在 1080P 的显示器上，4K 的视频是否看起来比 1080P 的视频更清晰？为什么？

passarella

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作者：迟宬
链接：http://www.zhihu.com/question/37322363/answer/71717662
来源：知乎

这个受到很多因素的影响，但最主要的因素是 色度抽样(Chroma Subsampling)




色度抽样：由于人眼对色度的敏感度不如亮度（因为我们还有不能感受“颜色”的视柱细胞嘛），图像的色度分量不需要有和亮度分量相同的清晰度，所以许多视频系统在色差通道上进行较低（相对亮度通道）清晰度（例如，抽样频率）的抽样。这样在不明显降低画面质量的同时降低了视频信号的总带宽。因抽样而丢失的色度值用内插值，或者前一色度值来替代。


因为市面上下载的绝大部分片源都采用了4:2:0色度抽样，因此一个4k（3840×2160）分辨率的视频，其色度分辨率为1920*1080。在1080p的显示器上播放时，播放软件会自动对4k视频缩小，每4个方形排列的像素取平均值。3840*2160的亮度信息经缩小后变为1920*1080，而其原本就是1920*1080的色度信息则保持不变，因此你就得到了一个1080p的4:4:4色度未压缩的视频！
虽然亮度分辨率没有提高，但是色度分辨率提高了两倍，这就是为何4k片源比1080p观感更清晰。
色度补偿效果，理论上会带来正面的效果。色度（chroma）方面，yuv420的4K视频能（接近）完全发挥1080p的每一像素点。

注：本答案并没有讨论视频编码压缩(如h.264本身的压缩)的问题，只是解释了色度抽样并将其应用到题主的问题上。文中有几处我为了省事使用了压缩一词，其实都是在指色度抽样。


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再说这个问题之前我先说一下我学校对于1080P视频和4K视频的实际主观测试结果。采用标准化盲测的情况下，13%的人觉得4K视频主观感受更好。由于这个测试是在2010年左右做的，估计是没有采用HDR标准，采用的是目前流行的4K标准。
简要回答是：不能简单说效果会更好。还不如说心理效应可能影响更大。
首先回放系统是一整套的系统，每个环节都会影响视频主观质量。
目前能够假定的条件，片源是各自符合Full HD和4K标准的源，采用的回放设备（屏幕）采用流行的IPS普通屏，播放环境采用windows，MPC默认环境（个人喜好，用WMP也行），适当的观看距离，来做一下对比。
主要的差异部分：4K视频会由渲染器缩放成1080P分辨率，这里面涉及缩放算法（有优劣之分），色度补偿效果（deblock效果）。缩放算法几乎是决定视频质量的核心要素，在windows7之后的系统默认采用EVR渲染器，采用的缩放算法并不理想，这导致了1080P视频在提高色度采样率（420压缩）时会得到较差的结果。同时亮度信息由于向下扫描的情况导致4K视频会得到较差的结果。综合评价时应该是4K视频效果略升。至于色度补偿效果，近似于人眼可分辨值域之上，理论上会带来正面的效果。
漏了一句，目前1080P视频遵循的是bt.709色域，而标准的4K视频应该遵循bt.2020色域，目前像EVR渲染器处理bt.2020是会得到错误的结果的。不过考虑到目前能够入手的资源，bt.2020并不多见，这个错误不一定会遇到。但是一旦遇到，色域映射就是错误的。使用madVR渲染器可以避免此问题，但是硬件消耗过高导致帧率不足缺乏实际应用价值。
说完了理论部分，再说主观的部分。其实视频最终是要给人看的，而不是拿来跑理论值，所以针对视频的质量评价系统结果在整体的评价中权重并不高。
我猜测一下，在主观部分应该会有提升，基于开头的1080P和4K的主观测试结果。但是具体到数值上有多少提升，我是持怀疑态度的。
个人观点。

题外话，目前4K标准依然很混乱，不仅没有HDR，最关键的10bit，bt.2020和60帧均未达标。UHDBD也要在2016年才会上市。特别是HDR，我觉得会是开启4K视频的有力标准。再加上更广的色域呈现更多的明暗对比度以及鲜艳的色彩，消费者才愿意买单。
你以为为什么要强上4K，8K，厂商要赚钱呗。作为消费者，不要简单相信厂商的宣传。白花冤枉钱。

kiesss

纯属胡说八道 以前在论坛上过示例图我买了个专业的4K升频视频处理器但依旧是按4:2:0输出的
当然这些东西都有个先升上去再降下来的过程 但色度重采样和标题有何必然关联呵呵

http://www.jd-bbs.com/forum.php? ... amp;fromuid=1257447

立華奏

kiesss 发表于 2016-1-10 14:31
纯属胡说八道 以前在论坛上过示例图我买了个专业的4K升频视频处理器但依旧是按4:2:0输出的
当然这些东西都 ...

视频播放过程中无论upscaling或者downscaling多少次最终都要chroma upscaling到444然后转换成RGB信号输出

因为显示设备只接受RGB信号输出而不是yuv信号

kiesss

立華奏 发表于 2016-1-10 14:38
视频播放过程中无论upscaling或者downscaling多少次最终都要chroma upscaling到444然后转换成RGB信号输出 ...

B熊 只有你通过MADVR这破软件和显卡驱动这么干 不要把所有人都这么想
还有你本来就是显示器 可不RGB&0-255 不要把自己的风格强加于人
我回的是LZ的帖子 你回的是个啥 多少年过去了一提MADVR这垃圾玩意依旧跟打了鸡血似的 你累不累啊呵呵

立華奏

kiesss 发表于 2016-1-10 14:45
B熊 只有你通过MADVR这破软件和显卡驱动这么干 不要把所有人都这么想
还有你本来就是显示器 可不RGB&0- ...

无知者无畏，光的三原色是RGB，因为显示设备是RGB显示，现代显示设备就是通过组合不同的三原色来达成几乎任何一种可见光的颜色。

几乎所有的视频格式都是基于YCbCr模型的。播放的时候，播放器需要将YCbCr的信息，通过计算，转换为RGB。这个步骤称为渲染。

降频还是升频这两个步骤所有播放设备都要做到并且支持的功能，不支持这功能的设备不能称为播放器。


显示设备是RGB信号你输出Yuv信号，你认为那玩意能看？你真的看过yuv信号的画面？如果真的看过就不会说出这种无知的话。


还有这里关MADVR什么P事情？MADVR做的事情跟其余渲染器做的事情没有本质区别，都是把接受解码信号然后upscaling,downscaling，转换RGB，抖动处理后输出罢了。

jdbbs99

立華奏 发表于 2016-1-10 15:17
无知者无畏，光的三原色是RGB，因为显示设备是RGB显示，现代显示设备就是通过组合不同的三原色来达成几乎 ...

纠正你一下---光的三原色不是RGB，颜色的三原色才是RGB，光的三原色是RYB！！！

kiesss

立華奏 发表于 2016-1-10 15:17
无知者无畏，光的三原色是RGB，因为显示设备是RGB显示，现代显示设备就是通过组合不同的三原色来达成几乎 ...

B熊 只有你通过MADVR这破软件和显卡驱动这么干 不要把所有人都这么想
还有你本来就是显示器 可不RGB&0-255 不要把自己的风格强加于人

立華奏

jdbbs99 发表于 2016-1-10 15:21
纠正你一下---光的三原色不是RGB，颜色的三原色才是RGB，光的三原色是RYB！！！

RYB什么鬼？

kiesss

立華奏 发表于 2016-1-10 15:17
无知者无畏，光的三原色是RGB，因为显示设备是RGB显示，现代显示设备就是通过组合不同的三原色来达成几乎 ...

我也真是服了你了 纯视频应用像常见的后来者HDMI这种新些的才是RGB 以前数字电视的器材输出都是Y/Pr/Pb Y/Cr/Cb
你本来就是显示器和别人讨论这个有何意义 所有人都要把电视当显示器来用这又有何意义 你不觉得无聊吗呵呵

立華奏

kiesss 发表于 2016-1-10 15:22
B熊 只有你通过MADVR这破软件和显卡驱动这么干 不要把所有人都这么想
还有你本来就是显示器 可不RGB&0- ...

所以无知者无畏，你自己认为自己正确就行了，反正整个行业不是跟着你走的。

立華奏

kiesss 发表于 2016-1-10 15:33
我也真是服了你了 纯视频应用像常见的后来者HDMI这种新些的才是RGB 以前数字电视的器材输出都是Y/Pr/Pb Y ...

显示器和电视机根本没有区别都是用来显示的设备

kiesss

立華奏 发表于 2016-1-10 15:33
所以无知者无畏，你自己认为自己正确就行了，反正整个行业不是跟着你走的。

“显示器和电视机根本没有区别都是用来显示的设备”我真是服了你了
你只有个显示器多少年过去了依旧是有个显示器 就能YY起别人来
反正什么都能被你手动调成一样的所以他们都一样呵呵

不光这个 像什么16-235在你眼里也是大逆不道的事情 我还是那句话
B熊 只有你通过MADVR这破软件和显卡驱动这么干 不要把所有人都这么想
还有你本来就是显示器 可不RGB&0-255 不要把自己的风格强加于人

红眼机器人

都太高端了。反正我这狗眼，在youtube上看1080P的和4K的清晰度感觉都一样。。。  1080屏的笔记本看在线视频的时候。

立華奏

kiesss 发表于 2016-1-10 15:45
“显示器和电视机根本没有区别都是用来显示的设备”我真是服了你了
你只有个显示器多少年过去了依旧是 ...

所有显示器都只支持0-255，我不设置成0-255难道要我强制设置成16-235吗？

我们都应该知道目前所有视频片源都是基于yuv数据的，也就是说Y16-235,UV16-240这样的范围。为什么不把设置成16-235而是0-255主要原因是显示器已经把设备的0作黑色而255作为白色，如果你设置成16-235这样会导致显示器判断错误，把16作为黑色，把235作为白色。把这两个直接套进0-255里，你认为会显示正确吗？明显不可能，

排除其余所有因素，显示器的0-255还是电视机的16-235最终输出的画面应该是一致的，虽然显示器有0-255范围但最终接受的信号只有16-235，所以能显示的信号图像也只有16-235，根本不会无缘无故的多出1-15和236-255这两个部分的信号图像。

kiesss

立華奏 发表于 2016-1-10 16:05
所有显示器都只支持0-255，我不设置成0-255难道要我强制设置成16-235吗？

我们都应该知道目前所有视频 ...

所有显示器都是只支持0-255 所有显卡驱动只支持0-255 B熊你用过几年计算机和显示器
你们家屏幕对应的显卡驱动EDID标识就一定是0-255绝大多数显卡都是错的 15年开始新驱动才刚改正
你的世界观人生观就这么点 别人买平板和PC的时候你在哪里 不要把自己的风格强加于人