4K×2K時代將由多核心GPU大展身手。UHD移動裝置已成為各大消費性電子品牌廠競逐的重要戰場，伴隨著新一波UHD影像顯示器的推出，高效率壓縮影像的需求已隨之興起，業界解碼技術能在不犧牲幀率的情況下提供理想影像品質，同時將多媒體處理工作卸載至GPU，降低CPU工作負擔以及整體移動裝置耗電。

　　超高畫質（Ultra HD， UHD）4K×2K解析度是2013年所有消費電子展的共同主題。企業如樂金（LG）、三星（Samsung）、索尼（Sony）、東芝 （Toshiba）及海信都是首先推出UHD智慧型電視的企業，具備不同尺寸的螢幕或顯示器技術。但UHD規格不只可以應用在電視上，例如 Panasonic在2013年消費電子展（CES）展示了以UHD橫向電場效應（IPS）螢幕技術為基礎的平板裝置，而多家制造商則為專業市場生產 UHD顯示器。

　　本文將評論最新能夠處理UHD影像的網際網路協定（IP）多媒體處理器、應用市場，以及如何被有效率的運用在移動及嵌入式裝置上以豐富播放內容。

　　創造UHD內容的市場概況

　　首先，如果先觀察推動超高畫質的因素，以及廣電業如何采用UHD規格創造內容，馬上就會看到大部分大型電影公司，如派拉蒙（Paramount）、華納兄弟 （Warner Bros.）、二十世紀福斯（20th Century Fox）及索尼影業（Sony Pictures）等，已開始運用UHD技術了。

　　2013年UHD電視已紛紛出籠。

　　電影如蜘蛛人：驚奇再起（Amazing Spider-Man）、龍紋身的女孩（The Girl with the Dragon Tattoo）及哈比人：意外旅程（The Hobbit）全都以UHD格式拍攝，因此UHD格式的內容已逐漸開始在電影院上映。YouTube的用戶自2010年起也已經可以上傳UHD影片，而 Sony宣稱「大家對三維（3D）影片的意見似乎很分歧，但對UHD影片則都持正面看法」。

　　佳能（Canon）也在努力推動UHD規格，推出許多新的專業及數位單眼（DSLR）相機上市。Canon利用這些活動促銷一系列世界知名及獨立導演的短片，以展示此新技術的潛力。

　　但由于UHD影片須伴隨著新一波的影像裝置推出市場，因此有不少因素會影響到采用UHD的速度。電影院是最初能使用UHD內容的理想地點，但基礎設施則須要較多的更新處理，因為較舊的投影機和UHD并不相容，同時并列一起使用多部的2K投影機并不能產生UHD的效果，這就像使用多投影機式的大銀幕投影系統來放映超高解析度和超大螢幕的電影（IMAX）一樣，是行不通的。

　　當然，新技術被廣泛的采用要花一段時間，廣電業及播放內容的傳送鏈必須組裝所需要的設備和基礎設施以支援UHD的播放；原始設備制造廠（OEM）須制造可解碼及顯示播放內容的UHD電視、機上盒（STB）及媒體播放器。消費者在設備升級時，也必須準備接受另一個「數位技術的轉換」（Digital Switchover）。

　　在觀察3D技術被市場接受的過程中可以發現，電影院是主要的市場驅動力。某些影迷在觀賞過3D電影后熱衷于在家中再創造同樣的經驗，因而很快的3D電視便開始出現于消費市場。UHD 應該也是類似的狀況，尤其是在影像壓縮技術持續改善，而大型有機發光二極體（OLED）螢幕概念成真的情況下。

　　此過程將類似由標準解析度（SD）到高畫質（HD）的經驗。如果可以在影片數據傳輸時充分利用硬體的力量加以編碼及解碼，這些影片可以表現出驚人的品質。如果運用繪圖處理再加上影像解碼技術，可增加不少其他優點，如影像穩定、像素層次亮度/對比的修正，和其他后制處理的一些選項。

　　業界PowerVR影像處理器和PowerVR繪圖處理器的IP核心已能以穩定而持續的高幀率（High Frame Rate）處理高畫質內容，并創造出令人屏息的影像。

　　HEVC--UHD/無線顯示推動者

　　影像編碼技術須要改善，才能以具成本效益的方式傳送UHD內容。如預期，新的影像編碼及解碼H.265標準（也稱為HEVC）已獲得市場青睞。在一些展覽中已有不少廠商展示HEVC UHD內容。

　　移動影像轉碼也愈來愈受歡迎。例如英特爾（Intel）的Atom Z2420--Lexington智慧型手機處理器及Atom Z2760--Clover Trail系統單晶片（SoC）都包含PowerVR繪圖及影像處理器，顯示英特爾致力于提供移動及嵌入市場完整的多媒體解決方案。

　　UHD 解析度提高了對高效率壓縮的要求，不論是經由播放或是網路上頻寬有限的頻道。同樣的原則也適用在PowerVR解碼技術，該技術能提供UHD @60fps，以無線顯示要求的高位元率（Bitrate）運作的水準。即使在4，096×1，744（2.35:1）所需的230Mbit/s極端位元率的情況下，該技術還是能提供理想影像品質，不必犧牲幀率。

　　HEVC技術也整合先進誤差處理及隱藏參數（Concealment Algorithm）以最佳化解決方案，特別能改善易受傳輸問題影響的螢幕顯示應用。不僅如此，該快速成長的市場也需要可支援多個標準和多重串流能力的處理器核心，因為裝置制造商一直都想要將最新及最好的多媒體選項整合進產品中。

　　最近矽智財業者已推出影像相關產品線，如D4500MP 和E4500MP，它們在整個處理流程中不但能維持品質，并支援對于高品質無線顯示頗為重要的4:4：4及4:2：2彩色解析度，因為它們大部分須要由三原色（RGB）轉換到YCbCr。例如簡單地混合影像及繪圖處理，視控調整顯示功能（On-screen Display， OSD），沒有4:4：4編碼，會造成很糟的顯示效果，因此，增加影像處理器核心的色彩深度和解析度，不只將提供客戶其產品差異化的途徑，也進一步增加運算效率，因為核心內大多數的影像處理是以10位元為單位。

　　例如，最近發表的UHD電視標準--國際電信聯合會無線通訊組（ITU- R）BT.2020便具備更多的色彩選擇，并增加位元深度（Bit Depth），因此在電視上展現的畫面明顯地比較好。雖然BT.2020仍在開發中，其帶來的優點會影響到UHD電視和HEVC更快速而廣泛地采用10位元色彩。

　　以上的優點大多和畫面品質有關，但運用業界處理器核心最大的益處是整體系統耗電。主機中央處理器（CPU）將較密集的多媒體處理工作卸載到影像解碼/編碼核心，可重新聚焦于其他工作上，甚至進入待機狀態，因此可以減少耗電，盡量拉長電池壽命，并增加計算平臺的反應度。

　　搭載高效能GPU　超高畫質智慧型電視應用多元化

　　現代繪圖處理核心支援廣泛的繪圖及計算的應用程式介面（API），可處理影像及加強由繪圖處理器（GPU）操作的影像解碼作業，因此卸載了主要CPU的工作，降低耗電及增加整體系統的效能。

　　在消費電子「智慧」革命的中心，高效能、超低耗電量的繪圖IP核心已扮演愈來愈重要的角色，這些GPU逐漸成為針對智慧型電視及機上盒系統單晶片設計的標準。例如，LG的H13處理器是第一個可運作UHD并以PowerVR Series6繪圖核心為主的平臺；此平臺的目標為高階智慧型電視，提供每秒超過一千億次浮點運算（100 GFLOPS）運算效能，同時為超高畫質解析度提供適切的填充率（Fillrate）。

　　未來的智慧型電視的介面會逐漸結合API，加上高效能硬體，在游戲中帶來近似相片般真實的效果、改善使用者的導覽過程，并提供優異的使用者介面（UI）。

　　以下只是智慧型電視某些強化的功能，并可在同一個GPU運用繪圖和運算API達成這些功能：

　　．進階游戲功能

　　只要在平板電腦、智慧型手機，甚至游戲機中含有內嵌的高效能、低功耗繪圖處理器，所有的電子游戲，都很容易就可這些裝置之間轉移并使用。

　　．把影片和照片當貼圖處理

　　簡單地編輯相片、生動地表現頻道的變更、使用者定義的客制UI及子母畫面效果等。

　　．手勢識別及控制輸入處理（聲控

　　．臉部識別

　　主要應用在社交媒體、視訊會議或電子節目導覽（EPG）個人化及推薦上確認使用者；父母甚至可以過濾不適合小孩看的內容。

　　．對使用者自行產生的內容的進行后制處理演算

　　例如影像及影片的穩定。

　　．為視覺障礙者轉換影片格式

　　例如將影像轉換成高對比顏色。

　　企業可以發展聲控技術的進階版。利用GPU的計算能力來執行語音處理，智慧型電視就可識別語言自然的語法，并提供一致的搜尋選項，可同時過濾隨選視訊（VoD）服務、搜尋引擎、外部裝置及其他裝置所產出的結果。

　　藉由提供超越基本3D繪圖API的OpenGL ES功能，高效能GPU將可支援進階的視覺運算，如移位及燈光的貼圖、異位性光照（Anisotropic Lighting）、變形效果處理（Deformation Effects）（去除UI頁面）、影像彎曲（Frame Bending）、不透明（Opacity）與半透明（「后視」及「透視」效果）及弗芮耳反射（Fresnel Reflections）（光線在液面反射的效果），為消費產品提供視覺震撼及特色豐富的經驗。

　　整體而言，一般預期2013年為UHD規格開花結果的一年，由內容到播放都會是UHD格式。因此配備HEVC影像解碼及編碼，加上先進的繪圖功能之系統單晶片解決方案就變得很重要。

　　事實上，PowerVR Series5XT和Series6 GPU已經可以處理UHD格式，同時PowerVR Video Series4 IP也已經支援業界被廣泛使用的標準碼H.264、VP8、MPEG-4和其他許多標準；未來的PowerVR影像處理器也會增加支援HEVC的功能。

　　客戶只要選擇適合的IP即可開發出以低耗電及高效率為最佳化原則所建構的UHD解決方案。當然，UHD產品的開發還需要軟體的搭配，其中包括最佳化驅動程式、智慧演算法及開發商技術支援，對加速推動市場來說，這些全都是重要因素。