超高清視頻發(fā)展現(xiàn)狀及在廣播電視領(lǐng)域的融合應(yīng)用

鐘 華

（梧州市廣播電視臺(tái)，廣西 梧州 543000）

0 引 言

視音頻是信息呈現(xiàn)和傳播的主要載體。從模擬技術(shù)、數(shù)字技術(shù)到高清、超高清，視頻技術(shù)不斷迭代升級(jí)，對(duì)顯示、終端及廣播電視在內(nèi)的行業(yè)應(yīng)用帶來重要調(diào)整。本文旨在探討超高清視頻的概念、產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及其在廣播電視領(lǐng)域的融合應(yīng)用，如超高清視頻與5G 傳輸融合在廣播電視領(lǐng)域的應(yīng)用，以及如何塑造廣播電視行業(yè)，改變媒體內(nèi)容的創(chuàng)作和傳播方式，為觀眾帶來前所未有的視聽盛宴。

1 超高清視頻概述

1.1 超高清視頻的概念

超高清視頻是一種具有超高分辨率、幀率和色域的數(shù)字視頻技術(shù)，其分辨率遠(yuǎn)高于高清視頻，通常包括4K 和8K 兩種。超高清視頻能夠提供更加細(xì)膩、真實(shí)的畫面效果以及更加豐富的顏色和細(xì)節(jié)表現(xiàn)，適用于電視、電影、游戲和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域[1]。

1.2 超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

《超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書（2023 年）》顯示，截至2022 年末，我國(guó)超高清視頻產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模超過3 萬億元，已開通4K 頻道8 個(gè)，8K 頻道2 個(gè)，內(nèi)容生產(chǎn)能力迅速提升。8K 超高清攝像機(jī)、8K 監(jiān)視器、8K 圖像傳感器及光學(xué)鏡頭等取得突破并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。在制度層面，相關(guān)主體陸續(xù)出臺(tái)了《超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)現(xiàn)行動(dòng)計(jì)劃（2019—2022 年）》《中央廣播電視總臺(tái)8K 超高清電視節(jié)目制播技術(shù)要求》《8K 超高清大屏幕系統(tǒng)視音頻技術(shù)要求》《超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書（2023 年）》等文件[2]。

1.3 超高清視頻產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)

超高清視頻產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)包括高動(dòng)態(tài)范圍、三維聲、視頻編解碼、數(shù)字版權(quán)管理及視頻云等。2022 年，國(guó)家廣播電視總局發(fā)布了《高動(dòng)態(tài)范圍電視系統(tǒng)顯示適配元數(shù)據(jù)技術(shù)要求》（GY/T 358—2022）。我國(guó)自主研發(fā)的視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)如AVS、AVS2、AVS3 等，已在廣播電視領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。此外，超高清視頻與5G、人工智能及虛擬現(xiàn)實(shí)等新一代信息技術(shù)深度融合創(chuàng)新發(fā)展[3]。例如，人工智能技術(shù)的迭代升級(jí)，推動(dòng)超高清視頻制作的效率大幅度提升，通過機(jī)器視覺技術(shù)實(shí)現(xiàn)超高清視頻內(nèi)容的智能拍攝、剪輯和拼接，通過自然語言處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)超高清視頻文字、語音的雙向合成轉(zhuǎn)化，與視頻內(nèi)容智能匹配，通過自動(dòng)化制作和個(gè)性化推薦技術(shù)提高超高清視頻直播的互動(dòng)性和用戶體驗(yàn)感。5G 及“雙千兆”網(wǎng)絡(luò)的普及應(yīng)用，為超高清視頻提供了流暢的傳輸網(wǎng)絡(luò)保障。虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)等虛擬交互技術(shù)的應(yīng)用，拓展了超高清視頻的視聽呈現(xiàn)和感官維度，給用戶帶來身臨其境的極致體驗(yàn)[4]。

2 超高清視頻在廣播電視領(lǐng)域的融合應(yīng)用

2.1 超高清視頻與5G 傳輸技術(shù)的融合應(yīng)用

超高清視頻5G 傳輸技術(shù)主要通過超高清視頻+5G 背包、超高清演播室+5G 等形式實(shí)現(xiàn)，被廣泛應(yīng)用于超高清現(xiàn)場(chǎng)直播、遠(yuǎn)程制作及信號(hào)回傳等場(chǎng)景。

（1）超高清視頻+5G 背包。通過5G 背包實(shí)現(xiàn)信號(hào)編碼及傳輸?shù)墓δ芗?，憑借5G 網(wǎng)絡(luò)的廣覆蓋、大寬帶、低時(shí)延特性簡(jiǎn)化超高清現(xiàn)場(chǎng)直播采編流程。超高清視頻+5G 背包的傳輸模式目前被廣泛應(yīng)用于冬季奧運(yùn)會(huì)（以下簡(jiǎn)稱冬奧會(huì)）、中華人民共和國(guó)全國(guó)運(yùn)動(dòng)會(huì)（以下簡(jiǎn)稱全運(yùn)會(huì)）、春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)（以下簡(jiǎn)稱春晚）等大型活動(dòng)與賽事的直播與轉(zhuǎn)播活動(dòng)。以2022 年足球世界杯小組賽英格蘭隊(duì)與伊朗隊(duì)的賽事轉(zhuǎn)播活動(dòng)為例，央視網(wǎng)黃金欄目《大咖陪你看》中，韓喬生、劉聞雯、金潤(rùn)吉與球迷們暢聊世界杯。在節(jié)目的“熱線卡塔爾”環(huán)節(jié)，國(guó)產(chǎn)5G背包亮相卡塔爾，基于聯(lián)通5G、云計(jì)算、人工智能等新興技術(shù)，支持前端信號(hào)采集、云端傳輸處理和遠(yuǎn)程導(dǎo)播制作。超高清視頻+5G 背包具有5G 接入及鏈路聚合功能，能夠?qū)崿F(xiàn)前端信號(hào)采集、編解碼以及網(wǎng)絡(luò)傳輸，保證世界杯賽事直播與轉(zhuǎn)播的流暢性，讓無法到場(chǎng)的觀眾“云”享受世界杯的現(xiàn)場(chǎng)氛圍。

（2）超高清演播室+5G。超高清演播室+5G 助力北京冬奧會(huì)打造科技冬奧。通過高鐵5G 移動(dòng)演播室，能夠在時(shí)速350 km·h-1的列車上實(shí)現(xiàn)超高清視頻信號(hào)的穩(wěn)定采集與傳輸。高鐵5G 移動(dòng)演播融合了5G+4K 動(dòng)態(tài)碼率調(diào)整、多通道智能切片傳輸、車載5G 傳輸技術(shù)以及全I(xiàn)P 技術(shù)架構(gòu)等技術(shù)，充分滿足冬奧會(huì)期間各頻道和新媒體平臺(tái)全媒體內(nèi)容制作需求[5]。

2.2 超高清視頻與制播系統(tǒng)的融合應(yīng)用

超高清視頻與制播系統(tǒng)融合應(yīng)用是一種先進(jìn)的技術(shù)解決方案，旨在提供卓越的視頻制作和播放體驗(yàn)，為用戶提供更高分辨率、更清晰、更生動(dòng)的視覺效果。這一融合應(yīng)用廣泛應(yīng)用于電視廣播、電影制作、體育賽事及虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域，以提高內(nèi)容質(zhì)量，增強(qiáng)觀眾吸引力，并支持更多創(chuàng)意表現(xiàn)。以2021 年北京廣播電視臺(tái)8K 超高清實(shí)驗(yàn)頻道核心制播系統(tǒng)項(xiàng)目為例，由數(shù)碼視訊公司提供8K 超高清編解碼器、8K-IPG 網(wǎng)關(guān)、超高清聚合網(wǎng)關(guān)及超高清IP 調(diào)度分發(fā)矩陣等設(shè)備，提供8K 超高清傳輸解決方案。方案通過超高清IP 調(diào)度分發(fā)矩陣完成8K 超高清視頻的分發(fā)工作，向互聯(lián)網(wǎng)電視（Internet Protocol Television，IPTV）及手機(jī)App 等調(diào)度分發(fā)，依托5G 網(wǎng)絡(luò)和大小屏互動(dòng)戰(zhàn)略完成多種形式的分發(fā)和收看。以中央廣播電視總臺(tái)8K 超高清實(shí)驗(yàn)頻道為例，其于2021 年2 月1 日實(shí)驗(yàn)開播，是全球首次實(shí)現(xiàn)8K 超高清電視直播。中央廣播電視總臺(tái)將8K 超高清播出信號(hào)傳送至北京、上海等9 個(gè)城市公共場(chǎng)所的30 多個(gè)超高清大屏，實(shí)現(xiàn)8K 超高清電視的同步播出[6]。

2.3 超高清視頻與直播的融合應(yīng)用

8K 超高清視頻直播也是超高清視頻的關(guān)鍵應(yīng)用場(chǎng)景，通過超高清視頻與移動(dòng)直播、多視角直播等融合應(yīng)用，為廣播電視提供多樣化的8K 超高清視頻直播解決方案。以新岸線科技集團(tuán)有限公司Euht 無線傳輸技術(shù)在8K 超高清視頻直播中的應(yīng)用為例，通過超高速無線通信系統(tǒng)、Euht 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、專利及關(guān)鍵芯片，實(shí)現(xiàn)Euht 無線傳輸技術(shù)與8K 超高清視頻直播的融合應(yīng)用，在2022 年北京冬奧會(huì)直播活動(dòng)中應(yīng)用，用于北京亦莊3 塊8K 超高清大屏的實(shí)時(shí)直播。福建帝視信息科技有限公司與北京廣播電視臺(tái)聯(lián)合研發(fā)的8K 超高清視頻直播增強(qiáng)系統(tǒng)解決了終端低算力高畫質(zhì)技術(shù)難題，應(yīng)用于2022年北京冬奧會(huì)，有效提升了冬奧會(huì)8K 超高清直播畫質(zhì)。2020 年國(guó)家大劇院“華彩秋韻”系列演出活動(dòng)是全球首次5G+8K 超高清視頻直播，首次在舞臺(tái)藝術(shù)類演出中啟用“8K+5G”超高清視頻全業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)播車，“8K+5G”應(yīng)用從點(diǎn)對(duì)點(diǎn)擴(kuò)展到面向8K 電視和5G 手機(jī)的消費(fèi)級(jí)應(yīng)用。此次音樂會(huì)由央視網(wǎng)提供超高清播出信號(hào)，在國(guó)家大劇院古典音樂頻道及多家網(wǎng)絡(luò)媒體平臺(tái)同步超高清播出[7]。

2.4 超高清與XR 技術(shù)的融合應(yīng)用

超高清與拓展現(xiàn)實(shí)（Extended Reality，XR）技術(shù)的融合，為廣播電視提供了內(nèi)容制作的解決方案。比如虛擬演播室，利用XR 虛擬拍攝技術(shù)構(gòu)建具有沉浸式空間透視、相機(jī)追蹤、人體捕捉、實(shí)時(shí)渲染、擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)以及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，AR）特效等功能的虛擬演播室，應(yīng)用于短視頻虛擬制作、虛擬拓展直播、移動(dòng)融合節(jié)目制作以及數(shù)字人實(shí)時(shí)互動(dòng)等場(chǎng)景中。XR 延展影棚是虛擬演播室的重要應(yīng)用之一，通過視覺交互技術(shù)、發(fā)光二極管（Light Emitting Diode，LED）顯示屏等構(gòu)建人機(jī)交互的虛擬環(huán)境，實(shí)現(xiàn)虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界無縫轉(zhuǎn)換的“沉浸感”。XR 延展影棚有廣泛的應(yīng)用空間，如網(wǎng)絡(luò)直播、電視臺(tái)直播、虛擬音樂會(huì)和虛擬晚會(huì)等場(chǎng)景。

湖北廣播電視臺(tái)利用XR 呈現(xiàn)技術(shù)、超高清視頻制作技術(shù)的融合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)超高清電視節(jié)目的異地制作、異地訪談。2020 年，咪咕文化運(yùn)用5G+4K/8K+XR 技術(shù)，開展第十四屆音樂盛典“咪咕匯”云上演出與云端互動(dòng)，通過XR、全息影像以及5G 切片等與8K 超高清直播的融合應(yīng)用，打造年度視聽盛宴。此次云演出配備了26 組數(shù)控冰屏、7 000 多個(gè)數(shù)控?zé)羟颉? 臺(tái)8K 攝像機(jī)、24 臺(tái)4K 攝像機(jī)、32 臺(tái)自由視角攝像機(jī)、7 臺(tái)8K VR 攝像機(jī)、9 大視角、子彈時(shí)間以及自由視角等設(shè)備與技術(shù)，帶給云上樂迷360°沉浸式觀演體驗(yàn)。2021 牛年春晚創(chuàng)意節(jié)目《牛起來》中，制作人員構(gòu)建XR 演播環(huán)境，完成劉德華與王一博、關(guān)曉彤的異地錄制，在春晚舞臺(tái)實(shí)現(xiàn)“異地同臺(tái)”合唱互動(dòng)。

3 結(jié) 語

超高清視頻產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，標(biāo)志著數(shù)字媒體時(shí)代的新篇章。本文深入探討了超高清視頻的概念、產(chǎn)業(yè)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，全面分析了超高清視頻與直播、制播系統(tǒng)等融合在廣播電視領(lǐng)域的應(yīng)用。它不僅為觀眾帶來更高質(zhì)量的視覺體驗(yàn)，也為廣播電視行業(yè)帶來了創(chuàng)新機(jī)遇。超高清視頻將繼續(xù)塑造媒體和娛樂領(lǐng)域，促進(jìn)內(nèi)容制作和傳輸?shù)母锩宰兏铩?/p>