3月，工信部、国家广播电视总局、中央广播电视总台印发《超高清视频产业发展行动计划（2019-2022年）》。——这一规划被认为是吹响了超高清产业从“概念”到“应用落地”的集结号，至少涉及万亿以上投资、4万亿元以上产值；包括采集、制作、传输、呈现、应用等五大产业链环节；数百家企业、百万行业从业人员的“新一轮”视听大战已经开打。

从超高清产业的发展规划看，显示产业无疑是“率先受益”的板块。包括从家用到工程商显，涉及4k/8K、VR/AR等技术的广泛领域，都会迎来新一轮“产品升级”大战。

技术端看，超高清显示“不是”仅仅多了几个像素

如何看待4K/8K与传统清晰度指标之间的差距呢？业内专家指出，4K不是4个2K，这种仅仅4倍差异的概念。一方面，从标清、高清到全高清（2K），每一阶段的进步大约是1.2倍清晰度的提升——也就是说，4K和全高清之间的信息密度差距，几乎相当于此前视频产业标准“数十年”的进步距离。

另一方面，量变最终必然导致“质变”。更多的信息密度承载力、更多的细节呈现力背后，是应用端的大力发展：例如，超高清工业缺陷智能视觉检测技术的发展；再例如大场景超高清智能安防应用的发展……这些新应用，都会因为“超高清”而诞生，并有所不同。尤其是在显示产业中，超高清会引发一系列“质变”。

目前，国内彩电销量中，4K电视占比已经达到7成以上。但是，这其中多数产品不满足高动态范围（HDR）、宽色域、三维声、高帧率、高色深等“分辨率”之外的“超高清”呈现要求。而且，更为重要的是，彩电市场60英寸以下产品销量占比超过85%，这样的显示尺寸无法呈现出超高清4K的画质震撼性。或者说，体验真正的超高清效果，超高清内容的极大丰富，必然成为大屏电视流行的“推手”。业内专家认为，未来多一半消费者会拥有65英寸以上彩电的“观影”需求。

类似彩电市场的变化也会影响“工程显示”行业。如在指挥调度中心市场，显示的像素间距指标，是不是满足“4K/8K”信号大规模接入呢？就现有的产品而言，一个8K信号就要用掉16个2K级别的拼接单元才能显示出来。——彩电市场是屏幕太小；工程市场则是超高清显示占据的“显示墙面积”太大。所以，超高清工程显示应用，一定会促进4K拼接单元，P0.5级别左右的小间距LED等产品的出现和大规模应用。

再例如，医学领域从来都是一个“分辨率越高越好”的应用市场。微创手术的内窥镜显示、CT的读片显示、5G远程医疗的精准细节显示等等，都需要一大批专业化、高水平的医学显示终端产品。这些产品也将是“超高清”显示体系中“单位显示面积”价格最昂贵的细分市场。

当然，昂贵的超高清显示系统，也包括普通百姓能用到的产品——如，超高清影院产品。工信部明确提出支持4K影院的发展，这对于今天影院行业而言，无疑是新一轮标准的竞争点。尤其是在2018年单块影幕产出下降的市场环境下，优先部署超高清影院，也将是行业重要的“吸客”焦点。业内专家认为，过去4年影院放映市场完成了激光化替代，未来3年则会完成4K化替代，部分巨幕系统甚至可能升级到8K技术。

无论是七八十英寸的超高清彩电、4K级别的拼接单元和超小间距LED屏、还是数字影院的4K/8K放映机……这些产品，今天或者面临技术突破的门槛、或者面临规模供应的成本门槛、或者面临上游内容不足的应用门槛。而国家超高清产业规划的目的，就在于让业内看到“供给端补短板”的这些商业机遇，进而调动更多的资源推动超高清产业更好、更快、国际领先化的发展。

超高清显示必然引领新一轮显示技术创新

超高清视频产业的发展，首先是对显示端的一次“供给能力大考核”，也是决定不同显示技术未来走向的关键“竞争点”。业内专家认为，一旦信号端实现超高清内容的普及，显示端的超高清化就会从今天的“高附加值”，变成“入门需求”。

从平板显示来开，分辨率的增长一直是液晶产业的“拿手好戏”。事实上，所有显示技术门类，仅有半导体平板显示能够保障“每一次清晰度的技术提升，显示终端都走在内容产业前面”。尤其是2017年底以来，我国10.5/11代线液晶面板厂的不断投产，更是改变了大尺寸单元制造和生产的效率、规模，形成了完全满足未来彩电和商用液晶显示产品大屏8K化的供给技术保障。

相对而言，投影技术产品在超高清上的“速度”不及平板显示。一方面，4K投影技术虽然已经成熟，却依然处于应用的早期阶段，市场价位和成本还有待进一步优化。另一方面，8K标准上，投影技术面临光阀设计的瓶颈，原生8K产品尚未进入商业化阶段。而抖动8K和多显示设备拼接融合8K被认为不是最好的“技术选择”。所以，投影技术在4K到8K之间的距离，让投影技术能应对一般的超高清应用，又对顶级的8K应用“力不存心”，预计未来三年4K降成本，和8K技术成熟会是投影超高清产业链的主要公关方向。

在超高清挑战赛道上，起点最低的显示技术是小间距LED。这一技术由于采用颗粒化像素“独立封装”处理的工程实现，在像素小型化上“难度最大”。不过，2018年以来，mini-led产品的成功推出，第一代量产产品就实现了P0.9小间距LED屏的大规模经济化制造，为未来超高清小间距LED应用提供了技术方向。分析认为，在P0.5-P0.9产品上，小间距LED将形成新的高端竞争梯队和市场壁垒。“COB-mini-多合一封装”技术路线，也渴望在产品的经济性上保持“可普及”的优势。

在VR/AR显示产品上，得益于近眼显示特殊的对“画面连续性”的敏感度，高分辨率几乎成为新产品的标配。入门产品实现500PPI、主流产品实现1000PPI，下一代产品向1500PPI升级已经成为趋势，预计新一代产品大部分将具有单眼4K的显示水平。VR/AR这一行业虽然普及度有限，但是超高清化却最激进。超高清产业的发展，超高清内容的丰富，预计将与VR/AR产品的规模增长形成共振。

总体上，显示端的超高清化面临三个主要问题：包括能否实现超高清显示、产品经济性如何、产品供给规模多大。在这三个问题上，不同显示技术门类起步不同、差异巨大。但，整体上不同显示技术的超高清化都“在路上”，都需要产业同仁加强技术创新，用更好的“供给端”革命，实现消费市场的新增长。

显示设备超高清的推动力是“内容超高清”

“没有好的应用，就不会有好的设备”：爆款超高清应用被行业专家视为是超高清显示成熟发展的前提。

国家规划指出，到2020年，中央广播电视总台和有条件的地方电视台开办4K频道，不少于5个省市的有线电视网络和IPTV平台开展4K直播频道传输业务和点播业务，实现超高清节目制作能力超过1万小时/年。到2022年以上指标基本实现普及，超高清广电制作能力超过3万小时/年。虽然这一广电内容制作规模在该行业总体产出中的比例依然“很小”，但是，考虑到“省级地面频道和市（县）级频道为主体的地面频道的内容制作占比巨大”，从“高端欣赏”角度看，这一规模却也足以支持一个“有规模、有成熟度、有认可度”的“彩电和视频超高清”应用爆点。

另一个被认为最可能成为超高清应用爆点的领域是视频监控和安防。安防产业对超高清的需求主要体现在两个层面，第一是“信息的可识别性，要求高清晰视频技术”——即智慧安防的核心是以视频内容的主体、行为等的识别为中心，这要求视频的信息丰富要足够高，安防视频要从“大致看清”，向“绝对细节绝对看清”升级。第二是“场景的信息完整性和覆盖需求，要求超高清视频技术”——理论上，安防系统可以通过增加更多的探头位置，实现一个空间场景的更广阔覆盖。但是，这种方式无疑“成本巨大”，对现有系统改变突出。超高清视频可以在不增加传输通道、点位和固定设施数量的情况下，实现大场景的广阔覆盖。正因为安防市场这种独特，且明确的产业应用价值，安防超高清视频化被认为是非常现实的一个应用爆点。

总之，超高清产业的发展是有着“现实”且“可预知”的坚实应用基础支撑的。用三到四年的时间，实现我国超高清产业应用的全球领先，并带动相应软硬件和服务产业的升级发展，尤其是实现显示行业技术高度的新跨越是完全可以完成的任务。

2018年12月，4K、8K在日本国内开始播放，真正开启了高分辨率电视播放的时代。2018年的除夕夜播出的“第69届NHK红白歌唱比赛”也是用4K、8K播放的，同时观看并比较了4K播放（50英寸电视）和2K的无线电视（40英寸电视），4K播放的清晰的图像着实让人佩服。

笔者认为，在2020年由4K、8K高分辨率影像技术和人机互动技术的融合将会引起一场技术革新。笔者依据迄今为止作为技术人员的经验，就新的4K、8K影像技术概要和人机互动性的结合将会在2020年给制造业带来新的世界这一话题做出以下解说。

影像技术的发展给体育娱乐带来的变化

2013年在美国拉斯维加斯召开的国际消费类电子产品展览会“CES 2013”上介绍了4K电视之后，直到实现商用，给人的感觉是花费了很长的时间。2017年韩国实现了全球首次4K电视播放。在2018年2月的平昌冬季奥运会上，在韩国的主要地区也进行了4K播放。在日本，以橄榄球世界杯、东京奥运会和残奥会为首的2019-2020年将要举行的体育活动都将以4K来播放。如上所述，影像技术的发展和体育活动有着密不可分的联系。

IT技术、影像技术在60 -80年代军事方面进行了研发和发展，互联网最初也是用于军事的（注1），在80年代末实现了商业化。但是，1990年以后，随着体育播放技术的发展和技术系统的进步，影像技术得以实现商业化。

注1：互联网起源于美国国防部出自的ARPANET（Advanced Research Projects Agency Network，美国高级研究计划署）项目。

特别值得一提的是，有一种被称为“视频判断系统”的即时播放（Instant Replay）系统，在全美最为吸引眼球、No.1 的人气体育运动NFL（National Football League，美国职业橄榄球大联盟）中，最先使用了该系统。这是一款根据影像来验证裁判判定结果的系统，MLB（Major League Baseball，美国职棒大联盟）的重播、2018年足球世界杯上备受瞩目的VAR（Video Assistant Referee，视频助理裁判技术）等都采用了此系统。导入职业网球赛的“鹰眼”（Hawk-Eye）判断时速200km以上的发球（Serve）、击球（Stroke Shot）的In/Out的结果被认为是有效的。2019年1月全澳洲公开网球赛中，日本选手大阪直美在决赛中胜出的要因就在于这款“鹰眼”。这款视频裁判系统之所以得以进步是由于可以记录1,000帧/秒以上的高速数码相机影像。

视频裁判系统原本是为了达到“更加公平”、“确保比赛透明”的目的，现在视频裁判的影像也给我们带来了娱乐性的效果，带来了新的欣赏体育的乐趣。

影像技术和人机结合

随着影像技术的发展，人们期待通过一种新的技术，不仅仅可以观看高分辨率的影像，还可以一边看影像，一边进行互动性的操作。在视频游戏领域最早实现并使用了这一“人机互动”技术。

上世纪70年代，美国雅达利(Atari)首次成功研发了用于商业用途的视频游戏――“PONG”，两名球员通过从乒乓球台上方观测到的图像来打乒乓球，球拍虽然只能纵向移动，但是自己的动作在影像上得以实时地反映，可以进行实际的对战。

1980年南梦宫（Namco，现在是 Bandai Namco Entertainment）开发的“吃豆人”（Pac-Man），据说是首次在游戏里采用了AI（人工智能）的原理（注2），在这款游戏里，不仅有从敌人（电脑）逃脱的操作，还有玩家一旦取得道具就会追赶敌人并“吃下”敌人的操作，所以说这是一款需要切换操作的游戏。游戏的敌人好像拥有智能一样，其活动的形式很新颖，在全世界范围内产生了“爆炸性”的震撼效果。

注2：摘自 人工智能学会“人工智能”Vol.34, No 1(2019年1月)

视频游戏的互动性非常重要，比方说，在驾驶游戏和模拟器方面，很有必要在画面上瞬间反映方向盘、加速器、刹车的操作。这是判断游戏好坏的标准之一。格斗游戏、拼图游戏、射击游戏等也是一样。对玩视频游戏的这一代玩家来说，这种“互动性”带来的感觉就像自己的感官真实地感受到了一样。

据说现在视频游戏会高潮再起，其背景是“eSports(即电子竞技，电子体育运动)”的出现。2018年在印度尼西亚举行的第18届亚运会上，eSports作为表演示范项目而被采用（注3）。在亚洲有很多eSports的发达国家和地区。在台湾，政府为eSports的普及做出了很多努力，台湾的教育部（相当于日本的文部科学省）体育局设有专门的eSports部门，对于赞助eSports的企业给与税额减免等优惠。在日本的视频游戏展览会上也有召开eSports大会、私营电视台也开始了eSports的节目等等，正在逐步推广中。

注3：在印度尼西亚雅加达·巨港举办的第18届亚运会上，作为表演示范项目的比赛而被采用的eSports “Winning Eleven 2018”中，日本代表队获得了金牌。

普遍认为，今后会开发更多用于eSports的视频游戏，这也是高分辨率影像技术和人机互动技术相融合得以实用的领域。

导入高分辨率影像的新技术

在以上文章中我谈到了由于影像技术的进步和人机互动性的实现，eSports、视频游戏的世界发生了巨大的变化。今后，这些高分辨率影像技术预计也将被用于产业、医疗、汽车等领域。那么，下面列举四个技术因素。

①通信基础设施的发展

通信基础设施需要光缆（有线）和新时代通信（无线）。光缆不仅应用于当前的互联网服务，还应用于电视播放、互联网的传输方面。预计2020年导入新时代的5G通信方式，其传输速度将会是当前4G的100倍。为了实现能传送高分辨率影像，提供5G服务的各通信公司正在进行试验，验证各种各样的高分辨率通信手段。

②编解码（Codec）技术的发展

以前的电视都是通过模拟信号播放的，播放方式有日本和北美的NYSC、欧洲地区的PAL。当前的电视（无线电视）、BS/CS所用播放方式是被称为2K（1080i）的数字播放。在日本，我们使用被称为MPEG规格中的 “MPEG-2”，这一动画图像压缩编码技术应用在地面电视、BS/CS播放方面。在MPEG-2中，未压缩数据（RAW Data）的压缩率是1/12～1/50,因此可以将2K影像控制在10M-30M的传输速率。但是，用MPEG-2标准处理的分辨率被限制在2K左右（横1,920x纵1,152像素）。

2003年出现了H.264这一MPEG规格的编解码技术。当压缩到与MPEG-2相同的影像质量时，它可以压缩到大约一半的数据大小，也支持4K分辨率。从技术上讲，虽说是压缩，但又不仅仅是影像的压缩，与先前影像相比，还要保留变化部分的信息。

此外，现在日本的4K播放也在使用H.265这一编解码技术，一般来说，H.265可以压缩到H.264约一半的数据量，而影像质量又相同，能够高效地传输高分辨率的影像。也就是说，与MPEG-2相比，H.265可以压缩成1/4的数据量。

③实现较低的时间延迟率（实现互动性）

将影像压缩（编码/Encode：符号化）后并传输的话，数据量就会减少、通信设施的负荷量也降低，但是接收方需要解压（Decode，解码）。编码、解码如果花费时间的话，则会产生时滞（Time Lag），从而导致人机交互性降低。除了高级压缩技术之外，重要的是实现几乎没有延迟的编码和解码技术。

④半导体的更进一步的高集成度

处理高分辨率影像，数据量会大大增加，因此我们将使用许多半导体资源如FPGA、ASIC等。特别是在解码处理中，8K需要的资源是4K的4倍。由于编解码技术的发展，需要的资源也在增加，比方说，H.265达到了H.264的1.5-1.6倍。因此，半导体高集成化技术的进步也是一个重要的因素。

通过高分辨率影像和人机结合性的融合实现新的世界

在本世纪20年代日本将会普及4K、8K，支持高分辨率的机器也会降价，利用了其产品和内容的娱乐领域也将会使用高分辨率的影像技术。而且，在所有的商务领域中也都在进行灵活运用高分辨率影像的实证试验，今后应该会商业化的可能性。下面列举8个可结合高分辨率影像技术和人机互动技术的市场。

①建筑机械、重型机械的远程操作的发展

在2010年，日本发生了很多地震、台风等自然灾害，出现了由于很多无法到达救灾现场而不能实施施救、复原的情况。现在，日本正在推进使用5G技术的建筑机械的远程操作试验，建筑机械几乎实时地把高分辨率影像、声音传给了作业员，像在实际现场操作一样的远程操作将成为可能。

②远程医疗的发展

在人口稀少的地区、岛屿等地方，通过新一代通信技术连接了诊所和患者家的远程医疗试验也在被推进中。之前也进行过远程医疗的实证试验，但是存在收发的图像不清晰、无法准确诊断的难题。由于使用了新时达通信技术的高分辨率影像技术、人机互动性得以实现，专业医生可以实现远程诊疗，本世纪20年代，根据专业医生的指导，手术、远程手术在技术上将可能实现。

③监控、摄像头系统的发展

在万圣节、新年倒计时、大型体育活动等很多人聚集的情况下，警备工作方面，可能有即使采取道路封锁、人海战术也无法对应的情况发生。2018年的万圣节，发生了轻型卡车翻车的事件，各处安装的监控摄像头对识别犯人提供了帮助。另外，也有消息称，在美国和中国导入了利用AI技术的犯罪预测系统。

使用高分辨率影像技术的话，仅用一台摄像头就可以获得广范围的信息，这将是利用监控防止犯罪发生的重要技术。

④实现汽车的远程操作

在美国加利福尼亚州等地进行着汽车的无人驾驶实验，而且，通过融合高分辨率影像技术和人机交互技术，达到远程驾驶汽车的效果。

⑤实现了使用HMD的高分辨率影像的VR

HMD（Head Mount Display，头戴式显示器）已经应用于游乐园等中，但它主要使用了CG图像。2018年，进行了VR的验证试验，在试验中，利用了新一代通信技术提供的实时8K分辨率影像。或许我们今后可以用VR体验那些一年一度的节日、或者难以到达的远方。

⑥非设安装型的公开播映（Public Viewing）的展开

例如，在足球等大型活动中，使用远距离的大型屏幕、电影院进行公开播映。根据近来普及的eSports，据预测，提供高分辨率影像的服务将会增加。比方说，在运动酒吧（Sports Bar）、大型活动现场等很多人的场所实时观看比赛，在共享狂热和兴奋的娱乐场所更期待有震撼力、投入感的影像。同样在旅游业，旅游景点发来的具有身临其境的、高分辨率的影像的实时传送，会达到吸引旅客的效果。

⑦电子黑板系统的利用

据说高分辨率影像在教育领域也有很大的影响，其中，通过高分辨率影像和人机互动性的结合，即使在偏远地区，电子黑板系统也可以实现和真实讲师授课同样的环境，弥补教师不足、提高学术能力。

⑧支持8K的视频游戏

现在的视频游戏中，一部分支持4K分辨率的游戏也得以发布，创造了具有身临其境感觉的游戏空间。随着像足球这样的、使用大型场地的视频游戏的发展，每个玩家都可以在8K屏幕上操作。

5.最后

像这样，4K、8K等高分辨率影像技术和人机互动技术的组合可能会引起新的商业、娱乐契机。这将改变世界的框架，它将有助于人工智能研究并使其商业化。

对于这样的新组合，预计也会出现法律问题等技术方面以外的课题，不过，我们相信，灵活利用日本企业和技术人员开发的技术、思想将会引起一场技术革命。

4K、8K高分辨率影像技术和人机互动技术的融合，正是由常年支撑日本“嵌入式经济（Embedded Business）”的技术人员和新时代技术人员合作获得的，而且将会成为连接日本原创的新一代的革命性技术。