超高清电视发展的现状、问题及对策研究

王丽霞

（中央广播电视总台，北京 100789）

0 引 言

自电视诞生以来，电视技术就伴随信息技术、通信技术及网络技术的发展而不断更新，电视也经历了黑白、彩色、数字、标清及高清等不同的技术发展阶段。技术的进步和大众观看需求的提升，促使电视不断改变着大众的视觉体验。随着现代居住条件的改善，电视屏幕越来越大，如果电视画面过大，人们在观看电视过程中就会明显感觉到像素颗粒的存在，电视画面的清晰度也会下降，这都要求电视技术不断升级，给观众创造更加真实和清晰的观看体验。超高清电视能够大大提升电视每帧的像素数和信息传输量，从而提升电视的帧率、色域等指标。为了繁荣电视市场，提升大众的电视观看效果，给大众提供更好的视听服务，我国广播电视相关部门顺应超高清电视技术的发展趋势，在政策引导、发展规划及技术标准等方面做了许多尝试。我国的超高清电视因此得到健康、有序发展，取得了一定的成就。

1 我国超高清电视发展的现状

1.1 政策指导超高清电视有序发展

尽管超高清电视技术的发展时间不长，但超高清电视的发展将有效促进广电技术的进步和转型升级，从而改进广电系统的工作流程，并在发展过程中，促进广电相关产业的技术升级和产业规模的扩大。对此，国家广播电视总局在2017年发布的《新闻出版广播影视“十三五”发展规划》中就明确提出要进行超高清电视的试验和超高清电视播出系统的建设，同年下发的《关于规范和促进4K超高清电视发展的通知》要求各部门和地区要做好统筹规划，做好高清电视和超高清电视的协调发展，并采取先行试点的方式，在条件和技术较好的省份和地区发展建设超高清电视。2022年，国家广播电视总局印发《“十四五”中国电视剧发展规划》，对超高清电视技术的发展和整个产业链条的优化升级提出了新的要求，并提出要实现电视剧制作的超高清化[1]。

1.2 超高清电视产业得到一定发展

尽管电视内容的制作方面还无法满足超高清电视发展的需求，但电视节目和电视剧摄录、制作等方面技术设备的更新，超高清电视逐渐普及，有线电视网络、宽带网络和5G网络持续发展，使得超高清电视的传输技术进一步发展。伴随超高清电视的发展，影视制作机构、超高清电视相关设备、图像信号企业等产业链的各个环节都得到进一步的发展。然而，我国各地区经济发展水平和超高清电视发展的条件不同，因此，无法在全国各地同时推进超高清电视的发展和超高清电视产业的统一部署。我国沿海地区普遍经济发达，产业链比较完善，各类技术产业发展的条件较好。2017年，广东省首先明确要积极推动家庭超高清电视网络的应用和超高清电视产业的发展，并对超高清数字家庭产品生产、超高清电视内容制作技术做出具体的发展规划。北京作为我国政治、经济、文化中心和2022年冬奥会的举办地，也大力支持超高清电视的技术发展和产业布局。据统计，目前，与超高清电视相关的行业头部公司，有60%以上聚集在广东和北京。在广东省2022年的规划中，超高清电视产业的规划规模达到8 000亿元，规划超高清电视频道达到4个，传输服务达到8套，用户规模超过2 300万[2]。

1.3 各地超高清电视频道试验开播

2017年，广东试验播出了全国首个超高清电视频道。2018年，中央电视台的超高清电视频道开播。广东超高清频道的参数为3 840×2 160分辨率、50P帧率、ITU-RBT.2020色域、10 bit色深，暂采用HLG转换曲线进行4K高动态范围（High Dynamic Range，HDR）节目播出。根据规划，超高清电视节目制作要兼顾高清电视，因此，试验频道采取超高清与高清兼容制作、HDR与标准动态范围（Standard Dynamic Range，SDR）兼容制作和多种帧率兼容的制作方式。在后期制作过程中，为了兼顾试验频道和高清频道，节目的后期制作也分为常规节目制作和超高清电视节目制作两种工作模式和流程。中央电视台的超高清电视技术参数与广东超高清电视频道几乎一致，不过能够通过中国有线国干网和中星6A卫星覆盖全国[3]。2022年北京冬奥会期间，开幕式直播和赛事报道都规模化应用8K超高清技术，使用LJ8000-8K解码器作为前端直播信号接收和解码监看设备，为超高清电视节目的编辑制作和播出提供了高质量的节目源。

1.4 传输网络不断升级优化

超高清电视的发展离不开传输网络升级优化的支持。在光纤宽带方面，随着5G网络的建设普及，5G与超高清电视的结合，让网络传输速率最高可达10 Gb·s-1，网络延时也低至1 ms，这都极大保障了超高清电视信号传输的稳定性，也提高了超高清电视节目制作的效率和质量。同时，5G技术、VR技术的发展，也给电视观众的观看体验提供了更多的可能，降低了用户在超高清电视观看过程中的不适感。此外，超高清电视也能有效改善视频传输和播放过程中的延迟和清晰度降低情况，减低码流，实现视频图像的高质量传输，从而让超高清电视能够适应多样化的需求场景，满足观众的个性化观看要求。

2 超高清电视发展中存在的问题

2.1 节目制作无法满足超高清电视发展要求

由于超高清电视节目的制作需要在技术、资金及人力等方面进行较大的投入，这就增加了电视节目制作的成本，因此，很多电视台和视频制作机构较少进行超高清电视节目制作的尝试。而且，由于我国超高清电视的发展时间较短，相关的技术还不够成熟，人才也比较少，因此，节目制作的周期较长，能够满足超高清电视发展的节目内容还比较匮乏。

目前，由于超高清电视发展相关的各个产业链环节都还处于探索阶段，很多技术厂商的设备也在不断更新升级和调整中，但当节目摄制人员在初期选择了某一套设备，就需要后期有配套的技术制作标准，不能随意进行调整，这就给节目的前期摄制和后期制作都提出了更高的要求。很多电视台无法及时明确拍摄目标、方法和制作标准，造成节目制作进度缓慢。

2.2 超高清电视传输条件不足

超高清电视的传输数据是高清电视数据量的10倍以上，这就对传输端、接收端的设备提出了更高的要求。目前，我国超高清电视的传输仍然采取高清电视传输常用的电缆线作为传输手段。这种传输手段在高清电视信号传输中具有良好的效果，其最高传输速度能够达到每秒270 MB以上。但这种传输速度是在一定传输距离范围内才能达到的，传输距离不能超过300 m。而且，这种传输手段的传输速度是随着距离的减少而增加的，要想达到最高的1.48 GB·s-1的传输速度，传输距离就需要限制在70 m以内。超高清电视的信号传输速度最低要求为6 GB·s-1，这就进一步限制了传输的距离。目前，我国各个地方电视台的电缆线都还无法满足这种超高清电视信号的传输速度要求。而且，如果降低传输速度，就会降低超高清电视的播放效果。由此，只能改善传输技术问题。但这需要配套的传输基础设施建设和高昂的资金投入，仅依靠电视台的力量，难以在短时间内改善信号传输的现状[4]。

2.3 超高清电视产业发展不够成熟

尽管国家从整体发展规划和行业发展导向等方面给超高清电视产业提出了具体的要求和明确的指引，且已经形成了较为成熟的技术、产品和超高清频道，在某些试验地区，超高清电视产业规模也逐渐扩大，但是，从发展程度上来说，我国超高清电视产业的核心技术研发、行业标准制订、商业发展模式以及知识产权等方面都还处于初级阶段，很多产业链条的发展滞后，一些先进的电子元件和设备设施无法自主生产，甚至全部需要进口。这不仅减缓了我国超高清电视产业的发展速度，也提高了我国超高清电视行业核心技术对国外的依赖，不利于行业的长远、自主发展。

2.4 超高清电视技术标准有待完善

超高清电视技术是一项全球性的先进技术。全球各地的技术研究和产品生产过程需要有统一的技术标准，这样才能实现超高清电视技术的国际化发展。但是，由于全球的超高清电视技术都处于起步发展阶段，相关的标准数量众多，且一些新的技术和产品还没有形成统一的认识和规范。因此，我国超高清电视发展过程中，既要参考国际技术规范和标准，还要依据我国自主的技术发展研发实际，在支持国产知识技术发展的同时，避免与国外产生知识产权纠纷，并对国外的技术进行进一步的测试和探索，力求在超高清电视技术发展方面掌握主动权。

3 我国超高清电视的发展对策

3.1 加快研究制定超高清电视节目规划

针对当前节目制作无法满足超高清电视发展要求的问题，广电主管部门可以综合考虑超高清电视技术发展的特点和节目制播的规律，进行超高清电视节目制作的节目类型归类，比如可以根据现有的经验，积极推动各地参考冬奥会等大型体育赛事过程中的超高清电视制播经验，在体育赛事节目制作中进行超高清节目的制作。另外，我国当前综艺节目发展情况较好，且有较高的经济效益，可以以超高清节目制作为卖点，在综艺节目的录制和制作中采用超高清视频技术。此后，可以逐渐在纪录片、电视专题片等方面逐渐开展超高清电视节目制作，并根据地方电视台的节目制作经验，逐步推出超高清电视频道，从而丰富超高清电视节目的数量和质量，扩大超高清电视节目的覆盖面[5]。

3.2 革新传输方式

超高清电视信号的传输是超高清电视产业的关键问题，目前，很多地方电视台的超高清电视传输速度都不足3 GB·s-1，与超高清电视的12 GB·s-1的传输要求还有较大差距，这就需要革新信号传输方式。首先，要扩大当前电视台的超高清信号传输通道，将其分为4路高清串行数字接口以在系统内部进行数据传输，于编码输出端之前重新将其整合成为4K信号。不过，这种方式需要投入较大资金以扩大系统空间。其次，可以利用SDI Over IP传输，这种传输方式的速率可以达到10 GB·s-1，能够满足一般的超高清电视传输需求。此后，可以根据技术的发展逐渐改进传输方式，提高信号传输的速度。

3.3 统筹规范超高清电视产业的发展

目前，我国超高清频道逐渐增多，但与我国电视频道总量相比，还比较少。因此，需要扩大超高清频道的数量。这就需要统筹高清和超高清电视的发展，相关的电视节目制作、产品生产等都需要同步进行调整。在经济水平较高和超高清电视产业链较为成熟的地区，可以逐渐实现电视技术和产品的更新换代，提高超高清电视的发展速度。要结合5G技术的发展，积极探究和研发与5G相关的技术产品，提高当前超高清电视技术产品的技术含量，要严格相关产品的技术规范和标准，提高超高清电视产业的发展质量。

3.4 加快推进超高清电视技术标准体系建设

我国的超高清电视技术已经逐步从4K向8K推进，相关的技术标准要密切关注国际技术发展的动态和标准，进一步完善我国超高清电视技术标准体系表，加快标准的制订进度，争取尽快出台超高清电视节目制作、交换与接口、HDR以及3D Audio等基础标准，推进我国相关标准的应用。

4 结 语

总体来说，我国的超高清电视在近些年的发展过程中，始终密切关注国际技术发展趋势，力争于世界同步发展。广播电视技术的发展在超高清电视技术方面面临新一轮的国际竞争。为了顺应电视技术发展的趋势，满足广大观众的视听需求，广电部门和广电科研人员有责任在广电管理部门的指导下，积极研发、推动超高清电视技术的发展。要确保产业链的完整性和同步发展，要为超高清电视产业和技术的发展营造良好的生态环境，提供明确的制度保障，进而让超高清电视产业与智慧广电网络和智能电视终端一体化成为我国广电技术发展的重要一环，实现三者的协调同步发展。