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進擊8K!Get 8K發展現狀,探索8K應用趨勢

來源:影視制作雜志 時間:01月15日 16:00

摘要:?在4K 電視從最初試驗階段開始向消費者的生產應用階段邁進的同時,對于8K 超高清的研究和實驗也已經開始興起。

        在4K 電視從最初試驗階段開始向消費者的生產應用階段邁進的同時,對于8K 超高清的研究和實驗也已經開始興起。雖然當前8K 超高清在攝制、傳輸、終端等環節還存在不少難題以待解決,但伴隨著8K技術的升級和進一步實踐,將會為觀眾帶來更加美好的影像觀看體驗。此外,結合5G、3D、VR/AR 等先進技術后,8K超高清也將在更多領域得到推廣和應用。

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8K超高清的發展現狀


日本NHK:走在8K 發展前沿


        日本放送協會(NHK)是最早推動8K 技術的主力之一。從1995 年NHK 開始8K 的研究, 2012 年8 月23 日,國際電訊聯盟ITU 通過以日本NHK 電視臺所建議的7680×4320 解像度作為國際的8K 超高畫質電視標準;2013 年,日本NHK 制作電影《珍饈美味》,使用8K 分辨率拍攝、制作和放映;2015 年,NHK 采用8K 技術直播加拿大女足世界杯;2016 年8 月5 日,第31 屆夏季奧林匹克運動會在巴西的里約熱內盧舉行,部分場次實現8K 直播。進入2018 年,NHK 借助平昌冬季奧運會實現8K 廣播的商業化,并計劃于2020 年東京奧運會上,提供完整的8K 信號服務,將包括賽事信號的8K 制作和傳輸,以及8K 信號通過衛星的全球覆蓋。針對8K 的龐大傳輸數據量,NHK 在衛星、地面無線廣播以及有線傳輸方面都做了大量測試,特別是在衛星傳輸8K 內容方面進行了多次試驗。

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NHK在2016里約奧運會期間錄制了130小時的8K超高畫質內容


攝制環節:進入實踐應用的產品較少、內容缺乏


        8K 攝影機自2012 年起發展迅速,NHK、Hitachi、RED、Canon、Sony、Panavision 等在眾多場合紛紛推出自家的8K 攝影系統。例如,在2018 年NAB 展會上,夏普就展出的8K 攝像機,面向廣電應用,可以支持ENG 拍新聞和EFP 節目錄制;松下展出了針對體育生產應用使用8K ROI(region of interest :在8K 圖像上截取部分需要畫面進行播出)系統的創新工作流程,一個機位可以獲得多個畫面進行播出。現階段,8K 攝影機總體的商業化程度較低,目前有日立Hitachi與NHK合作的第二代8K攝像機SK-UHD8060、池上Ikegami與NHK研制的SHK-810、RED EPIC-W 8K S35 攝影機、RED WEAPON 8K S35、夏普 8K廣播機8C-B60A、索尼UHC-8300 攝像機、索尼8K電影攝影機F65、松下以面向廣播電視應用為主的系統攝像機AK-SHB810、Astro Design的AH-4801等設備機型。由于8K 對攝制設備要求極高,同時8K 內容的質量標準也遠超目前的4K 或高清內容,這都導致目前現有的8K 內容非常稀少。


傳輸環節:編/解碼技術和傳輸帶寬是關鍵問題所在


        由于8K 的數據量更大,需要壓縮比更大的H.265標準,該標準為ITU-T 在2013 年頒布,其壓縮比可達150:1 至400:1,能在保證畫面質量不變的情況下,使數據傳輸所需的碼率下降50%。目前該標準已經完善并在商業化普及中。


        8K 信號即使經過編碼,其數據量也十分龐大,業內多選擇100Mbps 作為基本要求。電視信號傳輸的方式分為衛星傳輸、地面無線廣播傳輸、有線傳輸以及互聯網傳輸,前三種方式NHK 均進行了測試。Internet 傳輸分為兩種方式——固定寬帶網絡和移動寬帶網絡,主導企業為各國網絡運營商。第五代移動通訊網絡(5G)正在建設中,其理論的下行峰值帶寬可達10Gbps,足以以無線的方式進行8K 信號的傳輸。


終端環節:消費電子廠商為8K發展主要推動力


        2012 年,ITU-R 通過了《超高清電視系統節目制作和國際交換的參數數值》,從像素數量、刷新率、量化深度、色彩空間等方面規范了UHD TV 的關鍵技術參數。建議書定義的8K 分辨率像素數目為7680×4230,像素的縱橫比為1:1 ;超高清顯示支持的刷新率應包含120、120/1.001、100、60、60/1.001、50、30、30/1.001、25、24、24/1.001,而且掃描方式必須為逐行掃描; 建議書規范了UHD TV 的量化深度(即比特數),建議8K 系統采用12 bit。


        與4K 發展相同,消費電子廠商為主要推動力,他們聯合起來推動UHD 家庭顯示系統。包括夏普、創維、康佳等在內的多個電視品牌都生產了超大尺寸的8K 顯示系統,高端8K 面板的核心參數應包含real 8K、120Hz、BT.2020 色域、12bit 和高動態范圍。預計從2018 年開始,8K 超高清電視將逐漸取代4K 超高清電視,成為60 英寸或更大尺寸電視市場的主流。


8K超高清未來的應用場景及發展趨勢


        2018 年被稱為“8K 元年”,未來的3-5 年,更被行業認為是8K 超高清產業發展的戰略機遇期。目前階段8K 與4K、高標清同存,雖然距離消費端普及還有很長的路要走,但其已經開始在廣電、家庭觀看、5G等領域逐漸推進并得以應用。


直播可能是現階段8K技術的應用落點


        8K 產業的發展離不開技術的升級,更需要技術的落地應用。目前對于常規節目的制作,談8K 顯得為時尚早。統計數據顯示,運營一個真超高清專區或頻道需要最少3000 小時的底量內容和每月300 小時以上的更新量。而相較于4K,未經壓縮的8K 片源數據量龐大,需要容量巨大的硬盤進行存儲;同時 8K 視頻編輯處理也對制作設備具有極高要求,這都將限制8K 片源的產出。有業內人士提出,未來基于云端的超高清內容生產分發平臺的構建和完善也許會從根本上解決這個問題。


        那么在廣電方面,8K 帶來更高的分辨率,最直接的意義可能會體現在直播上。日本NHK 已經實現用自己研發的8K 訊道機進行8K 轉播,8K 超高清帶來直播的不僅僅是分辨率的提高,呈現更多的細節,更重要的是增加相場,在同樣的1.5 倍屏幕的觀看距離之下,給觀眾帶來更強的臨場感。另外8K 直播與傳統直播一樣同樣具有短平快的特點,錄制后直接設定一個色彩標準即可不經過調色、剪輯、包裝等環節就傳輸畫面,相對可以跳過一些瓶頸環節。基于以上特點,8K 特別適合應用于體育賽事、晚會、演唱會等的直播場景中。


        其中重大體育賽事是8K 技術發展和應用的重點節目類型,NHK 已經在重大賽事中大量嘗試了8K 直播,中國也考慮在2022 年北京冬奧會上應用8K。目前冬奧組委已經要求各個場館用4K、8K 來記錄場館的建設過程及重要節點,北京電視臺業已開始做相關的素材儲備,例如在冬奧會速滑館“冰絲帶”拍攝場館的建設過程,在日常臺內欄目拍攝中也會同步積累更高質量的素材。在素材標準及篩選上,目前北京電視臺不再是以低標準或常規來要求,而是拍攝真8K 的內容,并挑選有效畫面。


5G的普及將加速8K的傳輸落地


        2018 年,與8K 同樣吸睛的還有5G。5G 技術的普及將促進網絡下行速度達到新的高度,高質量、高分辨率的8K 視頻將得以在線傳輸,5G 網絡或將成為8K 影像應用大幅成長的關鍵性網絡技術平臺。對此,北京電視臺制作部特技科科長趙新生形容實現“8K+5G”其實更像是在修建高速路,將渠道、技術、設備等問題解決好之后,鋪平了道路。而在通行過程中,最大的制約將是內容問題,如果內容的量跟不上,就相當于路修好了但是車卻很少,這會成為一個很大的弊端。因此目前的內容生產可以先適當放松指標,例如幀率達到50P 的內容也可以先播,等到技術發展成熟再來執行現行標準。


家庭觀看不僅是畫質的提升,最終目標是互動


        在家庭觀看方面,NHK 雖然已經開通了8K 頻道,但是日本觀眾在家中是無法收看8K 節目的,需要到NHK指定展廳中現場觀看及感受8K 各個流程的內容。8K 對于家庭觀看的意義可能不僅僅是畫面質量的提升,最終目標將落在互動上。與傳統電視單向性地灌輸不同,8K家庭收視可以為觀眾提供更多觀看的選擇性。趙新生表示,“比如一場球賽中,可以將8K 畫面分為多路,觀眾可以從中挑選自己最感興趣的那路畫面一直鎖定觀看。”通俗來講,就相當于每個觀眾都是導播,以后再看電視的時候,不是電視播出什么畫面就看什么,觀眾可以在一個視頻或節目中的多路畫面中自己選擇看哪一路或哪個區域。


8K與多種技術的融合產生更大的應用空間


        8K 在其他領域可能會有更大的應用空間。在安全領域,8K 技術可應用于警用微觀取證或交通監控,用精細的圖像數據助力提高破案率。如交通監管拍到的違規視頻無法清晰顯示駕駛者或車輛牌照等信息,在應用8K 技術后,將畫面放大就可直接獲取所需信息;在醫療領域,8K 技術可為更深層的微創手術提供技術支持,帶動智能化醫療設備的整體升級,以及提升醫療教育教學質量。如使用8K 直播或轉播醫學授課不受時間、地域限制或采用8K 格式將富含寶貴醫學經驗的教學視頻保留下來;在文保領域,8K 技術還可結合VR、AR 技術應用在各大博物館中,用8K 清晰記錄并再現文物的全貌及細節,為參觀者帶來全新的體驗;在智能家居領域,除日常安全監控外,未來甚至可能跳脫大屏概念,直接在虛擬屏幕中呈現所需信息。如做飯過程中展示具體操作步驟或食材的局部畫面。對于以上種種應用,8K 起到的更多的奠定基礎的作用,未來的應用是在此基礎上多種技術融合的結果。


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