Разрешение 3840×2160¶

3840×2160 — стандарт разрешения растрового изображения, соответствующий формату Ultra HD (UHD-1), при котором ширина составляет 3840 пикселей, а высота — 2160 пикселей. Общее количество пикселей равно 8 294 400, что примерно вчетверо превышает число пикселей при разрешении 1920×1080 (Full HD). Соотношение сторон составляет 16:9, что делает стандарт совместимым с большинством современных телевизионных и мониторных форматов. Разрешение также обозначается как 4K UHD, однако строго говоря, термин «4K» в цифровом кинематографе относится к разрешению 4096×2160 (DCI 4K), а 3840×2160 — производный от него потребительский стандарт.

¶История и стандартизация

Стандарт Ultra HD 1 (3840×2160) был утверждён организацией ITU-R в рекомендации BT.2020 в 2012 году как часть более широкого стандарта Ultra High Definition Television (UHDTV). Рекомендация охватывает не только разрешение, но и частоту кадров (от 24 до 120 Гц), глубину цвета (10 и 12 бит на канал) и расширенную цветовую охватность (Rec. 2020). Ранее, в 2005 году, Consumer Electronics Association (CEA) определила Ultra HD как формат с минимальным разрешением 3840×2160 и соотношением сторон 16:9.

В России стандарт получил распространение вместе с массовым переходом на цифровое телевещание и выходом соответствующих телевизоров. К 2020-м годам телевизоры с разрешением 3840×2160 стали основным сегментом рынка, вытеснив модели Full HD из средней и высокой ценовой категории.

¶Технические характеристики

Обозначение «2160p» подразумевает прогрессивную развёртку (без чересстрочной разборки) и используется преимущественно в контексте видео. В отличие от interlaced-форматов (например, 1080i), прогрессивная развёртка выводит каждый кадр целиком, что устраняет мерцание и артефакты движения.

¶Отличие от 4K и 4K DCI

Часто 3840×2160 и 4K употребляются как синонимы, однако это не вполне корректно. Цифровой стандарт киноиндустрии DCI 4K (Digital Cinema Initiatives) предусматривает разрешение 4096×2160. Разница в горизонтальном разрешении составляет 256 пикселей. Потребительская электроника — телевизоры, мониторы, игровые консоли, стриминговые сервисы — использует именно 3840×2160, поскольку это значение кратно Full HD (1920×1080) по обеим осям, что упрощает масштабирование и вывод изображения.

¶Применение

¶Телевидение и стриминг

3840×2160 является основным разрешением спутникового, кабельного и эфирного Ultra HD-вещания. В России Ultra HD-каналы транслируются операторами спутникового ТВ и представлены в каталогах стриминговых платформ. Кодеки H.265/HEVC и AV1 позволяют передавать видео такого разрешения при пропускной способности 15–25 Мбит/с, что делает потоковое 4K-видео доступным при стандартном домашнем широкополосном подключении.

¶Компьютерные мониторы и ноутбуки

Мониторы 3840×2160 (так называемые 4K-мониторы) широко представлены на рынке. Для 27-дюймовых моделей плотность пикселей составляет около 163 ppi, что обеспечивает высокую детализацию при работе с текстом и графикой. В ноутбуках разрешение 3840×2160 применяется в профессиональных моделях; из-за высокой плотности пикселей на экранах диагональю 13–16 дюймов производители часто используют масштабирование интерфейса (DPI scaling) до 150–200 %.

¶Видеоигры

Игровые консоли PlayStation 4 Pro, PlayStation 5, Xbox One X и Xbox Series X поддерживают вывод изображения в разрешении 3840×2160. На персональных компьютерах достижение стабильных 60 кадров в секунду при 4K требует видеокарт высокого класса; технология апскейлинга (DLSS, FSR) позволяет выводить изображение в 4K при меньшем внутреннем разрешении рендера.

¶Профессиональная видеопродакшн

В телепроизводстве 3840×2160 применяется как рабочий стандарт для репортажной и студийной съёмки. Камеры Sony, Canon, Panasonic и Blackmagic Design поддерживают запись UHD при 25/30/50/60 к/с. В России стандарт UHD используется при производстве контента для федеральных телеканалов и стриминговых сервисов.

¶Передача и хранение

Видео 3840×2160 передаётся по HDMI начиная с версии 2.0 (полная поддержка 60 к/с) и по DisplayPort 1.2. Для хранения применяются контейнеры MP4, MKV, TS с кодеками H.264 (редко, из-за большого объёма), H.265/HEVC, AV1 и VP9. Битрейт файлов 4K-видео в кодеке HEVC составляет обычно 25–50 Мбит/с при качестве, близком к исходному.

¶Восприятие человеком

Практическая разница между 1920×1080 и 3840×2160 заметна на экранах диагональю 40 дюймов и более при расстоянии просмотра около 2–3 метров. На небольших экранах и при большом удалении глаз не различает увеличение плотности пикселей. Этот фактор определяет маркетинговые, а не технические границы массового перехода на 4K.

Источники:

• Рекомендация ITU-R BT.2020 — Ultra high definition television
• Consumer Electronics Association — Ultra HD стандарт (2005)
• Digital Cinema Initiatives — DCI Digital Cinema System Specification
• HDMI Forum — HDMI Specification Version 2.0
• Википедия: Ultra HD, 4K, Display resolution