4K 技術在電視節目制作與傳播中的應用

沈 元

（湖州市新聞傳媒中心，浙江 湖州 313000）

0 引 言

積極發展4K 超高清電視，是近年來我國廣播電視行業積極開展創新發展、深化與文化、科技傳播融合的重要目標。隨著《超高清晰度電視系統節目制作和交換參數值》（GY/T 307—2017）和《高動態范圍電視節目制作和交換圖像參數值》（GY/T 315—2018）等標準以及《4K 超高清電視技術應用實施指南（2018 版）》《4K 超高清電視節目制作技術實施指南（2020 版）》等指南的陸續發布和實施，4K技術在超高清電視節目制作與傳播中的應用逐步深化。對于電視媒體來說，4K 技術的應用更多地要圍繞用戶的節目體驗感，將技術應用到用戶需求度比較高的方向，以確保節目收視率的穩步提高[1]。當然，4K 技術在電視節目制作與傳播中的應用，要求電視媒體要系統性、準確性地掌握技術應用的方法和技巧，實現技術優勢向節目優勢的充分轉化。

1 4K 技術的特點

1.1 分辨率高

4K 技術的分辨率對應的是超高清電視標準的分辨率。關于超高清電視標準的分辨率，2012 年5 月，國際電信聯盟發布的BT.2020“超高清電視UHDTV”標準的建議中將其明確為屏幕物理分辨率達到3 840×2 160及以上的電視[2]。據此可以看出，4K 技術對應的分辨率規格在3 840×2 160，這一分辨率標準是高清電視分辨率的4 倍。就電視節目的畫面而言，傳統高清電視的分辨率只能夠保證畫面中演員面容的清晰顯示，而4K 技術可以高清晰地展現人物和景物的細節，不僅能夠實現圖像的清晰，而且圖像的層次性也更豐富。

1.2 編碼性能強

在信號源方面，4K 技術可以支持電視信號實現H.265 編碼，能夠極大地滿足4K 電視信號高水平傳輸的要求。并且，H.265 編碼方式能夠在可供使用的帶寬有限的情況下傳輸更高質量的網絡視頻，這是因為這種視頻編碼方式可以將網絡視頻壓縮至原來的1/2。相關研究表明，在圖像質量相同的情況下，通過H.265 編碼方式制作的視頻的大小要比以H.264 編碼方式制作的視頻小約39%～44%[3]。同時，4K 技術采用的H.265 編碼方式可以支持4K 至8K 視頻，這為電視節目實現網絡化的傳輸提供了技術方面的支持。

1.3 視頻接入方式多樣

目前，4K 技術可以支持包括HDMI，Display Port，HDBase T 在內的多種視頻接口接入，這為用戶更方便、快捷地接入視頻系統、獲取相關節目視頻提供了有力的支持。并且，4K 技術可以支持相關接入技術的更新迭代，提高了技術的適應性。例如，在4K 技術的支持下，HDMI2.0 標準在物理性能上實現了較HDMI1.4 更高的性能，其視頻傳輸帶寬由原來的10.2 Gb·s-1提升到了18 Gb·s-1，這樣可以直接滿足4K 超高清電視信號傳輸的需要；Display Port 接口則實現了音視頻信號傳輸的同路徑，可以實現多種高質量數字音頻與視頻在同一條線纜上的傳輸；HDBase T 接口則可以將完整的4K非壓縮視頻信號傳輸至網絡設備，并實現點對點的連接[4]。

2 4K 技術在電視節目制作與傳播中的應用

2.1 4K 技術在電視節目制作流程管理中的應用

電視節目制作，是4K 技術應用的主要方面之一。在電視節目制作過程中，借助4K 技術，可以實現以RAW 格式為基礎的電視節目制作。這種格式可以保證電視節目制作流程的規范性和銜接性，減少節目制作中的技術難題[5]。同時，在4K 技術的支持下，電視臺一方面可以較好地解決低碼流素材的初編以及高碼流素材的合成，從而保證電視節目制作的管理，另一方面可以對電視節目制作的整個流程進行科學規劃和嚴格實施，并明確電視節目制作中的數據管理流程，整合原本分散、多樣的電視節目制作方案流程，滿足高質量4K 電視節目的制作。

2.2 4K 技術在電視節目前期拍攝中的應用

前期拍攝是超高清電視節目制作的基礎。4K技術在該環節的影響主要體現為高清晰節目素材的獲取。在4K 技術的支持下，節目組可以根據超高清電視節目制作的要求，拍攝符合4K 超高清標準的音視頻素材，并通過不同格式記錄超高清畫面質量制作的相關信息。在相關信息的記錄方面，4K 技術提供了利用線性伽馬以及RAW 編碼格式進行記錄的技術支持，可以實現錄制內容的高效轉碼。同時，4K 技術可以與索尼等品牌高分辨率4K攝像機進行靈活的搭配，從而實現超高清節目素材的靈活拍攝。例如，個別電視臺基于4K 技術搭建的4K ENG 系統就直接采用了索尼高分辨率4K 攝像機PMW-F55，該攝像機采用全畫幅35 mm CMOS成像器件和多種格式的編解碼器，具有1 160 萬像素高數據量和14 檔寬容度的優異性能，能夠滿足前期拍攝對畫面質感的高標準要求，使拍攝的畫面呈現出淺景深影像效果[6]。

2.3 4K 技術在電視節目后期制作中的應用

后期制作是提高電視節目質量的關鍵環節，也是將前期拍攝的素材編制成為能夠吸引用戶注意力和提高節目觀看效果的重要措施。在該環節，技術人員主要借助4K 技術，根據不同類型節目制作的要求選擇合理的編輯方式進行節目制作。首先，技術人員可以利用4K 技術對在Log 模式下拍攝的藍綠背景布的摳像影片進行調色。在制作中，技術人員可以先在Log 或者Linear 模式下對前期拍攝的素材進行合成，再直接對合成的節目文件進行整體的調色，也可以先對拍攝的素材進行調色，然后在Log模式下對素材進行調整和合成。這種靈活的調色方案使得節目的整體調色更加靈活，最終形成的是具有正常飽和度和對比度的圖像。其次，技術人員可以在Linear 工作空間下實現節目素材合成的多項操作。在4K 超高清電視節目制作中，技術人員可以在具有直線伽馬和ACES 色域下形成的Linear 工作空間中開展包括圖像混合、鏡頭模糊和虛焦、運動模糊、抗鋸齒、亞像素定位、3D 渲染、顏色校正、漸變圖像制作、視頻格式轉換、色彩反轉以及顆粒和噪聲處理等一系列的素材處理工作，最終使得電視節目的整體畫面感和音質感保持高標準效果[7]。

2.4 4K 技術在電視節目傳播中的應用

4K 技術在電視節目傳播方面的應用主要體現在節目壓縮編碼和傳輸方面的應用。由上文分析可知，4K 技術在編碼和傳輸方面具有優勢，這也成為其在電視節目傳播中的重要優勢所在。在4K 技術支持下，技術人員可以利用高效的視頻編碼技術，實現在保證節目質量的同時，壓縮節目所占用的空間，進而實現高效率的節目信號傳輸。例如，部分電視媒體在4K 超高清電視節目傳播方面，采用了高效的壓縮編碼標準，可以將4K 超高清節目信號的數據量壓縮為30 ～40 Mb·s-1的碼率，這樣既可以達到現實傳輸條件的要求，又可以保證節目的圖像畫面和音響效果，使用戶體驗到真正的超高清效果[8]。

3 4K 技術在電視節目制作與傳播中應用需要注意的問題

3.1 明晰4K 超高清電視節目制作的關鍵技術

目前，我國在4K 超高清電視節目制作方面擁有一系列較為明晰的技術標準和行動指南，這為電視媒體科學地應用4K 技術進行電視節目制作與傳播提供了明確而具體的行動方案。通過對《4K 超高清電視節目制作技術實施指南（2020 版）》中的相關內容進行分析發現，該指南除了明確4K 技術在超高清電視節目制作方面的要求以外，還提出了一系列相匹配的參數。而當前電視媒體在節目制作方面的技術掌握和應用情況并沒有達到這些要求的參數標準。因此，在實際的電視節目制作與傳輸實踐中，電視媒體應當以指南中明確的內容為參照，明確自身在4K 超高清電視節目制作方面存在的短板，確定4K 超高清電視節目制作的關鍵技術內容，將其作為4K 技術應用的重點方向。

3.2 培養高水平的技術人才

盡管4K 超高清電視節目制作擁有技術方面的硬件和軟件支持，但是，對于用戶多樣化的節目體驗需求來說，僅憑標準的技術應用是很難完全感知和滿足所有需求的。因此，在實際的4K技術應用中，需要有相應數量的技術人員作為保障，以提高技術應用的精準性和有效性[9]。在這方面，電視媒體需要引進和培養一批高素質的4K 技術應用人才，并安排這些人員在日常的4K 超高清電視節目制作與傳播技術實踐中積累4K 技術應用的相關技術使用方法和經驗，以匹配4K 超高清電視節目制作與傳播的要求。例如，技術人員要掌握如何在不同峰值亮度的HLG 監視器中有效調整監視器的伽馬值，以補償眼睛適應人類視覺系統相應的變化的能力，這樣才能夠有效提升節目制作的效果。

4 結 語

4K 技術，是4K 超高清電視節目制作、傳輸及播出的關鍵技術要素。隨著近年來我國關于4K 超高清電視節目制作與傳播技術標準的逐步完善，如何挖掘和利用4K 技術在電視節目制作與傳播方面的優勢和潛力，逐漸成為電視節目技術開發與應用的重點內容。通過本文的分析梳理可以看出，4K技術在電視節目制作流程管理、節目前期拍攝、節目后期制作及節目傳播等方面都有廣泛而深入的應用。考慮到4K 技術在電視節目制作與傳播中應用的現狀和趨勢，相關主體要在明晰4K 超高清電視節目制作的關鍵技術的同時，培養高水平的技術人才，以更好地保證技術應用的效果。