最近,华纳兄弟公司、皮克斯、亚马逊Prime Video、LG与美国电影摄影师协会(ASC)联手进行了一次双盲研究,主要了解人们是否可以分辨4K和8K内容之间的差异。最终得出的结果似乎有点出乎大部分人对8K电视的意料,以下我们具体看看他们是如何完成这次实验的。
实验团队先是准备了7个剪辑片段,每段视频内容均为原生8K HDR 10,没有任何压缩,长约10秒。这7个内容分别是华纳兄弟公司出品的《敦刻尔克》(两段内容,选取了人物特写镜头和海滩的宽镜头)、皮克斯出品的《勇敢传说》和《虫虫的一生》、亚马逊Prime Video出品的《The Tick》(两段内容,一段是在山洞里镜头,另一段在太空飞船里的镜头),以及Stacey Spears拍摄的《Nature》。
研究团队还测试了每段剪辑内容的MaxFALL(最大帧平均亮度)和Max CLL(最大内容亮度)
这些内容由专业的后期制作软件Nuke缩减成4K,接着用工具将4K内容放大回8K,基本上每个像素点都会重复4次。如此在两个分辨率之间来回切换,最终在同一8K电视里播放4K和8K内容。
显示器为88英寸的LG 88Z9 8K OLED电视,由于视频内容较大,实验团队还需借助一系列的硬件设备来辅助传输未经压缩的8K内容。首先所有剪辑内容都加载在了具有18核心i9处理器、SSD RAID存储和Nvidia 1080Ti GPU的Windows PC上;其次通过BlackMagic 8K Pro的4个12G SDI接口发送到四个AJA Hi5-12G SDI-to-HDMI转换器上,后者将输出HDMI 2.0;最后四个转换器将HDMI 2.0发送至Astrodesign SD-7075,通过后者将内容转换为单个HDMI 2.1位流,并将其发送到电视。
这样实验邀请了139人进行了为期3天的研究,每个环节有5位参与者,每次观看持续大概30分钟。具体的施行方式是两名参与者在前排,距离屏幕约5英尺(约152.4cm),三名参与者则位于后排,距离屏幕约9英尺(约274.32cm)。
每次观看中,每段4K、8K剪辑内容都以3个序列的模式播放。尽管每个序列并没有一个个标明的呈现,但在前两个序列里,4K和8K内容将会被随机分别标签“A”和“B”,接着以“ABAB”的交替方式播放两次。最后消费者根据个人观看,填写哪一个版本表现更佳(见下图)。第3个序列则播放4K内容为主,观众依然可以看到标签“A”和“B”,依然以此来评比画面表现。
评分表
需要再次强调的是,参与者最终看下来的不是3个序列内容,而是7段剪辑内容均播放3个序列。它们将以随机顺序播放,观众有可能先是看了《敦刻尔克》的第1序列,接着又转换到了《勇敢传说》的第3序列,直至21个序列均呈现完毕为止。此外,参观者也不会看到同一段剪辑内容连续两个序列播放。
作为一项专业的研究,实验团队在挑选参与者上也会特别评估其视力表现。
若感知细节能力不佳,那么对研究将会毫无意义,因此每个参与者都会进行Snellen视力表的标准敏锐度测试。视觉敏锐度以“20/XX”的数字表示,其中20/20表示正常,即观众在20英尺距离上,可以分辨出正常视力者观看到的细节水平。如果观众在20英尺的距离上,只能分辨出正常视力者在200英尺距离里观看到的细节水平,那么他就是非常差的“20/200”的视觉敏锐度。相反,若20英尺的距离下,观众可以分辨正常视力者在10英尺距离里看到细节水平,那么他就拥有比正常情况更好的视觉敏锐度。这项研究大多数参与者都达到了20/20甚至更高的水平,约有27%比20/20更好,34%刚好达到了20/20的视觉敏锐度。正常线以下方面,约有39%的人比20/20比更差,其中,绝大多数人都是20/25、20/30。
61%的参与者达到了20/20甚至更高的视觉敏锐度介绍完所有实验事项和原则之后,终于来到了最终结果部分。为了更细致地分析实验结果,团队制定了几个分数表格,几乎所有剪辑片段的平均值都是8K内容好于4K内容,不过整体平均值未超过0.252,只达到“略好”的四分之一。值得一提的是,正常20/20(甚至更高)参与者的平均结果与全部参与者的平均结果出现了一些不同点,分歧点主要在于前者的部分片段平均值偏向8K更佳,部分片段则略微偏低。
所有参与者的平均值(左)显示,8K内容略好于4K内容。20/20或更高参与者的平均值(右)显示了一小部分更偏向8K,但变化不大团队特别分析了前面一排座位观众(视力20/20)的数据,这一组数据更能体验结果的精确性。因为在此距离下观看88英寸电视,完全能够敏锐地感知到8K视频的解析力和分辨率。从平均成绩来看,有两个片段(分别是《Nature》和《虫虫的一生》)是明显指明8K内容的得分更佳,其它数据则大多只是偏向于8K“略好”的一小部分。
除了《Nature》和《虫虫的一生》要明显偏向8K,其它评分仅是比4K“略好”一些消除“略好”、“更好”和“好得多”的选项,将所有数据分为“4K>8K”、“4K=8K”以及“8K大于4K”三个数据来对比,显示了一个有趣的结果。不管是哪一种数据,所有片段几乎没有明显的差异,仅仅只是《Nature》的片段是8K优于4K效果。
也许会有很多朋友惊讶,为何会出现“4K内容比8K内容表现更好”的数据?对于出现这样的情况,华纳兄弟公司技术副总裁Michael Zink(研究的发起人之一)表示,大部分人对4K好于8K的评价是因为他们看不出差异,只是在猜测。更有趣的是,除了Clip 7以外的所有片段,大多数人都认为“4K和8K表现相同”,“8K好于4K”则排在了第二名。实验团队在这些结果中得出了一些结论,比如在典型的观看空间里,分辨率从4K增加至8K不会带来明显的视觉提升。同样,视觉差异从某种程度上主要决定于内容。像是8K内容得分最高的《Nature》,不仅是因为它是7段内容里亮度最高的,也能可能因为它具有许多高频细节。前排20/10视力参与者对《Nature》和《虫虫的一生》的评分也比其它片段更高,由此可知视觉敏锐度和座位距离也是重要的条件之一。
不管怎么样,这项研究表明了就感知细节而言,8K内容仅略微好于4K内容,并且还需在离屏幕较近的情况下才能拥有良好的对比差异。4K分辨率已提供了大部分人能感知到的画面细节,因此大部人是看不出8K和4K的明显差别。关于8K和8K电视,此前影音中国已做过一次特别的介绍文章,并表示以如今的技术和内容来看,买8K电视仍然为时过早。即便如此,8K电视的发展道路仍然不会就此减慢,因为8K不仅是内容分辨率上的进步,如今不少产品还可对一些较低分辨率的内容进行提升。