媒體融合之央視4K超高清

威可多爾

在媒體融合大變革時代，傳統(tǒng)廣播電視機構(gòu)要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須揚長避短。高質(zhì)量電視節(jié)目制作播出優(yōu)勢，是其他新興媒體無法比擬的。4K超高清技術(shù)是視頻制作的發(fā)展趨勢，4K超高清帶來的不僅是分辨率的提升，更是視覺享受上的全面升級，HDR技術(shù)則可使圖像看起來更自然流暢。

作為電視臺界的翹楚，中央電視臺已經(jīng)制定了未來4K發(fā)展規(guī)劃。包括計劃配置50～100套ENG、50～100套后期工作站、2～4輛轉(zhuǎn)播車；將20%的演播室改造為支持4K；儲備1200小時的播出節(jié)目；在2018～2020年，擬開通4K頻道；在2020年4K節(jié)目達到節(jié)目占比20%；在2020年冬奧會提供4K支持等等。在今年的BIRTV現(xiàn)場，我們還看到了供體驗的中央電視臺4K影院。

央視已經(jīng)在4K超高清應(yīng)用和研究取得了驕人的成果。包括4K標準的研究、4K制作技術(shù)、4K演播室虛擬切換、4K+3D聲音頻制作、4K-IP轉(zhuǎn)播車的實踐。

4K/UHD標準制定

中央電視臺一直積極推進4K/UHD相關(guān)廣電行業(yè)標準的制定。2016年5月，央視牽頭制定的《高效音視頻編碼 第一部分：視頻》（GY/T 299.1-1026），即AVS2廣播電視行業(yè)標準發(fā)布并實施。在此基礎(chǔ)上，央視又組織另外兩個配套標準《高動態(tài)范圍電視系統(tǒng)技術(shù)要求》、《三維聲音頻系統(tǒng)技術(shù)要求》的制定。

2016年5月組織成立了HDR專題工作組、3D Audio專題工作組，目前共有成員單位65家，涵蓋了院校及科研院所、芯片、終端、整機及編碼器廠商等，除標準制定外，立足打通全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)、推進標準的部署應(yīng)用。目前上述兩個標準均已完成了提案征集工作，進入到關(guān)鍵技術(shù)測試評估階段，預(yù)計在今年年底完成相關(guān)標準的制定。

4K HDR前后期及現(xiàn)場制作

1.HDR前后期制作流程

·采用4K攝像機拍攝，選擇對數(shù)或線性光電轉(zhuǎn)換特性、BT.2020或以上色域記錄。

·后期調(diào)色系統(tǒng)將素材的伽馬曲線轉(zhuǎn)換為PQ或HLG曲線；將色域轉(zhuǎn)換為BT.2020色域，選擇超大中間色彩空間，可生成PQ格式元數(shù)據(jù)，輸出成品文件。

·采用HDR監(jiān)視器/示波器監(jiān)看圖像、HDR亮度、色域圖。

2.HDR-Live現(xiàn)場制作流程

·4K訊道攝像機設(shè)置S-LOG3、HLG等對數(shù)伽馬、BT.2020色域；

·采用降低增益值-6dB～-9dB的方法，實現(xiàn)4K和高清信號同步調(diào)光、分別輸出；

·配置格式轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)4K/高清/SDR/HDR格式任意互轉(zhuǎn)，實現(xiàn)高清直播、兼容4K SDR/HDR制作播出。

3.終端收看

·終端HDR-PQ、SDR、HD電視機分別解信號元數(shù)據(jù)接收觀看。

·終端HDR-HLG、SDR電視機接入信號直接觀看

4K演播室節(jié)目制作

隨著技術(shù)的發(fā)展，央視演播室系統(tǒng)正在逐漸從高清向4K過渡。考慮到現(xiàn)有的高清演播室還未達到需要改造的使用年限，因此目前還不具備大規(guī)模改建4K演播室的條件。為了提升4K節(jié)目素材儲備量，央視準備以2017年春節(jié)聯(lián)歡晚會的模式為模板，對大型演播室進行4K攝像機升級置換，主要應(yīng)對重點節(jié)目的4K制作需求。

中央電視臺專門開發(fā)了4K虛擬切換臺以及4K多通道錄制系統(tǒng)解決方案。該系統(tǒng)可以在制作高清節(jié)目的同時根據(jù)所接收的高清切換臺TALLY信號以及系統(tǒng)時鐘自動生成4K PGM信號。在演播室節(jié)目制作時，系統(tǒng)配置錄制服務(wù)器收錄所有的4K攝像機信號和上變換的外來信號，同時虛擬切換臺接收高清切換臺TALLY協(xié)議并解析，獲取切換時刻的同步時碼。在此基礎(chǔ)上生成PGM XML文件，該文件中記錄了切點、MIX時長、同步時碼等信息，通過4K合成服務(wù)器，自動合成出4K PGM信號。

該方案可以顯著降低后期4K節(jié)目編輯工作量以及素材傳輸量，提高4K節(jié)目制作效率。同時具有高適配性，支持央視各類演播室及轉(zhuǎn)播車的4K節(jié)目制作，滿足以較低成本實現(xiàn)生成4K節(jié)目的制作需求。

4K節(jié)目三維聲制作

高品質(zhì)聲音制作與超高清晰畫面相結(jié)合，可以帶給觀眾更加震撼的視聽享受與感官刺激。三維聲與傳統(tǒng)環(huán)繞聲相比，增加了上層聲道，將平面聲場擴展成了三維立體聲場，在“聲道”概念的基礎(chǔ)上擴展出了“對象”概念。

中央電視臺在三維聲制作方面不斷嘗試和探索，在日常電視節(jié)目中精心選擇了交響音樂會、體育賽事、紀錄片等幾個具有代表性的不同類節(jié)目進行制作，為觀眾帶來4K+三維聲的“沉浸式”高端視聽體驗。

國內(nèi)目前規(guī)模最大、重放制式最全的三維聲實驗室，已經(jīng)在央視新址49層搭建完成并投入了使用。這間實驗室在設(shè)計之初，就確定了“視頻系統(tǒng)兼容4K、音頻系統(tǒng)兼容目前主流三維聲重放制式”的目標。

除綜藝類節(jié)目之外，體育賽事其實是最適合進行三維聲播出的節(jié)目形式。它能夠把賽場上的起伏進展、觀眾席的氣氛變化，360°地營造在觀眾的聆聽空間中，讓人體驗到如同親臨比賽現(xiàn)場的激動與刺激。

去年7月落下帷幕的歐洲杯足球錦標賽在1/4決賽至決賽的7場比賽中，首次采用了4K Dolby ATMOS（杜比全景聲）直播。直播信號僅供內(nèi)測使用，歐足聯(lián)并不向各家轉(zhuǎn)播商提供。

因此，在這里進行了國內(nèi)首次、且唯一的杜比全景聲直播信號的監(jiān)聽，也算是創(chuàng)造了國內(nèi)三維聲音頻的一項歷史。

4K-IP轉(zhuǎn)播車

中央電視臺4K-IP轉(zhuǎn)播車是我國第一輛純IP超高清轉(zhuǎn)播車，采用了先進的設(shè)計理念與區(qū)別于基帶系統(tǒng)的架構(gòu)，實現(xiàn)了視音頻、通話及控制信號的全IP化，其核心信號調(diào)度完全通過交換機及相應(yīng)IT技術(shù)進行，系統(tǒng)標配8（普通）+1（超高速）訊道，具備多種格式外來信號（高清基帶、4K基帶、TICO IP、NMI IP）轉(zhuǎn)換能力，具備HDR/SDR及寬色域制作及監(jiān)看能力。此轉(zhuǎn)播車是索尼中國專業(yè)系統(tǒng)集團打造的，其IP系統(tǒng)核心部分，包括攝像機、切換臺、服務(wù)器、IP管理系統(tǒng)，將全部采用索尼的IP LIVE系統(tǒng)及產(chǎn)品。這輛大型超高清4K IP轉(zhuǎn)播車，將用于研究和實踐超高清電視制作的流程，對IP化轉(zhuǎn)播系統(tǒng)架構(gòu)進行演示和驗證，為未來的轉(zhuǎn)播系統(tǒng)提供設(shè)計經(jīng)驗和技術(shù)基礎(chǔ)。

目前已投入使用，成功錄制了《中國民歌大賽》等節(jié)目。該系統(tǒng)為中央電視臺外場超高清制作的大型系統(tǒng)，建成后不僅應(yīng)能夠完成臺內(nèi)各節(jié)目部門的制作要求，同時能夠成為對外國際電視信號高端制作的技術(shù)平臺。系統(tǒng)能完成大中型體育賽事和綜藝節(jié)目的高端制作。對轉(zhuǎn)播及前期制作系統(tǒng)的IP化探索具有十分重要意義。

最后

“央視專區(qū)”依托中央電視臺的豐富媒體資源，通過中國有線全國高速干線網(wǎng)將精品內(nèi)容以組播的方式推送到各邊緣服務(wù)節(jié)點，云化部署確保了整個網(wǎng)絡(luò)的高可用性以及靈活的擴展能力，在業(yè)態(tài)技術(shù)、分發(fā)技術(shù)、大數(shù)據(jù)和智能推薦方面均實現(xiàn)了創(chuàng)新，打造了與有線電視網(wǎng)深度融合的樣板工程。B&P