舞台艺术5G+8K直播分析与舞台艺术未来传播思考——以《繁华众声：张艺、陈悦与国家大剧院管弦乐团音乐会》直播为例

孙 洋

（国家大剧院影视节目制作部，北京 100031）

当今时代科技迅猛发展，舞台艺术需要借力新技术及多种传播途径扩大传播力度，国家大剧院在“艺术+科技”方面不断探索，抓住时代新机遇，注入发展新动能。2020年8月8日，国家大剧院成功地进行了5G+8K直播《繁华众声：张艺、陈悦与国家大剧院管弦乐团音乐会》（以下简称《繁华众声音乐会》），通过大规模8K超高清网络云分发，进入8K电视和5G手机等消费终端的应用场景，受众可以在消费类电子产品上欣赏到国家大剧院的舞台艺术，使5G+8K走进大众视野和生活。本次直播在探索推动线上演出新业态方面发挥了引领示范作用，也成为了北京乃至中国积极推动5G+8K“艺术+科技”“行业+市场”的标志性、革命性大事件，具有重大里程碑意义。笔者重点阐述此次8K超高清直播制作、5G传输的实现路径，以及对未来的展望，分析各环节的实现过程及技术要点。

1 5G+8K的技术特点及应用优势

2012年，国际电联确定了超高清视频基本标准，包括4K和8K两个层级，这两个层级并不是发展替代的关系，而是各有优势应用场景。其中，8K是一种极致视频应用，现在看到的高清视频每一幅画面由200万像素组成，而8K视频每一幅画面有3 300万像素，清晰度是高清的16倍，是4K的4倍，如图1所示，非常适合大尺寸屏幕；不仅如此，8K还具有更高帧率、更宽的色彩范围、更接近人眼的高动态范围。与高清和4K相比，8K提供最为接近人类视觉的宽广视野，因此，8K技术赋能了迄今最震撼、最绚丽、最具临场感的极致观看性能。

5G是第五代移动通信技术的简称，相比前几代移动通信技术，5G有三大主要特征：超高传输速率、超低传输延时、超大规模的设备连接。理论上，5G网速是4G网速的10倍到100倍，非常适合超高清视频等大数据的传输和应用；5G传输仅有1 ms的时延，比人感受针扎反应疼痛的时间还要低10倍，非常适合自动驾驶、远程操控等高敏捷应用；5G还具备同时连接更多移动终端设备的能力，不仅能互联更多的手机和家用电子终端设备，甚至路灯、井盖等各种市政管理的设施都可以接入5G网络，实现万物智能化应用。简单地说，5G在提供更好的打电话发微信等通信服务之外，还为各行各业修建了一条极其宽广的高速公路，正在成为覆盖各行各业、互联万物、推动万业创新的新型信息化技术平台。

5G+8K相互赋能、相互支撑的融合应用，同时满足高速、泛在、大屏幕、超临场、极精细等特征，前所未有的高画质、低时延交互、随时随地可用的视频业务平台已经诞生，可以实现家庭文体娱乐消费升级，满足各行各业精细视频应用的需要，因此，超高清视频被业界认为将是5G网络最早实现商用的核心场景之一。“5G+8K”以信息技术制高点，强力拉动算力、存储、网络、终端显示等产业的高速升级换代，推动众多产业爆发出丰富多彩的融合媒体新业态、新商业模式。

2 国家大剧院舞台艺术传播与科技融合的创新实践

作为国家的表演艺术中心，国家大剧院在“艺术+科技”的融合应用上不断的探索与创新，为表演艺术行业做出了引领和示范，给艺术插上科技的“翅膀”，将国家大剧院舞台上的世界艺术经典演出传播到千家万户，使受众在任何地方都能观看。

自2 0 1 5 年起，不断制作推出《阿依达》《长征》《这里的黎明静悄悄》等4 K/8 K 超高清歌剧电影；2019年5月，国家大剧院将舞剧《天路》通过“5G+4K”技术成功落地首都电影院（超大尺寸4K LED电影银幕）直播，还同步在咪咕视频、咪咕音乐、移动魔百等手机、电视大屏客户端进行了4K超高清直播。2020年4月起，国家大剧院组织拍摄制作了“春天在线”“声如夏花”“华彩秋韵”等系列线上演出，于每周六傍晚通过50多家平台直播，平均每场点击量超3 000万，在线总点击量近10亿次。电影质感的画质、高保真环绕立体声的音效，为五湖四海的观众送去了温暖的艺术盛宴。线上演出的高水平打造，获得了极高的社会反响，已成为大剧院的重要文化品牌，成为世界艺术领域的重大文化事件。

其中8月8日，国家大剧院“华彩秋韵”系列首场演出《繁华众声音乐会》（见图2）使用5G+8K技术进行直播，也是北京市在5G+8K应用上实现面向消费终端领域的大规模8K超高清网络云分发，将5G+8K应用从点对点示范应用扩展到面向8K电视和5G手机的消费级应用。本次直播在国家大剧院花瓣厅、海淀展示中心会议中心、华熙LIVE、中关村步行街、金融街购物中心、亦庄经济开发区大族广场、王府井、三里屯等8个区域布设8K电视、5G手机等显示终端（见图3），可以同步观看本场音乐会的超高清演出实况。同时，本场音乐会还在国家大剧院古典音乐频道以及央视网、人民网、咪咕音乐、人民日报新媒体、央视新闻、腾讯新闻、网易云音乐、抖音、快手等50余家网络媒体平台同步播出，全网共享音乐盛事。

图1 高清、超高清的参数对比

图2 国家大剧院“华彩秋韵”线上音乐会直播海报

3 《繁华众声音乐会》直播的技术路径

本次直播前端制作使用了国内唯一具备5G+8K现场制作功能的转播车（见图4上），完成视音频信号制作；同时，搭设了编码工作区（见图4下）、5G工作区，信号通过5G网络采用点对点、CDN分发等多种方式传送到呈现端；呈现端配备超大LED屏幕、8K电视机配5G机顶盒、5G手机等多种终端体验收看。

3.1 制作端

此次直播，首次在国家大剧院音乐厅内架设了8K讯道摄像机，配备使用8K分辨率的专业广播级镜头；8个机位分别捕捉乐队全景、不同声部的乐手、指挥、观众反应等不同区域，如图5所示。在信号制作方面，每秒50帧逐行扫描、BT.2020高色域范围、高动态范围HLG HDR、10 Bit量化级制作。在专业音乐会转播导演的实时指挥控制下，用丰富的视觉镜头语言一气呵成地呈现完整的演出盛况，加之8K信号的超高分辨率、宽广色彩空间和高动态范围的超高画质，使现场纤毫毕现，乐手演奏的动感画面流畅，让观众有“身临其境”的现场感。

3.2 信号的传输

此次8K直播主要是从8K切换台输出的PGM信号，经过国产8K软件编码器编码，输出流媒体信号，分两路信号传输，如图6所示。其中，一路信号经视频内容分发网络（CDN）通过1 Gb/s互联网专线上行到5G核心网，以互联网视频通用的HLS流媒体播放协议进行广域分发；另一路是4.9 GHz的5G专网上行到5G核心网。两条上行链路传输速率均可稳定达到150 Mb/s。通过5G核心网将信号分别传输到8个呈现点位。

图3 8个直播落地区域

图4 转播区8K转播车及编码区部分设备

图5 音乐厅现场机位摆放图

3.3 呈现端

此次8K直播部署了8个呈现点位，使用8K机顶盒和8K电视机、5G手机等设备，实现消费级的8K机顶盒配套8K电视机播放，以及同环境下5G手机直接接收信号播放。其中的海淀展示中心更是使用了尺寸超过200㎡的LED大屏幕。

图6 信号传输的流程图

图7 各呈现端效果以及实时监控系统示意

同时，为了及时反馈播出呈现端的效果，此次直播专门搭建了实时监测系统，同时监看不同场地的信号，看不到明显的网络延时，各地信号基本同步。

在8个场地总计有超过千人次观看了直播，有很多观众惊叹8K视觉效果，视频流畅、画质清晰，超出了想象。

4 对未来发展的思考

4.1 超高清8K成为舞台艺术呈现的新手段

超高清8K影像技术正逐步成为全球舞台艺术新的呈现手段。除国家大剧院举办的全球首次舞台艺术的“5G+8K”直播外，2019年由滕俊杰执导、国家大剧院与上海广播电视台联合摄制的歌剧电影《这里的黎明静悄悄》采用最新的8K拍摄技术和全景声技术，将舞台歌剧拍成电影，使其成为中国首部8K全景声歌剧电影；2020年，由上海音乐学院和上海广播电视台联合出品、拍摄制作的8K全景声实景原创歌剧电影《贺绿汀》也于上海完成拍摄，计划2021年上映。

同样在日本，日本放送协会（下用简称 NHK）5月9日在其8K卫星频道播出了巴黎国家歌剧院全明星版芭蕾舞剧《吉赛尔》的演出，NHK制作团队采用了6架8K摄影机进行录制和后期制作。早在2017年，NHK以8K形式播出了马林斯基剧院芭蕾舞团演绎的《胡桃夹子》；此后，NHK又联袂意大利国家电视台（RAI）和巴黎歌剧院等广播电视及艺术机构，先后推出斯卡拉歌剧院版莫扎特歌剧《假扮园丁的姑娘》、巴黎歌剧院版芭蕾舞剧《天鹅湖》等优质舞台演出的8K超高清直播。

4.2 画质提升带动多专业协同突破

8K超高清影像带来的超级清晰画质以及观看屏幕尺寸的扩展，使得对拍摄现场的灯光、舞美、服装、化妆都提出了新的要求和标准。8K摄像机拥有的高动态范围，相比高清摄像机为了容纳更多的高光，所采用的伽马曲线将整个曲线的斜率压得更平，故对灯光的照度要求也提高了。同一个节目同一个场景如果想采用和高清一样的光圈进行节目录制，用灯的数量和照度会明显增加[1]。因为超高清UHD画面的清晰度、动态范围、细节、层次都明显优于高清画面，在这样的放大效应下，曾经高清画面尚可接受程度的色差和偏色就显得不再可以接受，所以也要求在节目制作时尽量选择高显色指数的灯具。特别注意控制好杂散光，做到该亮的亮、该黑的一定黑，如果杂散光控制不好则整个画面就会显杂乱、“脏”、不通透等，严重影响画面质量。

8K影像带来的画面超级清晰度以及观看屏幕尺寸的扩展，使得演员的皮肤质感和面妆的色彩等问题都更加重要，化妆的技法和化妆品材料都有新要求。舞台演出的服装、舞美和道具，往往只能禁得住现场观众远距离的考验，在8K超高清的呈现下，演出服装还需要更加精致，舞美布景和道具制作需要更加逼真，任何一些小的修补都会在巨大的屏幕面前放大呈现。

在制作超高清精品节目的过程中，感受震撼的画面效果背后，不单单是音视频技术的迭代，更是诸多相关专业的配套升级、协同突破。

4.3 5G+8K技术的更多创新应用

相比HD、4K，8K超高清技术不仅仅是让观众看得更清楚一些，而在于更广泛的应用，为生活带来便捷：在医疗领域，5G+8K的结合可以实现远程会诊，缓解医疗资源紧张；在安全领域，5G+8K超高清有利于取证和道路监控；在文博领域，采用5G+8K与VR、AR结合的手段拓展创新应用模式，甚至改变未来博物馆的参观模式，如2020年9月6日晚，由五大洲16家顶级博物馆参与的“全球博物馆珍藏展示在线接力”在中国国家博物馆开场，通过“8K拍摄展示+5G直播+AR沉浸”多种技术完成直播，采用8K拍摄、制作，大屏呈现文物细节，通过AR、动画带给观众沉浸体验。在舞台艺术传播的过程中，未来还可以通过8K VR方式对传统的演唱会直播，通过多机位的8K VR拍摄、制作，不仅能够将演出现场的细节体现的淋漓尽致，还能够让用户从背面、正面、上方等多个角度追踪演员，获得完全置身舞台现场的沉浸体验。8K VR对网络要求很高，而大带宽、低时延的5G网络/千兆宽带能够更好地保障8K VR方式的直播。

中国5G+8K产业仍处于技术和市场早期探索阶段，8K影像制作传播还存在产业链未全面打通、生产制作标准不一、产出回报周期较长、前期制作成本高等制约因素，但8K的内容供给将是增长潜力最大的环节。应当充分认识到，未来还要借力新技术新媒体扩大舞台艺术传播，以8K为代表的超高清影像技术和5G为代表的新一代移动通信技术，具有无限的应用潜质，要不断探索“艺术+科技”“行业+市场”的融合发展方式，融合线上线下，为舞台演艺行业提供实践示范。