超高清視頻在廣播電視工程中的應用

李勁璞

（遼寧廣播電視臺，遼寧 沈陽 110004）

0 引 言

《廣播電視和網絡視聽“十四五”科技發展規劃》明確提出深化5G、物聯網、云計算、人工智能、大數據、區塊鏈等新一代信息技術在廣播電視和網絡視聽領域的應用。5G、虛擬現實（Virtual Reality，VR）、人工智能（Artificial Intelligence，AI）、超高清視頻等信息技術的發展推動了各產業鏈的優化升級。《超高清視頻產業發展行動計劃（2019—2022年）》的發布實施，推動了我國超高清視頻產業的發展，完成了階段性目標，4K終端普及，8K關鍵技術取得突破，超高清視頻也被廣泛應用于各行業領域。國慶70周年大慶、全國兩會8K直播、春晚8K直播等場合都有超高清視頻的應用。在廣播電視工程領域，5G、4K/8K、VR等技術在超高清視頻領域有廣泛的應用空間。充分利用這些技術，能夠推動廣播電視向更高技術格式、更新應用場景、更美視聽體驗方向發展。

1 超高清視頻產業發展現狀

1.1 超高清視頻標準體系

《超高清視頻標準體系建設指南（2020版》以超高清視頻產業發展實際為基礎，堅持標準先行原則，通過國際交流合作，國家標準、行業標準和團體標準協同發展，堅持系統布局、統籌推進、急用先行、應用牽引、開放發展、合作共贏等原則，完善了超高清視頻標準體系。超高清視頻標準體系的內容包括基礎通用標準、內容制播標準、網絡與業務平臺標準、終端呈現標準、安全與監管標準以及行業應用標準等。

1.2 我國超高清視頻產業發展情況

2019—2022年，我國超高清視頻產業增速達34%。截止2022年，我國超高清視頻產業產值超過4萬億元，全國地級以上高清電視頻道超過1 000個，4K/8K超高清電視頻道10個，中央電視臺及省級電視臺實現電視頻道高清播出，以北京、上海、浙江省、廣東省、四川省為代表的省市超高清視頻產業發展取得突出成績[1]。國家廣播電視總局聯合各部門印發了《超高清視頻標準體系建設指南（2020版）》《廣播電視技術迭代實施方案（2020—2022年）》《“十四五”全國城市基礎設施建設規劃》，完善了4K/8K超高清視頻技術標準體系，推動了超高清視頻的進一步發展，拓展了5G、4K/8K、VR等信息技術支持下的超高清視頻應用領域。

2022年9月，工業和信息化部辦公廳、國家廣播電視總局辦公廳公布超高清視頻典型應用案例名單，應用領域涉及廣播電視、文教娛樂、安防監控、醫療健康、智能交通、工業制造等領域，總共104項超高清視頻典型應用案例，其中廣播電視領域35項，涉及全媒體轉播、云制播平臺、融合傳播平臺、端到端轉播、互聯網內容制作平臺等方面。超高清視頻產業的發展推動了廣播電視工程優秀成果規模化應用。

1.3 超高清視頻產業鏈內容

超高清視頻產業鏈內容包括核心元器件、內容制播、網絡傳輸、終端呈現、服務以及應用等內容，這些內容構成了超高清視頻產業生態體系，使超高清視頻產業得以可持續發展。核心元器件是超高清視頻運行的基礎元器件，包括感光、圖像、存儲、編碼、處理器及顯示面板等元器件，核心設備層包括內容制播設備（采集、制播、編碼、存儲等設備）、網絡傳輸設備（衛星、有線電視、地面廣播、互聯網等傳輸設備）、終端呈現設備（機頂盒、手機、電視等終端設備），服務層包括集成服務、內容服務、分發服務、增值服務、安全服務，應用層是超高清視頻的應用領域，包括廣播電視、醫療健康、文教科研、智慧家居、影音娛樂、安防監控、工業制造及智慧家居等領域[2]。

1.4 超高清視頻在廣播電視領域的發展

5G商用部署中，超高清視頻是重要的方向。5G移動網絡為超高清視頻的傳輸提供了保障，確保超高清視頻信號實時傳輸，為廣播電視業務提供數據分發、智能計算、沉浸式交互等功能。《關于組織實施2020年新型基礎設施建設工程（寬帶網絡和5G領域）的通知》明確提出建設5G+4K/8K超高清直播系統設施，推動了5G超高清設備規模商用。5G+4K/8K制播技術逐步成熟，被廣泛應用于直播、電視劇等領域，各地陸續開播4K頻道，IPTV差異化發展，超高清內容時長迅速增長[3]。

2 新一代信息技術支持下超高清視頻在廣播電視工程中的具體應用

2.1 超高清電視制播體系建設

新一代信息技術為超高清電視直播體系建設提供了基礎，推動了廣播電視工程的內容制作、分發、呈現升級，完善了電視制播體系。5G、4K/8K、VR等技術的應用，提高了超高清視頻的視覺效果，使得視頻畫質進一步增強，內容審核時間大幅度縮短。2020年，中央廣播電視總臺5G+4K/8K超高清制播示范平臺項目啟動，總投資4.2億元，具體內容包括建設5G+4K/8K超高清制播系統、完善5G超高清業務傳輸網絡等基礎設施、建設便攜式5G+4K/8K直播編碼傳輸系統、建設AVS2/AVS3標準超高清電視影院直播系統、建設5G和超高清相關測試體系等[4]。

2.2 超高清視頻廣播電視制作

5G、4K/8K、VR等信息技術支持下的超高清視頻在廣播電視制作領域有廣泛的應用。以湖南衛視青年舞者競技秀節目《舞蹈風暴》為例，其運用了8K+VR的視頻制作方式，通過蝶式升降、AI多軸方案完成360自由視角視頻拍攝，運用5G、虛擬現實等技術，實現了虛擬與現實空間結合，舞者的舞蹈動作與技術相結合，帶給觀眾沉浸式、立體式的觀看體驗。又如，在中國節日系列作品制作過程中，超高清視頻技術也有廣泛的應用，《洛神水賦》《元夕之約》《龍門金剛》《五星出東方》等節目制作采用了5G+8K+VR+AR超高清視頻技術，將古典文化元素與舞蹈相結合，打造交互沉浸效果[5]。

2.3 超高清視頻廣播電視傳輸

超高清視頻產業得以快速發展，離不開5G網絡傳輸的支持。5G網絡傳輸包含前處理環節的輸入、編碼、加密、分路、輸出、糾錯重傳等功能，在性能方面達到協議要求，滿足上下行鏈路帶寬、傳輸時延、時延抖動、丟包率等條件。5G網絡傳輸有專線和空口兩種輸出方式。如超高清視頻5G傳輸技術在北京冬奧會等大型轉播中的應用，HT無線傳輸技術在8K超高清視頻直播中的應用、基于I-PON技術的超高清視頻傳輸應用、基于萬兆IP廣播的超高清視頻傳輸應用等案例，均是超高清視頻在廣播電視傳輸領域的經典應用案例[6]。

2.4 超高清視頻廣播電視直播

5G、4K/8K、VR等信息技術支持下的超高清視頻推動了廣播電視直播行業的發展。2019年的北京男籃世界杯體育賽事5G+8K直播、2020年全國兩會實現“5G+8K+衛星”直播、2021年春節聯歡晚會實現8K直播、2022年北京冬奧會開幕式國家大劇院8K直播，5G+8K+VR超高清視頻被廣泛應用于大型演出、體育賽事、音樂會等直播領域，通過電視、電腦、戶外大屏等傳播渠道，為觀眾帶來臨場、沉浸、真實、立體、新鮮的視覺體驗。直播是超高清視頻的終極應用場景，能夠檢驗廣播電視視聽產業鏈，搭建5G+8K全鏈路，有助于超高清視頻產業聯動發展。超高清視頻全產業鏈在5G+4K/8K+VR直播領域的探索，能夠為觀眾呈現超高清、更具沉浸感與真實感的體育賽事、舞臺表演直播視聽體驗[7-8]。

2.5 超高清視頻廣播電視云制播平臺

5G、4K/8K、VR等信息技術支持下的超高清視頻推動了廣播電視云制播平臺建設，實現了“云錄制”“云綜藝”“云直播”等功能[9]。如湖南快樂陽光互動娛樂傳媒有限公司“光芒”超高清云制播平臺，《乘風破浪的姐姐2》正是在“光芒”云制播平臺支持下，實現了舞臺4K純享版上線，這是4K云制播技術首次應用于大型綜藝。此外，云制播也應用于2022年北京冬奧會，實現了直播設備云端化、工作人員服務遠程化，有效降低了賽事轉播服務成本，推動科技冬奧的發展。

3 結 語

5G、4K/8K、VR等信息技術支持下的超高清視頻具有廣闊的應用空間。其在廣播電視工程領域的應用，有助于推動超高清視頻產業的進一步發展。超高清視頻應用于廣播電視制作、傳輸、直播、轉播、云制播平臺等領域，能夠優化制播流程，推動超高清視頻體系的完善，實現地市縣級廣播電視機構的高清化目標，為用戶提供8K頻道內容直播、點播、互動視頻、AR/VR、裸眼3D等高品質視聽服務。