從模擬到8K：超高清電視發(fā)展現(xiàn)狀與展望

李宇

摘要：電視技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了模擬到數(shù)字、標(biāo)清到高清的發(fā)展歷程，當(dāng)前全球超高清電視仍處于起步階段，但其巨大發(fā)展?jié)摿σ呀?jīng)顯現(xiàn)。無(wú)論對(duì)于電視播出機(jī)構(gòu)還是運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，超高清電視都意味著新的發(fā)展契機(jī)。隨著超高清電視日益普及，未來(lái)電視業(yè)必然會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)全新的產(chǎn)業(yè)格局和發(fā)展面貌。

關(guān)鍵詞：高清電視 4K 8K 技術(shù)特點(diǎn) 產(chǎn)業(yè)格局

電視技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了模擬到數(shù)字、標(biāo)清到高清的發(fā)展歷程，當(dāng)前正在進(jìn)入從高清到超高清的發(fā)展階段。隨著媒介數(shù)字化、高清化技術(shù)不斷發(fā)展，超高清電視正在日益普及，2018年世界杯足球賽的所有賽事首次以超高清格式轉(zhuǎn)播。就全球范圍來(lái)看，根據(jù)2018年4月數(shù)據(jù)，全球電視頻道總數(shù)為11700個(gè)，其中高清電視頻道約占27%，其中超高清電視頻道總數(shù)為125個(gè)。①根據(jù)預(yù)測(cè)，全球超高清電視頻道的數(shù)量到2025年有望達(dá)到785個(gè)。2017年廣東省超高清電視試驗(yàn)頻道開(kāi)播，標(biāo)志著中國(guó)4K超高清技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了新階段（本文所提及的超高清電視主要是4K超高清電視，在涉及8K超高清電視時(shí)會(huì)另行指出）。對(duì)于電視業(yè)來(lái)說(shuō)，近年來(lái)媒介技術(shù)一直處于發(fā)展變革之中，給整個(gè)電視業(yè)帶來(lái)了持續(xù)挑戰(zhàn)，需要不斷投資進(jìn)行設(shè)備系統(tǒng)升級(jí)，也需要加大內(nèi)容制作、渠道升級(jí)、人才培養(yǎng)體系等方面更新頻率。

國(guó)外超高清電視播出的發(fā)展概況

全球超高清電視頻道的規(guī)模化播出始于2015年，此后兩年頻道規(guī)模出現(xiàn)加大增長(zhǎng)勢(shì)頭。相比高清電視，超高清電視的發(fā)展更為快速。高清電視頻道規(guī)模從13個(gè)到32個(gè)頻道用了兩年時(shí)間，而超高清頻道在兩年間則從13個(gè)增加到了92個(gè)。

就超高清電視頻道發(fā)展歷程來(lái)看，日本在超高清電視研究方面走在全球前沿。2012年5月，日本成功進(jìn)行了超高清電視試播，其超高清標(biāo)準(zhǔn)隨后經(jīng)國(guó)際電聯(lián)（ITU）推薦成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；2014年，日本廣播協(xié)會(huì)（NHK）播出世界首個(gè)超高清電視頻道，并在2018年12月開(kāi)播兩個(gè)超高清衛(wèi)星電視頻道。2013年7月，韓國(guó)有線(xiàn)電視和電信協(xié)會(huì)（KCTA）在韓國(guó)推出了一個(gè)超高清試驗(yàn)頻道，隨后于2014年4月10日正式開(kāi)播超高清頻道UMAX。2015年是全球超高清電視頻道領(lǐng)域取得突破性、爆發(fā)性進(jìn)展的一年。2015年8月，德國(guó)正式開(kāi)播了“珍珠電視”（Pearl.tv），這是德國(guó)第一個(gè)超高清頻道。2015年9月，全球第一個(gè)超高清國(guó)際頻道“第一時(shí)尚頻道”（Fashion One）開(kāi)播，該頻道由歐洲衛(wèi)星公司（SES）運(yùn)營(yíng)，信號(hào)覆蓋歐洲、南美和北美。2015年10月，歐洲開(kāi)播了超高清頻道“電視娛樂(lè)真實(shí)電視網(wǎng)”（TERN）。2015年11月，美國(guó)開(kāi)播了“航空航天局超高清頻道”（NASA UHD），該頻道由和諧公司（Harmonic）負(fù)責(zé)制作，與美國(guó)航空航天局共同運(yùn)營(yíng)，共包括“國(guó)際空間站生活”（ISS Life）、“地球大觀(guān)”（Earth View）、“太陽(yáng)系統(tǒng)”（Solar System）、“太空深處”（Deep Space）、“航空航天局經(jīng)典”（NASA Classics）、“火星”（Mars）等八大節(jié)目系列。2016年底，歐洲超高清電視標(biāo)準(zhǔn)（UHD-1 Phase 2）獲得批準(zhǔn)。2018年11月，土耳其通過(guò)土星（Turksat）3A和4B兩顆衛(wèi)星進(jìn)行了8K超高清電視播出實(shí)驗(yàn)，由此躋身全球?yàn)閿?shù)不多的幾個(gè)進(jìn)行8K超高清電視實(shí)驗(yàn)的國(guó)家之列。2018年12月1日，日本廣播協(xié)會(huì)（NHK）正式播出8K超高清電視節(jié)目，8K節(jié)目播出業(yè)務(wù)被命名為“BS8K”。日本廣播協(xié)會(huì)通過(guò)衛(wèi)星播出8K超高清節(jié)目，每天播出12小時(shí)。此前，日本廣播協(xié)會(huì)已經(jīng)播出4K超高清節(jié)目，每天播出18小時(shí)，該業(yè)務(wù)被命名為“BS4K”。②

近年來(lái)，數(shù)字影院（Digital cinema）、網(wǎng)絡(luò)電視和直播到戶(hù)衛(wèi)星電視是推動(dòng)超高清電視發(fā)展的主要?jiǎng)恿Α鬏敽凸?jié)目制作成本、高效的傳輸技術(shù)、超高清電視機(jī)的普及以及商業(yè)營(yíng)利模式等都是超高清電視業(yè)發(fā)展中備受關(guān)注或擔(dān)憂(yōu)的因素。③從2015年到現(xiàn)在，全球超高清電視頻道的規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，近一年來(lái)的增速更是超過(guò)20%。2016年10月，全球超高清電視頻道總數(shù)達(dá)到了30個(gè)，其中歐洲地區(qū)有22個(gè)。④2017年10月，全球超高清電視頻道總數(shù)增長(zhǎng)到了99個(gè)。2018年4月，全球超高清電視總數(shù)大幅增長(zhǎng)到了125個(gè)，其中超高清衛(wèi)星頻道為52個(gè)，超高清有線(xiàn)或IPTV頻道為71個(gè)，超高清數(shù)字地面電視頻道為2個(gè)。

超高清電視的技術(shù)特點(diǎn)

從概念上來(lái)說(shuō)，超高清電視是數(shù)字電視的一種類(lèi)型，是標(biāo)清電視、高清電視的升級(jí)版本。數(shù)字電視按照?qǐng)D像清晰度進(jìn)行分類(lèi)，從低到高包括數(shù)字普及型電視（PDTV，即VCD級(jí)圖像）、標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視（SDTV，即DVD級(jí)圖像）、增強(qiáng)清晰度電視（EDTV，即比DVD略高的圖像）和高清晰度電視（HDTV，即電影級(jí)圖像）。國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）規(guī)定了4K（2160P）和8K（4320P）兩種超高清技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其中4K（2160P）格式的最小分辨率為3840×2160、8.3百萬(wàn)像素，是普通高清（1080P）格式（1920×1080、2.1百萬(wàn)像素）像素的四倍；8K（4320P）格式的最小分辨率為7680×4320、33.2百萬(wàn)像素，是1080P格式像素的16倍。⑤4K是借用了投影儀顯示分辨率的概念。主流商務(wù)投影儀的分辨率為1024×768，即水平方向有1024個(gè)像素點(diǎn)，以此為基準(zhǔn)稱(chēng)之為1K。4K超高清電視機(jī)的分辨率是4096×2160，水平方向像素點(diǎn)達(dá)到了1024的4倍，因此稱(chēng)之為4K。超高清電視的技術(shù)指標(biāo)較為豐富，涉及圖像層次、清晰度、彩色保真度、視頻壓縮綜合處理等。

超高清電視的優(yōu)點(diǎn)是可以提升目前電視節(jié)目畫(huà)質(zhì)真實(shí)度，這主要是超高清可以大幅度改進(jìn)畫(huà)面色彩深度和提高分辨率。隨著電視屏幕的不斷增大，相應(yīng)像素點(diǎn)距也會(huì)增加，像素點(diǎn)就較為容易被人眼識(shí)別進(jìn)而形成顆粒感。人眼離屏幕距離越近，這種顆粒感就會(huì)越明顯。高清電視（HDTV）的最佳觀(guān)看距離是屏幕高度的3倍，這也就是全高清電視機(jī)的尺寸一半只能在42到55英寸之間的原因。超高清電視技術(shù)的出現(xiàn)使得平板電視有了更高的分辨率，屏幕尺寸也就有了較多的增大空間。超高清電視的最佳觀(guān)看距離比傳統(tǒng)高清電視要小，是屏幕高度的1.1到1.5倍。超高清電視可以大幅度改進(jìn)畫(huà)面色彩深度和提高分辨率，由此提升節(jié)目畫(huà)質(zhì)的真實(shí)度、銳度，改進(jìn)觀(guān)看效果，聲音效果更為逼真清晰。另外，超高清電視技術(shù)在畫(huà)面拍攝方面也具有標(biāo)清難以企及的優(yōu)勢(shì)，能從更遠(yuǎn)距離拍攝到清晰的畫(huà)面，例如在拍攝龍卷風(fēng)等危險(xiǎn)畫(huà)面時(shí)頗具優(yōu)勢(shì)。專(zhuān)家預(yù)測(cè)，電視分辨率品質(zhì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)有望與人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)的高分辨率不相上下。換言之，看電視就如同看窗外一樣真切。有研究者把這種觀(guān)影分辨率的終極階段稱(chēng)為“有著視網(wǎng)膜般清晰度的三維媒質(zhì)”（Retinal-Definition， Three-Dimensional Media），或者簡(jiǎn)稱(chēng)RD3D。⑥

超高清電視發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域

超高清電視是電視產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域之一，會(huì)對(duì)電視業(yè)的內(nèi)容制作、基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)研發(fā)等方面的變革產(chǎn)生推動(dòng)、引導(dǎo)作用。未來(lái)超高清電視發(fā)展的重點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面。

一、超高清內(nèi)容產(chǎn)業(yè)發(fā)展。隨著超高清電視頻道的增加，超高清節(jié)目?jī)?nèi)容的需求會(huì)隨之增長(zhǎng)。當(dāng)前，電視業(yè)相對(duì)發(fā)達(dá)的國(guó)家都在對(duì)電視產(chǎn)業(yè)整體布局和高清領(lǐng)域發(fā)展加大引導(dǎo)推動(dòng)力度，著力豐富超高清內(nèi)容資源。以美國(guó)為例，傳統(tǒng)影視制作公司早已將超高清作為發(fā)展重點(diǎn)方向，而新興媒體也利用資金、市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)全力推進(jìn)超高清內(nèi)容產(chǎn)業(yè)發(fā)展。美國(guó)亞馬遜公司（Amazon）從2014年開(kāi)始就全面普及超高清格式，包括電視劇在內(nèi)的所有原創(chuàng)影視劇。美國(guó)奈飛（Netflix）在2014年4月推出了超高清版本的電視劇《紙牌屋》和多部紀(jì)錄片，此后多部原創(chuàng)影視劇都是以超高清格式制作和播出。除了影視劇外，體育賽事是超高清節(jié)目?jī)?nèi)容的重要來(lái)源。英國(guó)廣播公司（BBC）從2014年開(kāi)始在轉(zhuǎn)播重大國(guó)際體育賽事時(shí)逐步增加超高清格式轉(zhuǎn)播內(nèi)容的比重。2014年世界杯足球賽期間，英國(guó)廣播公司采用超高清格式轉(zhuǎn)播了18場(chǎng)比賽，包括半決賽和決賽。2016年巴西奧運(yùn)會(huì)和2018年平昌冬奧會(huì)期間，英國(guó)廣播公司對(duì)多場(chǎng)體育賽事采用超高清格式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)直播。但總體來(lái)說(shuō)，全球超高清電視的內(nèi)容缺口仍然很大。歐洲數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人彼得·塞伯特（Peter Siebert）在2018年初表示，目前超高清內(nèi)容領(lǐng)域的投資規(guī)模不足，觀(guān)眾的收視習(xí)慣尚未形成，由此導(dǎo)致全球超高清電視頻道的節(jié)目重播率太高。

二、超高清基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與終端普及。超高清電視發(fā)展需要強(qiáng)大的技術(shù)設(shè)施支撐，以增加視頻數(shù)據(jù)傳輸空間和分發(fā)效率。超高清電視對(duì)于帶寬的要求也較高，至少是標(biāo)清的10倍，高清的3倍；標(biāo)清視頻分發(fā)業(yè)務(wù)需要2兆帶寬，高清視頻分發(fā)業(yè)務(wù)需要6-8兆帶寬，超高清視頻分發(fā)業(yè)務(wù)需要20-25兆帶寬。以一部未經(jīng)處理的4K、普通24幀格式的電影為例，它每秒包含216000幀畫(huà)面，每幀畫(huà)面包含860萬(wàn)像素，每個(gè)像素包含24字節(jié)色彩信息，如果電影長(zhǎng)度為兩個(gè)半小時(shí)，那么整個(gè)視頻文件的大小就達(dá)到了5.6TB。即便經(jīng)過(guò)壓縮，以無(wú)線(xiàn)或有線(xiàn)方式傳輸這么大的文件都要求很大的帶寬。因此，電視發(fā)達(dá)國(guó)家都在增加基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和升級(jí)方面的投入，夯實(shí)超高清產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)。另一方面，超高清電視發(fā)展與電視用戶(hù)家庭中的超高清電視機(jī)普及率緊密相關(guān)。未來(lái)幾年，全球許多電視家庭到了更換電視機(jī)的年限，這為全球超高清電視機(jī)的普及提供了契機(jī)。截至2018年初，全球超高清電視機(jī)總數(shù)約為1.76億臺(tái)，全球超高清電視普及率為8%，到2021年有望達(dá)到21%。作為全球電視業(yè)發(fā)展重鎮(zhèn)，北美家庭中擁有超高清電視機(jī)的比例在2018年初為19%，西歐為14%。日本政府計(jì)劃在2020年奧運(yùn)會(huì)前完成全國(guó)性超高清電視播出計(jì)劃，與此同時(shí)，日本超高清電視機(jī)的普及率在2020年計(jì)劃達(dá)到50%，到2025年達(dá)到100%。

三、8K超高清電視的研究。隨著超高清電視的發(fā)展，8K超高清電視的研究已提上了議事日程。相比4K超高清電視，8K超高清電視在分辨率、動(dòng)態(tài)顯示、幀率、色域、精度等方面更為優(yōu)良，視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)效果等方面又實(shí)現(xiàn)新的飛躍，而且它在3D電視節(jié)目播出方面還實(shí)現(xiàn)了突破，即觀(guān)眾不再需要戴專(zhuān)用眼鏡，使用裸眼即可收看。早在2011年，日本廣播協(xié)會(huì)科技實(shí)驗(yàn)室就致力于研發(fā)大容量無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)8K超高清地面電視播出。日本廣播協(xié)會(huì)在2012年完成了8K超高清電視短距離（4.2km）無(wú)線(xiàn)傳輸試驗(yàn)，隨后在2014年成功完成8K超高清電視長(zhǎng)距離（27公里）無(wú)線(xiàn)傳輸試驗(yàn)。2016年巴西奧運(yùn)會(huì)期間，日本成功進(jìn)行了8K超高清電視有線(xiàn)電視傳輸測(cè)試。根據(jù)日本政府計(jì)劃，日本廣播協(xié)會(huì)在2020年夏季奧運(yùn)會(huì)前開(kāi)播8K超高清電視節(jié)目。對(duì)于全球電視業(yè)來(lái)說(shuō)，8K超高清電視的普及為時(shí)尚早，但需要提前進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。

結(jié)語(yǔ)與展望

目前，全球超高清電視發(fā)展仍處于起步階段，只有在全球電視業(yè)都實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化之后，超高清電視的時(shí)代才會(huì)到來(lái)，但其巨大發(fā)展?jié)摿σ呀?jīng)顯現(xiàn)，必將成為未來(lái)電視發(fā)展主流。無(wú)論對(duì)于電視播出機(jī)構(gòu)還是運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，超高清電視都意味著新的發(fā)展契機(jī)，例如超高清頻道有助于推動(dòng)付費(fèi)電視業(yè)的提質(zhì)升級(jí)，也是增加高端用戶(hù)的有效策略。中國(guó)超高清電視頻道的探索起步于2014年，規(guī)模化發(fā)展始于2017年。2014年8月11日，我國(guó)首個(gè)4K超高清頻道在大連試播，該頻道能夠覆蓋大連市內(nèi)的210多萬(wàn)有線(xiàn)電視用戶(hù)。2017年12月23日，廣東超高清電視試驗(yàn)播出啟動(dòng)活動(dòng)在廣東電視中心舉行，廣東超高清電視和超高清電影節(jié)目創(chuàng)作中心成立，并同時(shí)建立了全國(guó)4K產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的建立，并籌拍國(guó)內(nèi)首部超高清粵劇電影《白蛇傳·情》。2018年10月，中央廣播電視總臺(tái)開(kāi)播超高清頻道。中國(guó)在超高清電視發(fā)展方面雖然起步較晚，但依托巨大市場(chǎng)空間和雄厚產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)擁有顯著的后發(fā)優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前，中國(guó)超高清電視發(fā)展需要加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，加大政策引導(dǎo)和產(chǎn)業(yè)扶持力度，尤其要在技術(shù)研發(fā)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、內(nèi)容制作、人才培養(yǎng)等方面進(jìn)行前沿規(guī)劃，推出切實(shí)可行的舉措。隨著超高清電視日益普及，未來(lái)電視業(yè)必然會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)全新的產(chǎn)業(yè)格局和發(fā)展面貌。 （作者單位：中央廣播電視總臺(tái)）

注釋?zhuān)孩賲⒁?jiàn)：www.digitaltveurope.com/2018/04/10/。

②參見(jiàn)：www.rapidtvnews.com/2018110854101/。

③參見(jiàn)：4K/UltraHD heads for mainstream as operators plan launches， www.rapidtvnews.com。

④參見(jiàn)：www.broadbandtvnews.com/2016/10/17/。

⑤楊明品主編：《中國(guó)廣播電影電視發(fā)展報(bào)告（2014）》，北京，社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)出版社，2014年版，第124、132頁(yè)。

⑥[美]約翰·亨德里克斯：《探索好奇：探索傳播公司和我的故事》，北京，中信出版集團(tuán)股份有限公司，2014年版，第181頁(yè)。