超高清视频发展现状及在广播电视领域的融合应用

钟 华

（梧州市广播电视台，广西 梧州 543000）

0 引 言

视音频是信息呈现和传播的主要载体。从模拟技术、数字技术到高清、超高清，视频技术不断迭代升级，对显示、终端及广播电视在内的行业应用带来重要调整。本文旨在探讨超高清视频的概念、产业发展趋势及其在广播电视领域的融合应用，如超高清视频与5G 传输融合在广播电视领域的应用，以及如何塑造广播电视行业，改变媒体内容的创作和传播方式，为观众带来前所未有的视听盛宴。

1 超高清视频概述

1.1 超高清视频的概念

超高清视频是一种具有超高分辨率、帧率和色域的数字视频技术，其分辨率远高于高清视频，通常包括4K 和8K 两种。超高清视频能够提供更加细腻、真实的画面效果以及更加丰富的颜色和细节表现，适用于电视、电影、游戏和虚拟现实等领域[1]。

1.2 超高清视频产业发展情况

《超高清视频产业发展白皮书（2023 年）》显示，截至2022 年末，我国超高清视频产业市场规模超过3 万亿元，已开通4K 频道8 个，8K 频道2 个，内容生产能力迅速提升。8K 超高清摄像机、8K 监视器、8K 图像传感器及光学镜头等取得突破并实现产业化应用。在制度层面，相关主体陆续出台了《超高清视频产业发现行动计划（2019—2022 年）》《中央广播电视总台8K 超高清电视节目制播技术要求》《8K 超高清大屏幕系统视音频技术要求》《超高清视频产业发展白皮书（2023 年）》等文件[2]。

1.3 超高清视频产业的关键技术

超高清视频产业的关键技术包括高动态范围、三维声、视频编解码、数字版权管理及视频云等。2022 年，国家广播电视总局发布了《高动态范围电视系统显示适配元数据技术要求》（GY/T 358—2022）。我国自主研发的视频编解码标准如AVS、AVS2、AVS3 等，已在广播电视领域有广泛的应用。此外，超高清视频与5G、人工智能及虚拟现实等新一代信息技术深度融合创新发展[3]。例如，人工智能技术的迭代升级，推动超高清视频制作的效率大幅度提升，通过机器视觉技术实现超高清视频内容的智能拍摄、剪辑和拼接，通过自然语言处理技术实现超高清视频文字、语音的双向合成转化，与视频内容智能匹配，通过自动化制作和个性化推荐技术提高超高清视频直播的互动性和用户体验感。5G 及“双千兆”网络的普及应用，为超高清视频提供了流畅的传输网络保障。虚拟现实、增强现实、混合现实等虚拟交互技术的应用，拓展了超高清视频的视听呈现和感官维度，给用户带来身临其境的极致体验[4]。

2 超高清视频在广播电视领域的融合应用

2.1 超高清视频与5G 传输技术的融合应用

超高清视频5G 传输技术主要通过超高清视频+5G 背包、超高清演播室+5G 等形式实现，被广泛应用于超高清现场直播、远程制作及信号回传等场景。

（1）超高清视频+5G 背包。通过5G 背包实现信号编码及传输的功能集合，凭借5G 网络的广覆盖、大宽带、低时延特性简化超高清现场直播采编流程。超高清视频+5G 背包的传输模式目前被广泛应用于冬季奥运会（以下简称冬奥会）、中华人民共和国全国运动会（以下简称全运会）、春节联欢晚会（以下简称春晚）等大型活动与赛事的直播与转播活动。以2022 年足球世界杯小组赛英格兰队与伊朗队的赛事转播活动为例，央视网黄金栏目《大咖陪你看》中，韩乔生、刘闻雯、金润吉与球迷们畅聊世界杯。在节目的“热线卡塔尔”环节，国产5G背包亮相卡塔尔，基于联通5G、云计算、人工智能等新兴技术，支持前端信号采集、云端传输处理和远程导播制作。超高清视频+5G 背包具有5G 接入及链路聚合功能，能够实现前端信号采集、编解码以及网络传输，保证世界杯赛事直播与转播的流畅性，让无法到场的观众“云”享受世界杯的现场氛围。

（2）超高清演播室+5G。超高清演播室+5G 助力北京冬奥会打造科技冬奥。通过高铁5G 移动演播室，能够在时速350 km·h-1的列车上实现超高清视频信号的稳定采集与传输。高铁5G 移动演播融合了5G+4K 动态码率调整、多通道智能切片传输、车载5G 传输技术以及全IP 技术架构等技术，充分满足冬奥会期间各频道和新媒体平台全媒体内容制作需求[5]。

2.2 超高清视频与制播系统的融合应用

超高清视频与制播系统融合应用是一种先进的技术解决方案，旨在提供卓越的视频制作和播放体验，为用户提供更高分辨率、更清晰、更生动的视觉效果。这一融合应用广泛应用于电视广播、电影制作、体育赛事及虚拟现实等领域，以提高内容质量，增强观众吸引力，并支持更多创意表现。以2021 年北京广播电视台8K 超高清实验频道核心制播系统项目为例，由数码视讯公司提供8K 超高清编解码器、8K-IPG 网关、超高清聚合网关及超高清IP 调度分发矩阵等设备，提供8K 超高清传输解决方案。方案通过超高清IP 调度分发矩阵完成8K 超高清视频的分发工作，向互联网电视（Internet Protocol Television，IPTV）及手机App 等调度分发，依托5G 网络和大小屏互动战略完成多种形式的分发和收看。以中央广播电视总台8K 超高清实验频道为例，其于2021 年2 月1 日实验开播，是全球首次实现8K 超高清电视直播。中央广播电视总台将8K 超高清播出信号传送至北京、上海等9 个城市公共场所的30 多个超高清大屏，实现8K 超高清电视的同步播出[6]。

2.3 超高清视频与直播的融合应用

8K 超高清视频直播也是超高清视频的关键应用场景，通过超高清视频与移动直播、多视角直播等融合应用，为广播电视提供多样化的8K 超高清视频直播解决方案。以新岸线科技集团有限公司Euht 无线传输技术在8K 超高清视频直播中的应用为例，通过超高速无线通信系统、Euht 技术标准、专利及关键芯片，实现Euht 无线传输技术与8K 超高清视频直播的融合应用，在2022 年北京冬奥会直播活动中应用，用于北京亦庄3 块8K 超高清大屏的实时直播。福建帝视信息科技有限公司与北京广播电视台联合研发的8K 超高清视频直播增强系统解决了终端低算力高画质技术难题，应用于2022年北京冬奥会，有效提升了冬奥会8K 超高清直播画质。2020 年国家大剧院“华彩秋韵”系列演出活动是全球首次5G+8K 超高清视频直播，首次在舞台艺术类演出中启用“8K+5G”超高清视频全业务转播车，“8K+5G”应用从点对点扩展到面向8K 电视和5G 手机的消费级应用。此次音乐会由央视网提供超高清播出信号，在国家大剧院古典音乐频道及多家网络媒体平台同步超高清播出[7]。

2.4 超高清与XR 技术的融合应用

超高清与拓展现实（Extended Reality，XR）技术的融合，为广播电视提供了内容制作的解决方案。比如虚拟演播室，利用XR 虚拟拍摄技术构建具有沉浸式空间透视、相机追踪、人体捕捉、实时渲染、扩展现实以及增强现实（Augmented Reality，AR）特效等功能的虚拟演播室，应用于短视频虚拟制作、虚拟拓展直播、移动融合节目制作以及数字人实时互动等场景中。XR 延展影棚是虚拟演播室的重要应用之一，通过视觉交互技术、发光二极管（Light Emitting Diode，LED）显示屏等构建人机交互的虚拟环境，实现虚拟世界与现实世界无缝转换的“沉浸感”。XR 延展影棚有广泛的应用空间，如网络直播、电视台直播、虚拟音乐会和虚拟晚会等场景。

湖北广播电视台利用XR 呈现技术、超高清视频制作技术的融合应用，实现超高清电视节目的异地制作、异地访谈。2020 年，咪咕文化运用5G+4K/8K+XR 技术，开展第十四届音乐盛典“咪咕汇”云上演出与云端互动，通过XR、全息影像以及5G 切片等与8K 超高清直播的融合应用，打造年度视听盛宴。此次云演出配备了26 组数控冰屏、7 000 多个数控灯球、8 台8K 摄像机、24 台4K 摄像机、32 台自由视角摄像机、7 台8K VR 摄像机、9 大视角、子弹时间以及自由视角等设备与技术，带给云上乐迷360°沉浸式观演体验。2021 牛年春晚创意节目《牛起来》中，制作人员构建XR 演播环境，完成刘德华与王一博、关晓彤的异地录制，在春晚舞台实现“异地同台”合唱互动。

3 结 语

超高清视频产业的快速发展和广泛应用，标志着数字媒体时代的新篇章。本文深入探讨了超高清视频的概念、产业发展及产业的关键技术，全面分析了超高清视频与直播、制播系统等融合在广播电视领域的应用。它不仅为观众带来更高质量的视觉体验，也为广播电视行业带来了创新机遇。超高清视频将继续塑造媒体和娱乐领域，促进内容制作和传输的革命性变革。