。H.264引以為豪的高壓縮率在4K的龐大體積中顯得是如此無能力，只能45度角仰望天空為的是不讓眼淚落下。牽引4K乃至8K視頻的重?fù)?dān)，就落在H.264的繼任者——H.265身上了。

　　H.265：未來福音

　　4K視頻從分辨率來看是1080p視頻的四倍以上，保持畫質(zhì)的情況下，數(shù)據(jù)量是1080p的四倍也是一件理所當(dāng)然的事情?，F(xiàn)在H.264藍(lán)光原盤1080p電影動(dòng)不動(dòng)3、40G一部（當(dāng)然其中音頻流也有不少汗馬功勞），4K視頻的龐身軀能龐大到何種程度大家可以自行想象。在畫質(zhì)持平的基礎(chǔ)上要容納下4K視頻，按理來說有以下兩種思路。

　　4K視頻在大大增高分辨率的同時(shí)，數(shù)據(jù)量也提升到了新的高度

　　◆提升載體容量

　　藍(lán)光的出現(xiàn)大幅提升了光盤容量，令1080p視頻和高清音軌終得以流入千家萬戶。想要賣4K碟賺錢，前提是要有4K碟可賣。如果繼續(xù)使用H.264編碼，以H.264的壓縮率，一部4K電影容量可輕松超過100G，達(dá)到150G甚至200G也沒什么困難。按目前主流的藍(lán)光光盤容量25G-50G來算，恐怕得用半打碟才能裝得下。就算制碟賣碟的不煩，看碟的估計(jì)換碟都要換到手抽筋。

　　現(xiàn)在并非沒有大容量的藍(lán)光光盤可用，BDXL最大可達(dá)128G，但問題在于并非所有的藍(lán)光播放器都能讀出BDXL，而BDXL也并不常見。目前并沒有一個(gè)很好的方案能夠?qū).264編碼的4K視頻加入當(dāng)前的藍(lán)光標(biāo)準(zhǔn)，火熱的4K需要足夠大的湯碗才能端得到人們面前。

　　BDXL的兼容很成問題

　　不過，就算解決了載體容量問題，H.264編碼的4K會(huì)否得到普及也是個(gè)疑問——想想藍(lán)光是怎樣被互聯(lián)網(wǎng)打敗的吧，這年頭碟鋪早已被互聯(lián)網(wǎng)大潮沖得七零八落。4K視頻用H.264再怎么減畫質(zhì)壓，只要沒壓出馬賽克，沒三五十G是走不掉的了。以中國的互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)今狀況，下載這樣一部電影需時(shí)數(shù)以天計(jì)，簡直是噩夢。

　　◆提高壓縮率

　　除了把碗做大，將碗里面的料壓小也是種好方法。4K用H.264編碼太胖，但如果改用H.264的繼任者H.265，情況就大不一樣了。

　　和H.264相比，H.265使用了大小浮動(dòng)的編碼單位以及更先進(jìn)的幀內(nèi)預(yù)測模式，同畫質(zhì)的情況下使用H.265的視頻可以做到H.264的一半體積。如此一來，4K若使用H.265編碼，現(xiàn)在流行的藍(lán)光碟也足以勝任作為載體，三張50G規(guī)格的藍(lán)光光盤無論如何也足夠喂飽一部超長的4K電影了吧。人們無需拋棄現(xiàn)有的成熟載體，也足以容納4K。

　　H.265是時(shí)候來拯救世界了

　　此外，H.265若得以普及，其好處遠(yuǎn)不止家家戶戶能享用上4K這么簡單。H.265可以用于4K，自然也能用于更低分辨率。如果你有一天發(fā)現(xiàn)打視頻電話能拆穿粉底且不掉幀了，看電視都是720p節(jié)目了，上網(wǎng)看視頻全是1080p而且不用緩沖了……不用懷疑，H.265的光華正在普照大地。

　　H.265：難伺候的大小姐

　　H.265的好處顯而易見，這項(xiàng)新技術(shù)無疑會(huì)帶來一次全新的多媒體變革。然而，H.265仍處于叫好不叫座的階段。從制作的角度來說，更換一個(gè)新的編碼器并不難，但為何人們并不愿意制作和使用好處多多的H.265視頻呢？我們一起來看看那些擋在H.265普及路上的攔路石。

　　◆解碼難度大

　　想當(dāng)年H.264還是初生牛犢，壓縮效率比MEPG-2提升一倍多的同時(shí)，活生生將解碼難度提高了至少3倍，運(yùn)算需求高達(dá)100GOPS，將一堆奔騰D和速龍X2折騰得要死要活。如今H.265大有H.264當(dāng)時(shí)的風(fēng)采，壓縮效率依然提升了一倍，解碼難度輕描淡寫地增加了3倍，運(yùn)算量飆升到400~500GOPS。

　　準(zhǔn)備好你的i7處理器，i3、i5扛不下來的

　　H.265帶來了遠(yuǎn)高于H.264的壓縮效率，很不幸的是同時(shí)也帶來了高于H.264數(shù)倍的解碼難度。如果你是i3、i5的用戶，想要欣賞H.265編碼的4K電影，快去買一塊i7吧，不是6核12線程不痛快，當(dāng)然組個(gè)雙路就更完美了。

　　◆硬件支持度欠缺

　　CPU軟解視頻有困難，顯卡往往可以幫上忙。想當(dāng)年為了彰顯出色的H.264視頻硬解能力，AMD將全系列顯示芯片都加上了HD前綴，并一直沿用至今?？上У氖牵@堆HD芯片在H.265時(shí)代卻HD不起來了，廠商尚未提供廣泛的H.265硬解支持。

　　AMD的UVD解碼引擎拯救了不少羸弱的CPU，但目前尚未跟進(jìn)H.265

　　同樣的情況也出現(xiàn)在了移動(dòng)平臺(tái)上。前些年Tegra 2 NEON模塊的缺失拖延了H.264高清視頻在移動(dòng)平臺(tái)上的進(jìn)軍步伐，不過在四核時(shí)代各家方案總算都帶上了硬解能力強(qiáng)的NEON模塊了，H.264高清視頻得以在移動(dòng)平臺(tái)暢行無阻。遺憾的是，移動(dòng)平臺(tái)尚未有完善的H.265硬解方案，現(xiàn)在主流的Cortex-A9四核心軟解H.264依然要出一身汗，播放H.265大概只能讓你欣賞一下幻燈片或者萬花筒。

　　◆標(biāo)準(zhǔn)確立太晚

　　4K的調(diào)子從去年就開始在唱了，但適合用于4K視頻編碼的H.265卻在很長時(shí)間內(nèi)都沒有確立起相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。直到今年年初，國際電信聯(lián)盟ITU才正式宣布H.265視頻格式標(biāo)準(zhǔn)，按照正常進(jìn)度，支持H.265的軟硬件起碼要一年或者更久才開始慢慢由星火變?yōu)榱窃畡荨?/p>

　　ITU終于完成了H.265標(biāo)準(zhǔn)，但有些晚了，廠商們已經(jīng)投產(chǎn)了不少4K面板

　　H.264第一版標(biāo)準(zhǔn)在2003年出爐，1080p高清視頻直到06、07年才算是開始流行；H.265標(biāo)準(zhǔn)今年確立，大家不妨猜猜4K要等到什么時(shí)候才會(huì)火起。

　　◆Google成了H.265的頭號敵人

　　和舊時(shí)代不同，在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代H.265擁有了新的敵人，這個(gè)敵人就是當(dāng)今最能打的互聯(lián)網(wǎng)公司Google。Google自己搞了一套開源的VP8/WebM視頻解決方案，遵循BSD許可證開源——注意，Google祭出大殺器“開源”了！Google憑借著開源，當(dāng)年硬將爛泥一樣的安卓扶上墻的情景現(xiàn)在還歷歷在目（當(dāng)然現(xiàn)在的安卓很好很優(yōu)秀）。和需要繳納授權(quán)費(fèi)的H.265相比，Google VP8/WebM對業(yè)界的吸引力無疑是巨大的。

　　Google旗下的Youtube肯定跟進(jìn)VP8/WebM，加之開源，H.265能有多少勝算？

　　Google VP8/WebM主要針對HTML5和云播放領(lǐng)域，不過以互聯(lián)網(wǎng)的強(qiáng)勢，VP8/WebM很容易就能影響到傳統(tǒng)的光盤行業(yè)。H.265和Google的爭斗仍在繼續(xù)，對于H.265來說，標(biāo)準(zhǔn)正式確立算是個(gè)重大利好的消息了。