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        4K監(jiān)視器的特點和選型方法

        2020-08-21 09:05:27王海燕
        數(shù)碼設(shè)計 2020年3期
        關(guān)鍵詞:監(jiān)視器色域電平

        王海燕

        摘要:介紹了4K/UHD監(jiān)視器的選型方法。內(nèi)容涵蓋4K/UHD監(jiān)視器的特點,與高清/標(biāo)清監(jiān)視器之間技術(shù)指標(biāo)的差別,以及歐廣聯(lián)對監(jiān)視器分類的標(biāo)準(zhǔn),并依據(jù)分類給出了監(jiān)視器選型的指標(biāo)。

        關(guān)鍵詞:4K/UHD;監(jiān)視器特點;選型方法

        中圖分類號:TN948文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-9129(2020)03-0125-02

        Abstract:Theselectionmethodof4K/UHDmonitorisintroduced.Thecontentcoversthefeaturesof4K/UHDmonitors,thedifferenceoftechnicalindicatorsbetweenTHEmonitorsandHD/SDmonitors,aswellaseurONorm'sclassificationstandardsformonitors,andgivestheindicatorsofmonitorselectionaccordingtotheclassification.

        Keywords:4K/UHD;Monitorfeatures;Selectionmethod

        14K監(jiān)視器的特點

        首先是信號上的區(qū)別。從兩者名稱的字面意思看,高清到4K只是像素數(shù)有了4倍的提升。如果要簡單地顯示4K信號,相應(yīng)的把監(jiān)視器的像素密度提高,或者簡單粗暴的做大屏幕尺寸就可以實現(xiàn)4K信號的顯示。但是,從4K超高清的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來看,高清和超高清信號之間存在巨大的差別。

        ITU國際電信聯(lián)盟給出的關(guān)于超高清電視的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要是2個——ITU-RBT.2020和ITU-RBT.2100-2(廣電總局對應(yīng)發(fā)表的是國家廣電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GY/T315-2018)。簡單的看,BT.2020建議了4K、8K的分辨率,逐行掃描模式、25-120的高幀頻和寬色域范圍WCG,BT.2100建議了高動態(tài)范圍HDR。從這個角度看,監(jiān)視器要實現(xiàn)真正的UHD超高清視頻效果就不那么簡單的了。

        超高清所要求的高分辨率和高幀頻主要是提升了空間分辨率和時間分辨率,這些指標(biāo)目前大部分主流的LCD、OLED等器件都可以通過現(xiàn)有的技術(shù)加以實現(xiàn)。高動態(tài)范圍和寬色域范圍的指標(biāo)對于LCD和OLED器件來說都有各自的麻煩,需要付出很大的努力才能克服。

        不論是CRT器件還是目前主流的平板顯示器件,都是利用RGB三基色混合原理實現(xiàn)色彩還原的。因此,要實現(xiàn)更大的色域面積內(nèi)的色彩還原,就需要提供更加純凈的三基色。同樣由于顯示器件性能指標(biāo)、使用壽命以及成本等方面的原因,目前的顯示器還很難達(dá)到完全符合BT.2020標(biāo)準(zhǔn)的色域,UltraHDPremium超高清聯(lián)盟規(guī)定超過90%的DCI-P3色域即認(rèn)為合格。當(dāng)然,UltraHDPremium超高清聯(lián)盟規(guī)定的指標(biāo)也會隨技術(shù)的進步進行提升的。

        24K監(jiān)視器的選型方法

        在電視臺內(nèi)部,監(jiān)視器一般會按照用途分為2個大的類別——技術(shù)監(jiān)視器和圖像監(jiān)視器。根據(jù)使用環(huán)境分為室內(nèi)和室外用途的監(jiān)視器。其中,用于技審或通道檢測的監(jiān)視器要求最高,有時也被稱為技監(jiān)級監(jiān)視器。進入超高清時代對監(jiān)視器也提出了新的要求。

        首先是高動態(tài)信號帶來了不同的EOTF電光轉(zhuǎn)換特性曲線。在高標(biāo)清時代,光電電光轉(zhuǎn)換特性是統(tǒng)一的,所有攝像機使用一樣的光電轉(zhuǎn)換特性曲線,監(jiān)視器使用規(guī)定的電光轉(zhuǎn)換特性曲線,從而保證設(shè)備通道的一致性,也保證了節(jié)目交換的可能性。進入超高清時代,光電電光轉(zhuǎn)換特性的標(biāo)準(zhǔn)不是唯一的了,僅僅在專業(yè)節(jié)目制作領(lǐng)域就存在HLG和PQ兩種ITU推薦的轉(zhuǎn)換特性曲線;同時,各個攝像機廠家也推出了根據(jù)自家產(chǎn)品優(yōu)勢而定制的光電轉(zhuǎn)換特性曲線,作為第三方的監(jiān)視器廠家需要盡可能多的適應(yīng)這種新的要求。

        其次,現(xiàn)在正處于高清向超高清過渡的階段(可能會有很長的過渡期——),在制作超高清節(jié)目的同時,要照顧向下兼容的高清節(jié)目。這時會要求在監(jiān)看超高清節(jié)目的同時監(jiān)看下變換后的高清信號。

        舉個最簡單的例子:如果在直播過程中調(diào)整光圈,高動態(tài)HDR轉(zhuǎn)換特性內(nèi)的圖像還處于正常范圍內(nèi),標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)SDR轉(zhuǎn)換特性內(nèi)的圖像可能已經(jīng)過曝了。所以,在拍攝超高清信號或者對節(jié)目文件進行編輯、特別是在對素材做調(diào)色、特技等處理的過程中,需要同時參考高動態(tài)范圍的監(jiān)視器和標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)范圍的監(jiān)視器。這就要求監(jiān)視器既能夠顯示高動態(tài)HDR信號,也能顯示標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)SDR信號,甚至要在同屏內(nèi)、同時顯示高動態(tài)HDR和標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)SDR的信號,方便兩種狀態(tài)的對比。

        從實際使用情況看,監(jiān)視器在室內(nèi)使用時一般放置在桌面或工作臺面,屏幕距離操作人員比較舒適的距離應(yīng)為0.65-1米,反推屏幕尺寸應(yīng)該在17-34吋之間,綜合考慮應(yīng)選27-31吋比較合適。

        關(guān)于LCD與OLED屏幕的選擇其實并沒有過多的懸疑或沖突。OLED因為出色的黑電平性能,在觀看條件可控的環(huán)境中圖像還原的效果是毫無問題的。但是因為峰值亮度與壽命的限制,不利于在室外環(huán)境中使用。LCD的峰值亮度是其突出的亮點,目前已有多個廠商推出超過3000尼特峰值亮度的產(chǎn)品,用于室內(nèi)、室外均可。尤其中低端產(chǎn)品具有價格優(yōu)勢也是不爭的事實。

        34K監(jiān)視器選型時需要明確的條件

        3.1第一種用于技審、節(jié)目關(guān)鍵質(zhì)量把控點的高級HDR監(jiān)視器。

        (1)應(yīng)選用可對技術(shù)指標(biāo)進行校準(zhǔn)并保存的高級別監(jiān)視器。使用第三方廠家提供的傳感器,可以使用專用校色軟件,也可以內(nèi)置校準(zhǔn)功能,可以自動校準(zhǔn)HDR監(jiān)視器的各項技術(shù)參數(shù)。包括峰值亮度、黑電平、色域、伽瑪值等等。

        (2)亮度≥1000cd/m2

        (3)黑電平≤0.005cd/m2

        (4)屏幕分辨率不低于3840×2160,支持逐點顯示

        (5)幀頻應(yīng)可適應(yīng)24P、24/1.001P、25P、30P、30/1.001P、50P、60P、60/1.001P、100P、120P、120/1.001P,支持隔行掃描格式

        (6)屏幕尺寸不小于27吋。

        (7)支持UHDHDR、HDHDR和SDR功能。

        (8)多組轉(zhuǎn)換特性曲線可選。默認(rèn)支持HLG、PQ曲線,支持BT.709。支持其他第三方廠家的轉(zhuǎn)換特性曲線。

        (9)接口應(yīng)支持4×3G-SDI、2×3G-SDI、12G-SDI、3G-SDI、HD-SDI、SFP/IP、HDMI2.0。

        (10)內(nèi)置波形、矢量圖。最好選用具有顯示以尼特為單位的波形圖的功能。

        (11)如果能夠內(nèi)置眼圖功能將會極大方便系統(tǒng)的檢測,在外場使用時由于12G-SDI信號的穩(wěn)定性差,眼圖也會提供非常大的幫助。

        (12)還有一些具有超高清特色的功能可以選擇。如:色域圖。這個輔助圖形是在之前的各種監(jiān)視器中都沒有的功能。這個功能在后期調(diào)色的過程中,會對圖像的色彩調(diào)整提供非常具體的幫助。

        (13)可顯示視頻信號內(nèi)嵌的音頻信號電平。至少支持8路信號電平同時顯示。自帶機內(nèi)揚聲器或立體聲監(jiān)聽接口,并可任意選擇2路音頻信號監(jiān)聽。

        (14)可顯示立體聲或環(huán)繞聲音軌之間的相位關(guān)系。

        3.2第二種用于后期編輯、演播室導(dǎo)監(jiān)墻、播控機房以及部分外景拍攝的中級HDR監(jiān)視器。

        (1)亮度≥450cd/m2

        (2)黑電平≤0.01cd/m2

        (3)屏幕分辨率不低于3840×2160

        (4)幀頻應(yīng)可適應(yīng)24P、24/1.001P、25P、30P、30/1.001P、50P、60P、60/1.001P、100P、120P、120/1.001P,支持隔行掃描格式

        (5)屏幕尺寸按需選擇。一般不小于17吋。

        (6)支持UHDHDR、HDHDR和SDR功能。

        (7)多組轉(zhuǎn)換特性曲線可選。默認(rèn)支持HLG、PQ曲線,支持BT.709。支持其他第三方廠家的轉(zhuǎn)換特性曲線。

        (8)接口應(yīng)支持4×3G-SDI、2×3G-SDI、12G-SDI、3G-SDI、HD-SDI、HDMI2.0。

        (9)內(nèi)置波形、矢量圖。

        (10)可顯示至少8路音頻電平。

        3.3第三種用于音頻制作和對話配音區(qū)域,信號狀態(tài)監(jiān)控,評論員位置和電視演播室的返送顯示器。

        (1)亮度≥250cd/m2

        (2)黑電平≤0.02cd/m2

        (3)輸入分辨率不低于3840×2160,顯示分辨率不低于1920×1080

        (4)幀頻應(yīng)可適應(yīng)24P、24/1.001P、25P、30P、30/1.001P、50P、60P、60/1.001P、100P、120P、120/1.001P,支持隔行掃描格式

        (5)屏幕尺寸按需選擇。

        (6)支持UHDHDR、HDHDR和SDR功能。

        (7)默認(rèn)支持HLG、PQ曲線,支持BT.709。

        (8)HDMI2.0。

        (9)可解嵌至少2路音頻并可監(jiān)聽。

        結(jié)語:一般有攝像機產(chǎn)品的廠家如果同時生產(chǎn)超高清HDR監(jiān)視器,那么這個品牌的監(jiān)視器自帶的轉(zhuǎn)換特性曲線選項一般只會包含HLG、PQ和自家攝像機定制的轉(zhuǎn)換特性曲線選項,不會包含其它攝像機廠家定制的轉(zhuǎn)換特性曲線,特別是不會包含競爭對手?jǐn)z像機定制的轉(zhuǎn)換特性曲線!如果用戶自己手里有多種品牌的超高清HDR攝像機,在選擇超高清HDR監(jiān)視器時,需要考慮轉(zhuǎn)換特性曲線的選項是否包含其他廠家的定制選項,否則會帶來工作的不便。由于生產(chǎn)工藝、器件成本以及目前行業(yè)總體需求量的限制,造成高級別超高清HDR監(jiān)視器的價格非常昂貴。以攝像機的價格做個類比,如果超高清攝像機目前的價格大約比高清攝像機貴30-40%,那么超高清HDR監(jiān)視器的價格大約是高清監(jiān)視器的8-10倍。因此,用戶在選擇設(shè)備時,需要仔細(xì)衡量自己的需求,明確必要的指標(biāo)以及功能,爭取得到滿意的產(chǎn)品。

        參考文獻(xiàn):

        [1]演播廳監(jiān)視器校準(zhǔn)的原理以及操作方法[J].夏青.西部廣播電視.2015(01)

        [2]監(jiān)視器的正確使用和調(diào)整[J].吳海舟.西部廣播電視.2004(05)

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