4K/8K 融媒體全能機在廣播電視領域的應用

胡 皓

（濟南廣播電視臺，山東 濟南 250013）

0 引言

隨著科技的迅速發(fā)展，4K 和8K 超高清視頻技術已經(jīng)成為廣播電視行業(yè)的關鍵驅(qū)動力。融媒體全能機作為一種強大的工具，在這一領域發(fā)揮著關鍵作用。本文旨在深入研究4K/8K 融媒體全能機在廣播電視領域的應用，探討其在提高畫質(zhì)、音質(zhì)和用戶體驗方面的潛力。通過對技術原理、功能模塊和實際應用的全面分析，揭示4K/8K 融媒體全能機的重要性，并展望其未來發(fā)展，為廣播電視制作提供新的洞察力，推動行業(yè)向前發(fā)展，以滿足日益增長的觀眾需求。

1 4K/8K 融媒體全能機概述

1.1 4K/8K 融媒體全能機概念

4K/8K 融媒體全能機是一種多功能的廣播和電視制作工具，旨在滿足高分辨率視頻和多媒體內(nèi)容的創(chuàng)作、編輯、傳輸及播放需求。4K/8K 融媒體全能機支持對4K 和8K 分辨率的視頻處理，整合虛擬演播室技術，提供多種制作工具如切換臺、調(diào)音臺、錄像機、字幕機、圖文包裝及非線性編輯等，提供卓越的畫質(zhì)、音質(zhì)和互動性，為觀眾帶來更豐富的觀賞體驗，將廣播和電視制作推向新的高度。4K/8K 融媒體全能機不僅僅局限于視頻制作，還可以與其他媒體元素無縫整合，成為現(xiàn)代廣播電視領域不可或缺的重要工具[1]。

1.2 4K/8K 融媒體全能機的關鍵功能和特點

4K/8K 融媒體全能機是一款能完美支持4K超高清（Ultra High Definition，UHD）（最高支持3 840×2 160 p60）的直播制作導播系統(tǒng)，支持12G/6G/3G/1.5G 串行數(shù)字接口（Serial Digital Interface，SDI）、高清多媒體接口（High Definition Multimedia Interface，HDMI）、網(wǎng)絡設備接口（Network Device Interface，NDI）、實時消息傳輸協(xié)議（Real Time Messaging Protocol，RTMP）、瀏覽器4K、高清、標清全兼容H.264、HEVC、VP8；具備傳統(tǒng)切換功能，可在任意信號、本地媒體實現(xiàn)多ME 級別的切換。系統(tǒng)最大支持32 通道切換，10+動態(tài)特技切換方式，包含F(xiàn)ade、Mix、多層字幕實時疊加以及現(xiàn)場調(diào)音；兼容多種輸入輸出方式，包括攝像機信號、本地媒體文件、外部流信號等，均可兼容輸入，支持虛擬流輸出；支持實時網(wǎng)絡編碼傳輸?shù)桨⒗镌浦辈ァⅡv訊云直播、斗魚、京東等多個直播地址，可推送多路流，設定不同的分辨率、清晰度格式；支持外部信號、本地素材、實時字幕、字體大小、顏色填充、漸變填充、加粗、斜體、XYZ 旋轉(zhuǎn)實線描邊、虛線描邊、內(nèi)外發(fā)光、3D 拉伸、圖層前后順序、圖層混合模式、圖層特效、貝塞爾曲線轉(zhuǎn)換、圓角處理以及實時視頻特效等；內(nèi)置音頻混音器，控制所有音頻源，可用單獨靜音、獨奏、跟隨及混音。系統(tǒng)內(nèi)建虛擬場景，包括空間中對于被攝人物的背景和前景。其虛擬演播功能支持仿真無軌虛擬系統(tǒng)、虛擬機位等拍攝制作特效，提供2路視頻播放通道+2路圖形播放通道，可播放影片、動畫、圖片及字幕，并支持多種文件格式[2]。

2 4K/8K 融媒體全能機在廣播電視領域的應用

2.1 在廣播電視制作和傳輸中的應用

4K/8K 融媒體全能機在廣播電視制作和傳輸領域有廣泛的應用，提供了豐富的制作工具，包括虛擬演播室、切換臺、調(diào)音臺、錄像機、字幕機、圖文包裝及非線性編輯等。這些工具可以大幅提高制作效率和創(chuàng)造性。例如，虛擬演播室技術使得節(jié)目制作者可以在虛擬環(huán)境中創(chuàng)建各種場景，而無須實際的裝置和場地，從而降低了制作成本和時間。4K/8K融媒體全能機支持高效的視頻傳輸，確保高質(zhì)量內(nèi)容能夠以高效的方式傳送到觀眾處，包括實時直播和點播，使廣播電視節(jié)目能夠滿足不同觀眾需求，無論是在傳統(tǒng)電視機上觀看還是在各種數(shù)字設備上觀看。以2022 年北京冬奧會節(jié)目制作為例，中央廣播電視總臺國家重點實驗室研發(fā)的4K/8K 融媒體全能機投入開閉幕式、速度滑冰、自由式滑雪/單板滑雪大跳臺賽事的4K/8K 節(jié)目制作中，支持4K/8K UHD 的現(xiàn)場制作，內(nèi)建超清圖形處理器（Graphics Processing Unit，GPU）摳像、貝塞爾曲線字幕、超清GPU 特效等標準功能，支持IP 全流程、NDI 輸入輸出以及RTMP 輸入輸出，內(nèi)置可操作瀏覽器、多嵌套場景系統(tǒng)，任意包裝可組合絢麗效果，可實時地修改字幕，實時展示賽事比分，滿足冬奧會4K/8K超高清制播需求[3]。

2.2 在提高畫質(zhì)、音質(zhì)和用戶體驗方面的應用

4K/8K 融媒體全能機在提高畫質(zhì)、音質(zhì)和用戶體驗方面發(fā)揮著關鍵作用。首先，高分辨率的4K/8K 視頻提供了卓越的畫質(zhì)，呈現(xiàn)更多的細節(jié)、更豐富的色彩和更高的清晰度，使得電視節(jié)目、電影和視頻內(nèi)容更加引人入勝，觀眾能夠享受到更逼真的視覺效果，從而提高了觀眾的沉浸感。其次，制作人員通過融媒體全能機可以實時調(diào)整、改進音頻效果，提供高質(zhì)量的音質(zhì)，包括聲音的深度、清晰度和環(huán)繞聲效果，從而增強觀眾的聽覺體驗[4]。音頻的高品質(zhì)處理對于電影、音樂會及體育賽事等各種類型的節(jié)目都至關重要。最后，4K/8K 融媒體全能機提供了多種創(chuàng)意工具，如虛擬演播室、圖文包裝及字幕機等，可以增加內(nèi)容的視覺吸引力和信息傳達能力，不僅提高了節(jié)目的創(chuàng)意性，還增強了用戶的互動體驗。

以2020 年第十四屆音樂盛典咪咕匯為例，作為全球首場5G+4K/8K+云演藝盛典，4K/8K 融媒體全能機在節(jié)目制作中發(fā)揮了重要的作用。依托4K/8K 超清媒體全能機的無軌虛擬演播室功能，每個場景虛擬機位有20 種構(gòu)圖，多路復用可達上百種構(gòu)圖，配置虛擬攝像機視角、平移、變焦與基本運動。演藝盛典現(xiàn)場配備有8 臺8K 攝像機、24 臺4K 攝像機、32 臺自由視角攝像機、7 臺8K 虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）攝像機全程直播制作，由5G 網(wǎng)絡將超高清直播信號傳送至4K/8K 融媒體全能機，依托4K/8K 融媒體全能機的切換、調(diào)音、虛擬演播、錄像、字幕、圖文包裝以及網(wǎng)絡直播推流等多樣化功能，打造5G 云演藝盛宴，保證極致流暢的視聽體驗，為云演藝活動提供高質(zhì)、穩(wěn)定保障，帶給用戶超高清、沉浸式、臨場感的視聽盛宴[5]。

2.3 在實時直播和點播領域的應用

4K/8K 融媒體全能機在實時直播和點播領域的應用極為重要。在實時直播方面，電視臺、新聞機構(gòu)等可以使用融媒體全能機實時傳輸高分辨率的內(nèi)容到觀眾的屏幕上，使得觀眾可以在幾乎與現(xiàn)場觀看無異的情況下觀看各種活動，如體育比賽、音樂會及新聞報道[6]。在點播領域，4K/8K 融媒體全能機使電視節(jié)目、電影和視頻內(nèi)容以高分辨率和高質(zhì)量音頻的形式存儲和傳輸，觀眾可以根據(jù)自己的時間選擇觀看，對于視頻流媒體服務訂閱和在線教育等尤其重要。

以2019 年中科大洋4K 融媒體全能機在中央廣播電視總臺（以下簡稱央視）中華龍舟大賽4K 高動態(tài)范圍（High Dynamic Range，HDR）新媒體直播中的應用為例，此次活動由中科大洋兩臺4K 融媒體全能機完成直播與轉(zhuǎn)播活動，現(xiàn)場布置4K 直播環(huán)境，搭建12G 4K 混合對數(shù)伽馬（Hybrid Log Gamma，HLG）基帶信號、4K 流媒體傳輸、端到端的主備安全鏈路，有效保證直播期間高可靠傳輸與超高清直播畫面。

以2020 年央視財經(jīng)論壇直播活動為例，由中科大洋提供直播技術支持，使用中科大洋4K 融媒體全能機完成直播導播、人名條推送及直播流復制等工作。中科大洋4K 融媒體全能機是傳統(tǒng)小型演播室全功能的高度集結(jié)，具備多機位導切、真三維虛擬、在線圖文包裝、多通道錄制、多通道調(diào)音臺、遠程直播連線以及多平臺推流直播等功能，實現(xiàn)4K超高清流媒體切換、包裝、推送、直播、點播、錄制、發(fā)布及互動評論等操作，配合中科大洋融云大觀直播平臺，實現(xiàn)云端制作+現(xiàn)場制作的多路徑協(xié)同生產(chǎn)，支持實時直播連線與一體化現(xiàn)場制作，保證了財經(jīng)論壇直播畫面流暢，設備運行安全穩(wěn)定。中科大洋4K 融媒體全能機被廣泛應用于融媒體演播、晚會演出、政府新聞發(fā)布會、賽事直播及校園活動直播等活動，如中國中央電視臺財經(jīng)頻道-走村直播看脫貧、中關村未來青年論壇直播、北京日報兩會直播以及廣東廣播電視臺2020 全國兩會報道等[7]。

3 結(jié)語

4K/8K 融媒體全能機在廣播電視領域的應用，為提高制作質(zhì)量、畫質(zhì)、音質(zhì)和用戶體驗提供了無限可能。它們已經(jīng)成為現(xiàn)代廣播電視制作不可或缺的工具，為觀眾呈現(xiàn)更生動、更清晰、更引人入勝的內(nèi)容。這一領域的持續(xù)研究和實踐將推動廣播電視行業(yè)邁向更高的水平，以滿足觀眾不斷增長的期望和需求，同時為內(nèi)容創(chuàng)作者提供更多的創(chuàng)造性機會。