4K的定义: 4K(4K Resolution)其实就是一组横向解析度约为4000像素(Pixel)的分辨率的数值,目前所谓的4K其具体分辨率并不是明确统一的,不同行业不同标准有不同的界定,比如4096*2160、3840*2160、4096*3112、3656*2664等等,大体来讲,只要其横向分辨率在4000左右,我们叫他4K就问题不大。4K这名字就取自这横向4000,比如我们熟悉的1080P(1920*1080)、720P(1280*720)这些分辨率就是取自其纵向像素值。至于为啥不再延续纵向值叫做2160P这类,我想主要是4K叫起来更拉风。知道了4K来源那么其它2K、8K啥的也就好理解了。
4K的用途: 让我们在各种显示设备上看视频、看图像更加清晰。目前电视机、网站上所谓的高清视频,分辨率一般是1080P(1920*1080),它能在显示设备上显示的横竖总像素值大约为1920*1080=207万个,而4K我们用4096*2160计算则是超过了800万,单是像素点就提升了4倍之多。另外4K除了在分辨率大幅提升外,在色域、比特位数等其它参数方面也有较大提升,这些提升能让我们看到的画面更清晰、细节呈现上更加细腻饱满。
1. 理论计算——数据未压缩
4K显示屏对应的解析度:3840*2160
4K内容需要的传输速率:3840*2160*8*3*60≈12 Gbps (前提:不考虑数据中的其他信号;数据位数为8 bits/color;帧率为60fps)
2. 理论计算——数据压缩后
H.265标准的压缩比:350~1000
4K内容需要的传输速率(H.265标准压缩后):12~40 Mbps
3. 实际数值——取样于各主流视频网站
1) 各国4K内容现场试验中的传输速率:17.5~35 Mbps(H.265压缩标准下)
2) Netflix 4K: ≥20 Mbps (H.265压缩标准下)
3) Youtube 4K: ≥25 Mbps (VP9压缩标准下)
4) LG 4K: 15.6 Mbps (推测同样为H.265压缩标准)
备注1:相同的现实效果下,H.265 (或称HEVC)的压缩比是H.264 (或称AVC)的2倍左右。
备注2:带宽的单位为bps(即bit/s),如1M带宽对应的传输速度1Mbps。
4.带宽计算
Client客户端需要的带宽 = 码率;
Server服务端需要的带宽 = 同时观看人数 * 码率;
5.实际家庭应用场景下网络承载带宽评估
- 按照4K平均标准20Mbps来计算的话,如果一个普通的家庭场景下,有4个人同时观看4K视频内容,那么应该满足80Mbps速率需求。
- 同时,由于WiFi网络底层应用率的原因,一般理论速率 * 50% = 实际应用速率,也就是说80Mbps速率的情况下对Server服务端的速率要求大约是160Mbps.
- 所以,一般300Mbps的无线AP在短距离下基本可以支持多个设备实现4K业务观看。但是不幸的是,考虑到WiFi信号的路径衰减因素,尤其是在复式楼、大面积住宅等环境下,对网络带宽的要求更加严格(要根据实际家居环境去做评估,不同的环境衰减差别很大),这里为了同时兼顾近距离高清视频业务和远距离的需求,建议选择300M+11AC的产品,毕竟1200Mbps的产品已经被做成了白菜价。
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