视觉敏锐度和观看距离是影响因素，但是就算视觉很敏锐、观看距离很适合，所观察出的差异也几乎可以忽略。

我一直认为，8K显示的价值不是因为多了多少像素。在正常观看距离下，人眼能分辨的分辨率是有极限的，像素密度超过了这个极限是没有意义的。

那么，这个极限到底在哪？或者换个问法：在普通观看条件中，8K相对于4K提供的更多细节真的能被人眼感知到吗？华纳兄弟联手皮克斯、亚马逊Prime、LG和美国电影摄影师协会（ASC）共同设计了一个精巧的双盲实验，调查人们看各种4K、8K内容时，是否能感觉到差异。实验结果回答了这个问题。

本文中，“4K”的分辨率是3840 x 2160，“8K”的分辨率是7680 x 4320。是的，这样的定义不是特别准确。如果要非常精确，那么“4K”的分辨率应该是4096 x 2160，而“8K”的分辨率是8192 x 4320。但是，因为电子产品消费行业普遍用这两个词指代对应的电视分辨率，所以本文按照这个方向，提及“4K”时指3840 x 2160的分辨率，提及“8K”时指7680 x 4320的分辨率。

内容挑选和准备工作

这个研究共准备了7个片段，每个片段都采用原生无压缩8K，时长都在10秒左右。其中两个片段来自华纳兄弟的《敦刻尔克》（8K扫描的70mm电影），包括角色的特写和沙滩的广角镜头。皮克斯动画《勇敢传说》和《虫虫危机》的片段则被渲染成8K格式。亚马逊的动作剧集《超级蜱人》提供了两个片段，一个是山洞场景，另一个是宇宙飞船的场景，这两个片段都由RED数字电影摄影机进行8K录制，另一个史黛西·斯皮尔斯拍摄的自然素材也是这样录制的。

所有7个片段都是原生HDR，以HDR10编码。图一列出了每个片段的HDR10数据：

图一：所有七个片段都用HDR10编码本表格记录了每个片段的最大帧平均亮度级别（MaxFALL）和最大内容亮度级别（Max CLL）。可以看出，这些片段代表的平均和最大亮度级别很广泛。

每个片段也通过行业标准后期软件Nuke进行了4K下变换。然后，这些4K素材又被Nuke的cubic滤波器重新“上变换”到8K，滤波器把每个像素复制四次，同时进行平滑处理，所以这些素材本质上是装在8K“封装格式”中的4K素材。

为什么把4K版本重新变为8K？因为4K和8K都会在同一个8K显示设备上随机播放。（一会儿再讲）。为了避免4K和8K切换时可能出现的HDMI卡顿或者显示设备因信号切换而短暂显示输入信号分辨率的情况，所以所有素材都应该让显示设备“认为”是8K。

测试设备和过程

播放所有片段的显示设备是一台LG 88Z9 88英寸OLED电视。所有片段都上传到配备18核i9CPU、RAID SSD（固态硬盘）存储和Nvidia 1080Ti GPU的Windows电脑中。BlackMagic 8K Pro视频接口通过四根12G SDI连接线把视频传给输出HDMI2.0的四个 AJA Hi5-12G SDI转HDMI转换器。这四个转换器把HDMI2.0传输给Astrodesign SD-7075，它又把信号转为单个HDMI 2.1比特流，再由电视接收。

图二：回放系统需要强大硬件来处理未经压缩的8K素材。

这些未压缩文件的交付格式是DPX专业格式，帧率为24fps，采用逐行扫描（24p）。这些素材采用BT.2100中定义的10bit编码，使用BT.2020色域和 PQ EOTF（电光转换方程），这也是HDR10的标准格式。这些文件要求读取速率稳定在至少3GBs（也就是每秒3GB!）,所以说硬件得强大。

本研究共有139名被试者，跨时三天。每场测试大约30分钟，每场有5名被试者参加。两名被试者站在前排，离屏幕约1.5米（5英尺），三名被试者站在后排，离屏幕约2.7米（9英尺）。先说明一下，7英尺（约2.1米）是屏幕高度的两倍，ITU（国际电信联盟）规定，无论屏幕尺寸如何，家庭观看距离的平均值都是7英尺（约2.1米）。

在每次测试中，每个4K和8K版本的片段都会以三种序列播放，但是一个片段的某个序列完结后，不会立即播放同一片段的另一个序列。在其中两个序列中，4K和8K版本被随机分配了标签“A”和“B”，且交替播放了两遍，即播放顺序为A-B-A-B,随后被试者在评分表上（见图三）标记哪个片段看起来更好。第三个序列会播放4K版本4次，但被试者仍然会看到交替出现的“A”“B”标签，并评分。这样就设置了对照组，以得出更加客观的数据。

图三：看完一组序列后，被试者就输入分数，表明A或B哪个好一点、更好、好很多或者一样。

在每场测试中，被试者观看一个片段的一个序列，再观看另一个片段的一个序列，以此类推，直至21个序列都随机播放完毕。同一个片段的不同序列不会紧挨着播放。

视觉敏锐度（视力）分析

在测试开始前，每位被试者的视觉敏锐度（视力）都接受了评估，如果他们不能看到非常精细的细节，则参加测试毫无意义。所有被试者都在验光室里通过Snellen视力图接受了标准的视力测试。

“20/X”数字是量化视力敏锐度的一个方法，“20/20”（即5.0）代表正常，即观看距离为20英尺（6.096米）时，被试者能分辨的细节和视力正常的人在相同距离分辨的细节一样。“20/200”（即4.0）的数字表明，观看距离为20英尺（6.096米）时，被试者分辨的细节和正常视力者观看200英尺（60.96米）处分辨的细节一样，视力不太好了。相反，20/10（即5.3）表示，当观看距离为20尺（6.096米）时，被试者能分辨的细节和正常视力者观看10英尺（3.048米）处分辨的细节一样，也就是视力好于常人。

所以这个研究中，大部分被试者的视力在20/20（即5.0）或更好（如图4）。被试者中，27%的视力好于20/20（即5.0）,34%的视力为20/20（即5.0）,39%的视力差于20/20（即5.0），这些人大都在20/25（即4.9）或者23/30（即4.8左右）。

27%的被试者视力好于20/20 (5.0)

34%的被试者视力为20/20 (5.0)

39%的被试者视力不及20/20 (5.0)

图四：多数被试者（61%）的视力等于或好于20/20（即5.0）

研究结果

最终分数由多种表格呈现。平均所有结果来看，8K片段被评为比4K片段“好一点点”。（如图5）各平均值不超过0.252，只是“好一点”的1/4。图5也列出了视力正常（20/20，5.0）或更好的被试者平均结果。他们对一些片段的评分均值往8K靠近了一点，但对另一些片段的评分均值离8K远了一点。

图五-1

图五-2

图五1-2：在所有结果的平均统计中（图五-1），8K版本被评为比4K版本“好一点点”。对于视力正常（20/20，5.0）或更好的被试者，平均结果有了一点改变，但改变不明显。

再看看坐在第一排的视力为20/10（5.3）的被试者（图6），片段《虫虫危机》和史黛西·斯皮尔斯的自然素材获得了较高的评分，在“好一点”等级周围徘徊。但其他片段的评分依然几乎达不到这个范围。特别强调这组被试者的数据是有原因的：根据一个更科学精确的视力敏锐极限论，这组被试者应该能在该测试距离上完全分辨88英寸屏幕上的8K分辨率。

图六：坐在第一排、视力为20/10（5.3）的被试者（离屏幕5英尺远，即1.524米）提交的平均结果显示，《虫虫危机》史黛西·斯皮尔斯的自然素材相较于其他片段评分更高，但也只是比4K“好一点”。

如果换一种方法诠释数据，可以把“好一点”“更好”、“好很多”的评分都合并起来，形成一个“更好”的评级。华纳兄弟副总裁兼该研究的作者之一迈克·赞克说，这样做的目的是把极细小的变量排除在考量范围外。因为有感知差别，一个人觉得“好一点”，在另一个人看来可能“好很多”。总之，研究者想比较人们评出的“一样”和“任何程度的更好”有什么差别。结果如图7的右半部分显示。

关于评分结果，另一个有趣的切入点如图7的左半部分，图中显示了认为4K好于8K、两者一样、8K好于4K的分布情况。有一点很有趣，评价史黛西·斯皮尔斯的自然素材时，更多的人认为8K比4K好，这有异于其他片段。

图七-1

图七-2

图七1-2：图七-1统计了4K评分好于8K（蓝色）、两版一样（橙色）、8K评分好于4K（绿色）的分布情况。图七-2显示把三个更好的层级合并为一个“更好”层级的结果。

使人惊讶的是，认为4K比8K好的人很多。关于这个问题，我询问了迈克·赞克，他说：“我相信，很多人对4K版本的评分高于8K版本的原因是他们真的看不出差别，纯粹在猜。”更有趣的一个发现是，如果排除片段7（自然素材），认为4K和8K一样的人数最多。认为8K好于4K的人数排第二。而片段7的评分却很不同，它让多数人认为“8K好于4K”，这是很值得注意的点。

结论

赞克和同事针对这些结果得出了一些结论：首先，在典型的监看条件中，把空间分辨率从4K提高到8K不会出现明显的视觉改观。而且，感知差异在一定程度上受内容影响。特别是史黛西·斯皮尔斯的自然素材含有很多的高频率细节，所以可能让观众的评分更靠近8K一些。

更重要的是，感知差异受视觉敏锐力和观看距离的影响。可能坐在前排的、视力在20/10（5.3）的被试者能比较肯定地给8K《虫虫危机》和8K自然素材打更高的分数。一个旁生的结论是，国际电信联盟（ITU）也许可以考虑修改它的观看距离意见书，把视力为 20/10（5.3）或20/15（5.1左右）的人群考虑在内。

显示技术是否影响人分辨8K的能力呢？这个研究未能涉及这一点。如果显示设备是8K LCD电视而不是OLED电视，研究结果会有什么不同吗？我怀疑结果还是一样，但是要得出客观结论，需要另一个调查了。

本研究认为，在观看者视力良好、观看距离较近的条件下，8K在可感知细节的显示上稍微好于4K，否则，4K提供的细节已经是消费者能感知的绝大部分细节了。就算如此，我肯定，电视制造商还是会继续生产8K电视，把8K的分辨率向下迁移到他们的中档机型，就像4K刚问世时一样。但是，我觉得制片厂不会很快拍摄8K原生内容。到头来，一切要看8K电视的分辨率上变换性能有多好。这又是另一个研究要考虑的问题了。

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作者：斯科特·威尔金森

翻译：盖雅翻译小组