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进击8K!Get 8K发展现状,探索8K应用趋势

来源:影视制作杂志 时间:01月15日 16:00

摘要:​在4K 电视从最初试验阶段开始向消费者的生产应用阶段迈进的同时,对于8K 超高清的研究和实验也已经开始兴起。

        在4K 电视从最初试验阶段开始向消费者的生产应用阶段迈进的同时,对于8K 超高清的研究和实验也已经开始兴起。虽然当前8K 超高清在摄制、传输、终端等环节还存在不少难题以待解决,但伴随着8K技术的升级和进一步实践,将会为观众带来更加美好的影像观看体验。此外,结合5G、3D、VR/AR 等先进技术后,8K超高清也将在更多领域得到推广和应用。

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8K超高清的发展现状


日本NHK:走在8K 发展前沿


        日本放送协会(NHK)是最早推动8K 技术的主力之一。从1995 年NHK 开始8K 的研究, 2012 年8 月23 日,国际电讯联盟ITU 通过以日本NHK 电视台所建议的7680×4320 解像度作为国际的8K 超高画质电视标准;2013 年,日本NHK 制作电影《珍馐美味》,使用8K 分辨率拍摄、制作和放映;2015 年,NHK 采用8K 技术直播加拿大女足世界杯;2016 年8 月5 日,第31 届夏季奥林匹克运动会在巴西的里约热内卢举行,部分场次实现8K 直播。进入2018 年,NHK 借助平昌冬季奥运会实现8K 广播的商业化,并计划于2020 年东京奥运会上,提供完整的8K 信号服务,将包括赛事信号的8K 制作和传输,以及8K 信号通过卫星的全球覆盖。针对8K 的庞大传输数据量,NHK 在卫星、地面无线广播以及有线传输方面都做了大量测试,特别是在卫星传输8K 内容方面进行了多次试验。

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NHK在2016里约奥运会期间录制了130小时的8K超高画质内容


摄制环节:进入实践应用的产品较少、内容缺乏


        8K 摄影机自2012 年起发展迅速,NHK、Hitachi、RED、Canon、Sony、Panavision 等在众多场合纷纷推出自家的8K 摄影系统。例如,在2018 年NAB 展会上,夏普就展出的8K 摄像机,面向广电应用,可以支持ENG 拍新闻和EFP 节目录制;松下展出了针对体育生产应用使用8K ROI(region of interest :在8K 图像上截取部分需要画面进行播出)系统的创新工作流程,一个机位可以获得多个画面进行播出。现阶段,8K 摄影机总体的商业化程度较低,目前有日立Hitachi与NHK合作的第二代8K摄像机SK-UHD8060、池上Ikegami与NHK研制的SHK-810、RED EPIC-W 8K S35 摄影机、RED WEAPON 8K S35、夏普 8K广播机8C-B60A、索尼UHC-8300 摄像机、索尼8K电影摄影机F65、松下以面向广播电视应用为主的系统摄像机AK-SHB810、Astro Design的AH-4801等设备机型。由于8K 对摄制设备要求极高,同时8K 内容的质量标准也远超目前的4K 或高清内容,这都导致目前现有的8K 内容非常稀少。


传输环节:编/解码技术和传输带宽是关键问题所在


        由于8K 的数据量更大,需要压缩比更大的H.265标准,该标准为ITU-T 在2013 年颁布,其压缩比可达150:1 至400:1,能在保证画面质量不变的情况下,使数据传输所需的码率下降50%。目前该标准已经完善并在商业化普及中。


        8K 信号即使经过编码,其数据量也十分庞大,业内多选择100Mbps 作为基本要求。电视信号传输的方式分为卫星传输、地面无线广播传输、有线传输以及互联网传输,前三种方式NHK 均进行了测试。Internet 传输分为两种方式——固定宽带网络和移动宽带网络,主导企业为各国网络运营商。第五代移动通讯网络(5G)正在建设中,其理论的下行峰值带宽可达10Gbps,足以以无线的方式进行8K 信号的传输。


终端环节:消费电子厂商为8K发展主要推动力


        2012 年,ITU-R 通过了《超高清电视系统节目制作和国际交换的参数数值》,从像素数量、刷新率、量化深度、色彩空间等方面规范了UHD TV 的关键技术参数。建议书定义的8K 分辨率像素数目为7680×4230,像素的纵横比为1:1 ;超高清显示支持的刷新率应包含120、120/1.001、100、60、60/1.001、50、30、30/1.001、25、24、24/1.001,而且扫描方式必须为逐行扫描; 建议书规范了UHD TV 的量化深度(即比特数),建议8K 系统采用12 bit。


        与4K 发展相同,消费电子厂商为主要推动力,他们联合起来推动UHD 家庭显示系统。包括夏普、创维、康佳等在内的多个电视品牌都生产了超大尺寸的8K 显示系统,高端8K 面板的核心参数应包含real 8K、120Hz、BT.2020 色域、12bit 和高动态范围。预计从2018 年开始,8K 超高清电视将逐渐取代4K 超高清电视,成为60 英寸或更大尺寸电视市场的主流。


8K超高清未来的应用场景及发展趋势


        2018 年被称为“8K 元年”,未来的3-5 年,更被行业认为是8K 超高清产业发展的战略机遇期。目前阶段8K 与4K、高标清同存,虽然距离消费端普及还有很长的路要走,但其已经开始在广电、家庭观看、5G等领域逐渐推进并得以应用。


直播可能是现阶段8K技术的应用落点


        8K 产业的发展离不开技术的升级,更需要技术的落地应用。目前对于常规节目的制作,谈8K 显得为时尚早。统计数据显示,运营一个真超高清专区或频道需要最少3000 小时的底量内容和每月300 小时以上的更新量。而相较于4K,未经压缩的8K 片源数据量庞大,需要容量巨大的硬盘进行存储;同时 8K 视频编辑处理也对制作设备具有极高要求,这都将限制8K 片源的产出。有业内人士提出,未来基于云端的超高清内容生产分发平台的构建和完善也许会从根本上解决这个问题。


        那么在广电方面,8K 带来更高的分辨率,最直接的意义可能会体现在直播上。日本NHK 已经实现用自己研发的8K 讯道机进行8K 转播,8K 超高清带来直播的不仅仅是分辨率的提高,呈现更多的细节,更重要的是增加相场,在同样的1.5 倍屏幕的观看距离之下,给观众带来更强的临场感。另外8K 直播与传统直播一样同样具有短平快的特点,录制后直接设定一个色彩标准即可不经过调色、剪辑、包装等环节就传输画面,相对可以跳过一些瓶颈环节。基于以上特点,8K 特别适合应用于体育赛事、晚会、演唱会等的直播场景中。


        其中重大体育赛事是8K 技术发展和应用的重点节目类型,NHK 已经在重大赛事中大量尝试了8K 直播,中国也考虑在2022 年北京冬奥会上应用8K。目前冬奥组委已经要求各个场馆用4K、8K 来记录场馆的建设过程及重要节点,北京电视台业已开始做相关的素材储备,例如在冬奥会速滑馆“冰丝带”拍摄场馆的建设过程,在日常台内栏目拍摄中也会同步积累更高质量的素材。在素材标准及筛选上,目前北京电视台不再是以低标准或常规来要求,而是拍摄真8K 的内容,并挑选有效画面。


5G的普及将加速8K的传输落地


        2018 年,与8K 同样吸睛的还有5G。5G 技术的普及将促进网络下行速度达到新的高度,高质量、高分辨率的8K 视频将得以在线传输,5G 网络或将成为8K 影像应用大幅成长的关键性网络技术平台。对此,北京电视台制作部特技科科长赵新生形容实现“8K+5G”其实更像是在修建高速路,将渠道、技术、设备等问题解决好之后,铺平了道路。而在通行过程中,最大的制约将是内容问题,如果内容的量跟不上,就相当于路修好了但是车却很少,这会成为一个很大的弊端。因此目前的内容生产可以先适当放松指标,例如帧率达到50P 的内容也可以先播,等到技术发展成熟再来执行现行标准。


家庭观看不仅是画质的提升,最终目标是互动


        在家庭观看方面,NHK 虽然已经开通了8K 频道,但是日本观众在家中是无法收看8K 节目的,需要到NHK指定展厅中现场观看及感受8K 各个流程的内容。8K 对于家庭观看的意义可能不仅仅是画面质量的提升,最终目标将落在互动上。与传统电视单向性地灌输不同,8K家庭收视可以为观众提供更多观看的选择性。赵新生表示,“比如一场球赛中,可以将8K 画面分为多路,观众可以从中挑选自己最感兴趣的那路画面一直锁定观看。”通俗来讲,就相当于每个观众都是导播,以后再看电视的时候,不是电视播出什么画面就看什么,观众可以在一个视频或节目中的多路画面中自己选择看哪一路或哪个区域。


8K与多种技术的融合产生更大的应用空间


        8K 在其他领域可能会有更大的应用空间。在安全领域,8K 技术可应用于警用微观取证或交通监控,用精细的图像数据助力提高破案率。如交通监管拍到的违规视频无法清晰显示驾驶者或车辆牌照等信息,在应用8K 技术后,将画面放大就可直接获取所需信息;在医疗领域,8K 技术可为更深层的微创手术提供技术支持,带动智能化医疗设备的整体升级,以及提升医疗教育教学质量。如使用8K 直播或转播医学授课不受时间、地域限制或采用8K 格式将富含宝贵医学经验的教学视频保留下来;在文保领域,8K 技术还可结合VR、AR 技术应用在各大博物馆中,用8K 清晰记录并再现文物的全貌及细节,为参观者带来全新的体验;在智能家居领域,除日常安全监控外,未来甚至可能跳脱大屏概念,直接在虚拟屏幕中呈现所需信息。如做饭过程中展示具体操作步骤或食材的局部画面。对于以上种种应用,8K 起到的更多的奠定基础的作用,未来的应用是在此基础上多种技术融合的结果。


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