超高清視頻發展現狀及在廣播電視領域的融合應用

鐘 華

（梧州市廣播電視臺，廣西 梧州 543000）

0 引 言

視音頻是信息呈現和傳播的主要載體。從模擬技術、數字技術到高清、超高清，視頻技術不斷迭代升級，對顯示、終端及廣播電視在內的行業應用帶來重要調整。本文旨在探討超高清視頻的概念、產業發展趨勢及其在廣播電視領域的融合應用，如超高清視頻與5G 傳輸融合在廣播電視領域的應用，以及如何塑造廣播電視行業，改變媒體內容的創作和傳播方式，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、幀率和色域的數字視頻技術，其分辨率遠高于高清視頻，通常包括4K 和8K 兩種。超高清視頻能夠提供更加細膩、真實的畫面效果以及更加豐富的顏色和細節表現，適用于電視、電影、游戲和虛擬現實等領域[1]。

1.2 超高清視頻產業發展情況

《超高清視頻產業發展白皮書（2023 年）》顯示，截至2022 年末，我國超高清視頻產業市場規模超過3 萬億元，已開通4K 頻道8 個，8K 頻道2 個，內容生產能力迅速提升。8K 超高清攝像機、8K 監視器、8K 圖像傳感器及光學鏡頭等取得突破并實現產業化應用。在制度層面，相關主體陸續出臺了《超高清視頻產業發現行動計劃（2019—2022 年）》《中央廣播電視總臺8K 超高清電視節目制播技術要求》《8K 超高清大屏幕系統視音頻技術要求》《超高清視頻產業發展白皮書（2023 年）》等文件[2]。

1.3 超高清視頻產業的關鍵技術

超高清視頻產業的關鍵技術包括高動態范圍、三維聲、視頻編解碼、數字版權管理及視頻云等。2022 年，國家廣播電視總局發布了《高動態范圍電視系統顯示適配元數據技術要求》（GY/T 358—2022）。我國自主研發的視頻編解碼標準如AVS、AVS2、AVS3 等，已在廣播電視領域有廣泛的應用。此外，超高清視頻與5G、人工智能及虛擬現實等新一代信息技術深度融合創新發展[3]。例如，人工智能技術的迭代升級，推動超高清視頻制作的效率大幅度提升，通過機器視覺技術實現超高清視頻內容的智能拍攝、剪輯和拼接，通過自然語言處理技術實現超高清視頻文字、語音的雙向合成轉化，與視頻內容智能匹配，通過自動化制作和個性化推薦技術提高超高清視頻直播的互動性和用戶體驗感。5G 及“雙千兆”網絡的普及應用，為超高清視頻提供了流暢的傳輸網絡保障。虛擬現實、增強現實、混合現實等虛擬交互技術的應用，拓展了超高清視頻的視聽呈現和感官維度，給用戶帶來身臨其境的極致體驗[4]。

2 超高清視頻在廣播電視領域的融合應用

2.1 超高清視頻與5G 傳輸技術的融合應用

超高清視頻5G 傳輸技術主要通過超高清視頻+5G 背包、超高清演播室+5G 等形式實現，被廣泛應用于超高清現場直播、遠程制作及信號回傳等場景。

（1）超高清視頻+5G 背包。通過5G 背包實現信號編碼及傳輸的功能集合，憑借5G 網絡的廣覆蓋、大寬帶、低時延特性簡化超高清現場直播采編流程。超高清視頻+5G 背包的傳輸模式目前被廣泛應用于冬季奧運會（以下簡稱冬奧會）、中華人民共和國全國運動會（以下簡稱全運會）、春節聯歡晚會（以下簡稱春晚）等大型活動與賽事的直播與轉播活動。以2022 年足球世界杯小組賽英格蘭隊與伊朗隊的賽事轉播活動為例，央視網黃金欄目《大咖陪你看》中，韓喬生、劉聞雯、金潤吉與球迷們暢聊世界杯。在節目的“熱線卡塔爾”環節，國產5G背包亮相卡塔爾，基于聯通5G、云計算、人工智能等新興技術，支持前端信號采集、云端傳輸處理和遠程導播制作。超高清視頻+5G 背包具有5G 接入及鏈路聚合功能，能夠實現前端信號采集、編解碼以及網絡傳輸，保證世界杯賽事直播與轉播的流暢性，讓無法到場的觀眾“云”享受世界杯的現場氛圍。

（2）超高清演播室+5G。超高清演播室+5G 助力北京冬奧會打造科技冬奧。通過高鐵5G 移動演播室，能夠在時速350 km·h-1的列車上實現超高清視頻信號的穩定采集與傳輸。高鐵5G 移動演播融合了5G+4K 動態碼率調整、多通道智能切片傳輸、車載5G 傳輸技術以及全IP 技術架構等技術，充分滿足冬奧會期間各頻道和新媒體平臺全媒體內容制作需求[5]。

2.2 超高清視頻與制播系統的融合應用

超高清視頻與制播系統融合應用是一種先進的技術解決方案，旨在提供卓越的視頻制作和播放體驗，為用戶提供更高分辨率、更清晰、更生動的視覺效果。這一融合應用廣泛應用于電視廣播、電影制作、體育賽事及虛擬現實等領域，以提高內容質量，增強觀眾吸引力，并支持更多創意表現。以2021 年北京廣播電視臺8K 超高清實驗頻道核心制播系統項目為例，由數碼視訊公司提供8K 超高清編解碼器、8K-IPG 網關、超高清聚合網關及超高清IP 調度分發矩陣等設備，提供8K 超高清傳輸解決方案。方案通過超高清IP 調度分發矩陣完成8K 超高清視頻的分發工作，向互聯網電視（Internet Protocol Television，IPTV）及手機App 等調度分發，依托5G 網絡和大小屏互動戰略完成多種形式的分發和收看。以中央廣播電視總臺8K 超高清實驗頻道為例，其于2021 年2 月1 日實驗開播，是全球首次實現8K 超高清電視直播。中央廣播電視總臺將8K 超高清播出信號傳送至北京、上海等9 個城市公共場所的30 多個超高清大屏，實現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用

8K 超高清視頻直播也是超高清視頻的關鍵應用場景，通過超高清視頻與移動直播、多視角直播等融合應用，為廣播電視提供多樣化的8K 超高清視頻直播解決方案。以新岸線科技集團有限公司Euht 無線傳輸技術在8K 超高清視頻直播中的應用為例，通過超高速無線通信系統、Euht 技術標準、專利及關鍵芯片，實現Euht 無線傳輸技術與8K 超高清視頻直播的融合應用，在2022 年北京冬奧會直播活動中應用，用于北京亦莊3 塊8K 超高清大屏的實時直播。福建帝視信息科技有限公司與北京廣播電視臺聯合研發的8K 超高清視頻直播增強系統解決了終端低算力高畫質技術難題，應用于2022年北京冬奧會，有效提升了冬奧會8K 超高清直播畫質。2020 年國家大劇院“華彩秋韻”系列演出活動是全球首次5G+8K 超高清視頻直播，首次在舞臺藝術類演出中啟用“8K+5G”超高清視頻全業務轉播車，“8K+5G”應用從點對點擴展到面向8K 電視和5G 手機的消費級應用。此次音樂會由央視網提供超高清播出信號，在國家大劇院古典音樂頻道及多家網絡媒體平臺同步超高清播出[7]。

2.4 超高清與XR 技術的融合應用

超高清與拓展現實（Extended Reality，XR）技術的融合，為廣播電視提供了內容制作的解決方案。比如虛擬演播室，利用XR 虛擬拍攝技術構建具有沉浸式空間透視、相機追蹤、人體捕捉、實時渲染、擴展現實以及增強現實（Augmented Reality，AR）特效等功能的虛擬演播室，應用于短視頻虛擬制作、虛擬拓展直播、移動融合節目制作以及數字人實時互動等場景中。XR 延展影棚是虛擬演播室的重要應用之一，通過視覺交互技術、發光二極管（Light Emitting Diode，LED）顯示屏等構建人機交互的虛擬環境，實現虛擬世界與現實世界無縫轉換的“沉浸感”。XR 延展影棚有廣泛的應用空間，如網絡直播、電視臺直播、虛擬音樂會和虛擬晚會等場景。

湖北廣播電視臺利用XR 呈現技術、超高清視頻制作技術的融合應用，實現超高清電視節目的異地制作、異地訪談。2020 年，咪咕文化運用5G+4K/8K+XR 技術，開展第十四屆音樂盛典“咪咕匯”云上演出與云端互動，通過XR、全息影像以及5G 切片等與8K 超高清直播的融合應用，打造年度視聽盛宴。此次云演出配備了26 組數控冰屏、7 000 多個數控燈球、8 臺8K 攝像機、24 臺4K 攝像機、32 臺自由視角攝像機、7 臺8K VR 攝像機、9 大視角、子彈時間以及自由視角等設備與技術，帶給云上樂迷360°沉浸式觀演體驗。2021 牛年春晚創意節目《牛起來》中，制作人員構建XR 演播環境，完成劉德華與王一博、關曉彤的異地錄制，在春晚舞臺實現“異地同臺”合唱互動。

3 結 語

超高清視頻產業的快速發展和廣泛應用，標志著數字媒體時代的新篇章。本文深入探討了超高清視頻的概念、產業發展及產業的關鍵技術，全面分析了超高清視頻與直播、制播系統等融合在廣播電視領域的應用。它不僅為觀眾帶來更高質量的視覺體驗，也為廣播電視行業帶來了創新機遇。超高清視頻將繼續塑造媒體和娛樂領域，促進內容制作和傳輸的革命性變革。