5G技術對演藝裝備行業(yè)的影響分析

王濤 李承基 高峰

[摘要]基于5G發(fā)展情況及其技術特點，分析5G對演藝裝備行業(yè)的意義和作用，探討5G技術在演藝應用中的形態(tài)和呈現(xiàn)效果。

[關鍵詞]第五代通信技術;增強型移動寬帶;海量機器類通信;低時延高可靠通信;技術融合

文章編號：10.3969/j.issn.1674-8239.2019.07.001

1引言

通信技術的每一次迭代都會對社會各行業(yè)帶來巨大影響，演藝裝備行業(yè)也不例外。在3G（第三代移動通信）時代，演藝裝備行業(yè)逐漸開始初現(xiàn)智能化概念，到了4G（第四代移動通信）時期，大數(shù)據(jù)、人工智能等概念已經(jīng)滲透進演藝裝備行業(yè)，具備智能化屬性的演藝裝備已經(jīng)開始流行，裝備的智能化和自適應水平也越來越高。

5G（第五代移動通信）技術應用是目前全社會最受關注的領域之一，也是國家大力支持推動的發(fā)展方向之一。隨著演藝裝備行業(yè)與5G、VR/AR/MR（虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實/混合現(xiàn)實）、大數(shù)據(jù)和人工智能等高新技術不斷融合發(fā)展，演藝裝備的數(shù)字化、智能化和交互性程度將越來越高，將使演藝裝備升級換代。演藝裝備行業(yè)需要準確判斷市場環(huán)境，及時保持演藝裝備對熱點技術跟蹤和研發(fā)，為觀眾帶來更豐富、更高質量的感官體驗。

25G發(fā)展概況

為了應對未來爆炸性的移動數(shù)據(jù)流量增長、海量的設備連接、不斷涌現(xiàn)的各類新業(yè)務和應用場景，5G應運而生。國際標準化組織3GPP定義了5G三大場景，分別為eMBB（增強型移動寬帶）、mMTC（海量機器類通信）、uRLLC（超可靠、低時延通信）。其中，eMBB是指3D/超高清視頻等大流量移動寬帶業(yè)務，mMTC是指大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務，uRLLc是指如無人駕駛、工業(yè)自動化等需要低時延、高可靠連接的業(yè)務。5G技術支持數(shù)十個Gbit/s的峰值速率、O.1Gbit/s～1Gbit/s的用戶體驗數(shù)據(jù)速率、106/km²的連接密度，毫秒級的端到端時延和500km/h的高移動性。其中，用戶體驗速率、連接數(shù)密度和時延為5G最基本的三個性能指標。

2019年6月6日，工信部正式向中國移動、中國電信、中國聯(lián)通、中國廣電發(fā)放5G商用牌照，標志著中國正式進入5G商用元年。當前，全球5G進入商用部署的關鍵期，中國堅持自主創(chuàng)新與開放合作相結合，在5G產(chǎn)業(yè)已建立一定競爭優(yōu)勢，并具備了商用部署的條件。預計2020年-2025年，中國5G商用直接帶動的經(jīng)濟總產(chǎn)出將達10.6萬億元，5G技術應用將直接創(chuàng)造超過300萬個就業(yè)崗位。

5G將構建起高速、移動、安全、泛在的新一代信息基礎設施，既可以滿足人們生活和工作中各個領域的多樣化業(yè)務需求，也可以為用戶提供超高清視頻、VR/AR、在線游戲等極致業(yè)務體驗。與此同時，5G還將滲透到物聯(lián)網(wǎng)及各種行業(yè)領域，包括演藝裝備行業(yè)，與工業(yè)設施、醫(yī)療儀器、交通工具和演藝裝備等深度融合，有效滿足多樣化業(yè)務需求，實現(xiàn)真正的“萬物互聯(lián)～。

35G關鍵技術分析

面對多樣化場景的差異化性能需求，5G關鍵技術創(chuàng)新主要來源于網(wǎng)絡技術和無線技術兩方面。在網(wǎng)絡技術領域，移動邊緣計算（MEC）、基于軟件定義網(wǎng)絡（SDN）和網(wǎng)絡功能虛擬化（NFV）的新型網(wǎng)絡架構已取得廣泛共識;在無線技術領域，大規(guī)模天線陣列（Massive MIMO）等技術已成為業(yè)界關注的焦點。

3.1MEC

MEC最大的功能是實現(xiàn)本地計算和數(shù)據(jù)處理，采用靈活的分布式網(wǎng)絡體系結構，把服務能力和應用推進到網(wǎng)絡邊緣，極大地縮減了計算等待時間，使之與5G相匹配。這一概念將傳統(tǒng)電信蜂窩網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務進行了深度融合，旨在減少移動業(yè)務交付的端到端時延，發(fā)掘無線網(wǎng)絡的內(nèi)在能力，從而提升用戶體驗。同時，MEC有能力擺脫昂貴且高延遲的回程通信，在網(wǎng)絡邊緣為應用開發(fā)人員、內(nèi)容提供商和垂直行業(yè)提供IT服務環(huán)境和云計算能力。

在演藝裝備行業(yè)，高質量視音頻的帶寬需求以及無線系統(tǒng)的時延要求都比較苛刻。當前4G僅能滿足會議系統(tǒng)較低碼率的視音頻信號傳送，在5G時代可完美傳送專業(yè)廣播電視和專業(yè)演出的超高清視音頻信號。

3.2SDN/NFV

SDN通過應用軟件可以參與對網(wǎng)絡的控制管理，滿足上層業(yè)務需求。通過控制與轉發(fā)分離，實現(xiàn)網(wǎng)絡的集中化控制和流量的靈活調度。而NFV是將軟件與硬件解耦，網(wǎng)元功能以軟件的形式部署在通用硬件平臺上，實現(xiàn)業(yè)務的快速部署和升級，有利于運營商快速滿足客戶的業(yè)務需求。

在演藝裝備行業(yè)，隨著各主流品牌視音頻產(chǎn)品之間的網(wǎng)絡兼容性和互通性日漸增強以及無線應用的逐漸發(fā)展，加上視音頻系統(tǒng)本身對網(wǎng)絡的時延和抖動的要求也非常高，這些都為視音頻系統(tǒng)網(wǎng)絡的重構提供了良好的基礎，而SDN/NFv技術則為實現(xiàn)系統(tǒng)架構重構提供了技術可能。

3.3Massive MIMo

Massive MIMO（大規(guī)模天線技術，又稱Large ScaleMIMO），從LTE（Long Term Evolution，長期演進）的1/2/4/8的天線到新空口支持多達256天線，MIMO不再局限于二維的空間復用，可以支持3D波束成型，可支持更多的復用可能性，有效提高無線接入的速率，也可增強覆蓋能力。

在4G時代，特別是在部分熱點區(qū)域，網(wǎng)絡的接入速率和容量性能已經(jīng)不能滿足業(yè)務的發(fā)展，影響受眾對演藝業(yè)務的感知。為了滿足受眾對更可靠的高速率無線多媒體和數(shù)據(jù)通信業(yè)務的消費需求，演藝裝備行業(yè)也應順勢而變動，在5G時代采用大規(guī)模MIMO技術滿足受眾對高速率和深度覆蓋需求。

45G對演藝裝備行業(yè)的意義

演藝裝備行業(yè)是為實現(xiàn)文化藝術表演效果、增強藝術表現(xiàn)力，提供用于文化藝術活動所需要的設備研發(fā)、設備制造、設備銷售、設備使用咨詢及相關設備系統(tǒng)集成服務的企業(yè)的集合。5G“高速率、大容量、低時延”的特性，將隨著時間推移逐步實現(xiàn)，逐步滲透演藝裝備行業(yè)。在5G環(huán)境下，隨著科技與文化不斷融合，將引發(fā)產(chǎn)品形態(tài)、組織形態(tài)以及渠道生態(tài)的巨大變革。下文從演藝表現(xiàn)方式、觀演方式、技術融合、人才隊伍等四個方面闡述5G對演藝裝備行業(yè)的影響。

4.1改變演藝的表現(xiàn)方式

舞臺音響、燈光、機械、視頻等舞臺技術的綜合運用，有利于渲染舞臺環(huán)境氛圍、激發(fā)觀眾的情感、充分表達演出作品的思想內(nèi)涵和情感。5G技術將進一步促進云計算、大數(shù)據(jù)、高新視頻（VR/AR/MR、4K/8K等）以及物聯(lián)網(wǎng)等新技術的推廣和應用;提升傳統(tǒng)基礎設施智能化水平，構建高速、移動、安全、廣泛的新一代信息網(wǎng)絡，形成適應數(shù)字經(jīng)濟與實體經(jīng)濟融合發(fā)展需要的信息基礎設施體系，同時可以打破現(xiàn)有舞臺技術的界限，展現(xiàn)更加絢麗多彩的舞臺美術，為提供觀眾更加沉浸式、交互式地觀演體驗。

4.2改變觀演的接收方式

演藝裝備行業(yè)服務領域廣泛，包括專業(yè)場館、戶外演出、影視、體育場館、娛樂場所、展覽展示、公共廣播、音視頻系統(tǒng)、建筑聲學和景觀照明等領域。5G的高速率和低時延特點，可以將現(xiàn)場精湛的表演、運動員第一視角的激烈、現(xiàn)場觀眾的氣氛等信息同步通過VR、AR技術展現(xiàn)給遠在千里之外的受眾，讓受眾獲得和現(xiàn)場觀眾一樣的沉浸式體驗。截至2018年12月，中國網(wǎng)民規(guī)模達8.29億，普及率達59.6%;中國手機網(wǎng)民規(guī)模達8.17億，網(wǎng)民通過手機接入互聯(lián)網(wǎng)的比例高達98.6%“。受眾已逐步養(yǎng)成“大屏看視頻，小屏玩應用”的習慣，通過VR/AR、大屏、手持終端等多種接收方式，與現(xiàn)場產(chǎn)生同頻共振，使得觀演體驗更具感染力。

4.3驅動演藝的技術融合

5G技術的應用和推廣將影響文化產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)、推廣、分發(fā)等各個環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的舞臺音響、燈光、機械、視頻等技術在5G的驅動下，與游戲引擎、實時渲染、VR/AR/MR等新媒體技術深度融合，促進演藝流程、工藝、設備等方面優(yōu)化升級。同時，5G技術將改變“單向觀演”的傳統(tǒng)演出方式，觀眾甚至場外受眾將與演出者有更多互動環(huán)節(jié)，甚至深度參與演出，觀眾既可選擇迥然不同的演出結果，或成為演出中的一部分。演藝的技術融合將會催生和培育更多的文藝演出新業(yè)態(tài)和新模式。

4.4演藝人才隊伍

5G打破了4G的空間局限，在技術的支持下，人類感知、獲取、參與和控制信息的能力達到前所未有的程度。舞臺技術專業(yè)人員通過5G網(wǎng)絡提供的高清畫質與高速的信號傳輸，可以在任何地方掌握演出現(xiàn)場的情況，遠程控制視音頻、燈光及舞臺機械等演出設備，實現(xiàn)以較低成本聯(lián)合全球各專業(yè)專家一并指導大型演藝活動。這一趨勢使得高端人才有更多的機會參與各類、各大范圍的演藝活動，而且使工藝分工更細化;但對于中低端人才，則需要更新、擴展知識結構，從然尋求成長空間。5G技術應用對人才隊伍的影響，不僅僅局限于演藝行業(yè)，也將深刻影響到各行各業(yè)。

5在演藝領域的應用展望

演藝裝備行業(yè)是服務于文化產(chǎn)業(yè)的設備制造業(yè)。隨著5G技術逐步商用，更高的分辨率、更多樣的媒體形式和更具沉浸感的體驗將進一步促進設備制造產(chǎn)業(yè)提質升級，并帶動演藝裝備行業(yè)的協(xié)同發(fā)展。高效、快速的網(wǎng)絡讓演藝打破時間、空間的限制，可視化、交互性、沉浸式的各類數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)品和服務將不斷涌現(xiàn)，這些都對演藝裝備行業(yè)提出了更高的要求。

5.15G在數(shù)字影像傳輸與處理中的應用

在5G時代，網(wǎng)絡帶寬和傳輸速率大幅度提升，視音頻內(nèi)容采、編、播系統(tǒng)全面升級，4K/8K超高清視頻和三維沉浸聲音頻不再遙遠。

5.1.1高清/超高清節(jié)目錄制

受限于設備性能與介質存儲能力，目前超高清演藝錄制產(chǎn)品稀少，市場較小。隨著廣電及一些文化企業(yè)陸續(xù)開始布局超高清視頻產(chǎn)業(yè)，超高清視頻正逐漸在文化產(chǎn)業(yè)領域中應用，超高清錄制的種類及數(shù)量日趨多樣，市場占比逐步增加。

5G時代，更加快速的傳輸速度和更加穩(wěn)定的傳輸通道將大幅降低超高清視頻節(jié)目錄制成本，同時隨著邊緣計算與邊緣存儲技術的推廣，存儲介質將不再成為節(jié)目錄制的瓶頸，超高清的演出實錄將會成為產(chǎn)業(yè)鏈中重要的一環(huán)。

5.1.2超高清節(jié)目直播

通過穩(wěn)定高效的網(wǎng)絡完成全程4K/8K節(jié)目的傳輸和制作，實現(xiàn)演藝節(jié)目的超高清全程直播，以超高清視頻畫面、多聲道環(huán)繞聲、高幀率播放效果提升用戶觀看演藝直播的清晰度、流暢度、互動性，通過多視角、云布景、云互動為不在現(xiàn)場的觀眾帶來更靈活的視角、更多樣的互動、更豐富的內(nèi)容。

5.25G在舞臺中的應用

5.2.1重構視音頻系統(tǒng)與設備互聯(lián)網(wǎng)絡

現(xiàn)有視音頻系統(tǒng)中存在大量RTP流以及組播數(shù)據(jù)，對網(wǎng)絡的時延和抖動相當敏感，使得系統(tǒng)網(wǎng)絡化相對困難，系統(tǒng)之間連通性較差。

5G時代，基于SDN/NFV技術，傳統(tǒng)視音頻設備性能、帶寬將大幅提升，目前各主流品牌視音頻產(chǎn)品之間的網(wǎng)絡兼容性和互通性大大增強，無線應用逐漸發(fā)展，將出現(xiàn)新的適應低時延、高速率的網(wǎng)絡系統(tǒng)架構。在新的系統(tǒng)架構下，全部演出設備將形成聯(lián)系，統(tǒng)一編排調度，隨時檢查、排除故障，大幅降低現(xiàn)場設備連接成本與演藝場地布置需求;互聯(lián)設備可以快速更新網(wǎng)絡配置，滿足演藝場地布置需求，降低更換場地時現(xiàn)場設備連接成本;智能燈光、音響、道具可以豐富演出內(nèi)容，智能機位可以豐富觀看角度，提升現(xiàn)場和轉播的節(jié)目效果。

5.2.2AR/VR/全息影像

在4G時代下，VR/AR、全息影像等技術在現(xiàn)場演出中已經(jīng)開始應用，不過由于技術瓶頸與網(wǎng)絡支撐的限制，這些技術應用只停留在實驗性的階段，傳輸碼率較低導致視聽體驗不足，VR/AR和真正的現(xiàn)實感官仍存在較大差距。

5G帶來的傳輸與系統(tǒng)整體能力的支撐，會帶來VR/AR、4K/8K、人工智能等技術的協(xié)同發(fā)展，使得現(xiàn)場演出的交互性、沉浸感達到新的高度。

隨著5G的全面普及，新技術與新演出方式的結合，將不僅僅是演出過程中的一種技術宣傳手段。新技術將會成為演藝內(nèi)容的創(chuàng)作工具，甚至變成演出內(nèi)容本身的組成部分。舞臺技術的創(chuàng)新將大幅提高舞美的發(fā)揮空間，各種技術手段在演出行業(yè)中的運用也會逐漸變成一種常態(tài)。

5G時代，舞臺場景呈現(xiàn)多樣化發(fā)展趨勢，現(xiàn)場演出多角度轉播、虛擬人物與真實人物同臺互動將為舞臺展現(xiàn)力與藝術感染力提供巨大的提升空間。

5.35G在會議中的應用

5.3.1視頻會議

基于ITU-T H.323體系的視頻會議系統(tǒng)包括四個關鍵組件：終端、網(wǎng)關、關守以及多點控制系統(tǒng)（MCU），各視頻會議節(jié)點需部署具備音視頻編解碼能力的視頻會議終端，由網(wǎng)關負責視頻會議網(wǎng)絡互聯(lián)互通，關守實現(xiàn)地址翻譯、帶寬分配、用戶認證等功能，MCU完成多點視頻終端協(xié)調聯(lián)動。傳統(tǒng)視頻會議系統(tǒng)對于硬件、網(wǎng)絡性能要求較高，為保證音視頻信號平滑流暢，大多使用專用設備及網(wǎng)絡專線。

5G時代，視頻會議系統(tǒng)超高清化、云化、移動化成為必然趨勢。首先，5G端到端網(wǎng)絡切片可以保證大帶寬、高質量音視頻信號傳輸通道，促使高質量、高性能的新型視音頻終端生產(chǎn)應用，全面提高會議質量;其次，云平臺賦能使得基于5G的視頻會議系統(tǒng)全面云化，通用功能組件全部架設在云平臺上，大大降低了系統(tǒng)組建成本與難度，提高系統(tǒng)運行效率;第三，低時延及邊緣計算為高質量移動視頻會議提供了足夠的技術支撐，智能手機、平板電腦、VR/AR眼鏡等移動終端可以方便快捷地接入視頻會議系統(tǒng)，依托無處不在的無線網(wǎng)絡，構建虛擬會議室，打破時間和空間限制，實現(xiàn)人與人之間隨時隨地的溝通與協(xié)作。

5.3.2會議擴聲

擴聲系統(tǒng)是一項系統(tǒng)工程，涉及電子技術、電聲技術、建聲技術和聲學藝術等多種學科，同時還須與視頻系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)等子系統(tǒng)協(xié)調配合。會議擴聲包括會議討論系統(tǒng)、表決系統(tǒng)、同聲傳譯系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)，專業(yè)性強，對音質要求較高，不僅要考慮電聲技術問題，還要考慮建筑聲學問題。系統(tǒng)通常包括功率放大器、聲處理系統(tǒng)、調音臺、傳聲器和其他聲源等設備，設備連接使用有線或無線連接方式，無線連接通常采用紅外、WIFI或藍牙等連接方式。

5G時代，大帶寬、廣連接、低時延的網(wǎng)絡特性可以為會議擴聲提供更加靈活、高質量的組網(wǎng)方式。一方面，更大的帶寬可以顯著提高音頻信號質量，使得會議聲音更加清晰、保真;廣連接、低時延的網(wǎng)絡可以大量提升設備連接數(shù)量，降低設備連接成本和難度，同時可以很方便地解決傳統(tǒng)無線連接方式在抗干擾、穩(wěn)定性、保密性方面相關的問題。同時，通過將部分系統(tǒng)功能集成在云平臺上，可以方便快捷地進行協(xié)調管理，與其他系統(tǒng)的互聯(lián)互通也更加簡易可控。

5.3.3VR/AR會議展示

會議展示系統(tǒng)通常包括多臺投影機、多視窗播放、信號采集及處理、無線投屏、多媒體播放、模塊化模板管理及設備控制等功能多個功能模塊，展示內(nèi)容多為PPT或視音頻文件。

5G時代，網(wǎng)絡性能的提升不僅可以降低設備部署與系統(tǒng)互聯(lián)的復雜性，同時隨著AR/VR技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的二維展示內(nèi)容逐步向沉浸式內(nèi)容轉變，不僅可以展示更加多樣的內(nèi)容，更加豐富的細節(jié)，還可以靈活切換更多展示視角，提升展示效果。

5.45G在其他方面的應用

5.4.15G在藝術創(chuàng)作中的應用

傳統(tǒng)藝術創(chuàng)作多以個人創(chuàng)作、平面創(chuàng)作為主，由于數(shù)字多媒體內(nèi)容受帶寬的限制，音視頻質量較低，給用戶帶來的體驗并不理想。而隨著網(wǎng)絡的發(fā)展演進，用戶可以接受到的圖像、聲音，甚至嗅覺、觸覺信息的傳遞變得更加迅速、實時。4K/8K、VR/AR、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術的發(fā)展，將為用戶帶來更多元化的新體驗，從根本上改變?nèi)藗冇^看世界和相互溝通的方式，也為藝術創(chuàng)作開拓思路，并提供創(chuàng)作手段。

5G時代，帶寬、速度、時延不再成為數(shù)字藝術品創(chuàng)作、傳播、接收的限制，藝術家的想象力將得到進一步的解放，而未來藝術的特性，也可能向互動、溝通、協(xié)作等方向進化。對藝術創(chuàng)作而言，新技術所帶來不僅是新的創(chuàng)作手段、創(chuàng)作理念與創(chuàng)作方式，也是藝術新媒介、新形勢的變革引擎。

5.4.25G在演藝產(chǎn)品銷售中的應用

5G時代，全新的演藝內(nèi)容和演藝形式，勢必會帶來全新的演藝產(chǎn)品，高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡，也為用戶購買產(chǎn)品提供更加便捷的渠道?；谶吘売嬎闩c邊緣CDN的部署，結合大數(shù)據(jù)分析與人工智能技術的發(fā)展，形成新的演藝產(chǎn)品銷售體系與內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡，使數(shù)字產(chǎn)品與用戶的“距離”更加貼近，不僅能進一步激活演藝產(chǎn)品的銷售市場，更可以給用戶帶來多樣的選擇和便捷的體驗。

6小結

在5G時代，為了實現(xiàn)演藝裝備行業(yè)與5G、人工智能和大數(shù)據(jù)等技術的不斷深入融合，應做到以下幾點：第一，發(fā)揮既有優(yōu)勢，瞄準短板弱項，逐步推動國家演藝裝備行業(yè)邁向新臺階;第二，加大科技創(chuàng)新力度，集中攻破關鍵技術，建立健全以企業(yè)為主體、市場為導向、產(chǎn)學研深度融合的演藝裝備技術創(chuàng)新體系，加強對中小企業(yè)創(chuàng)新的支持，促進科技成果轉化;第三，加快行業(yè)頂層設計，落實產(chǎn)業(yè)標準體系，促進演藝裝備行業(yè)與5G技術的深度融合;第四，完善人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才，培育優(yōu)質研發(fā)企業(yè)，優(yōu)化區(qū)域人才結構，促進行業(yè)經(jīng)濟與人才的協(xié)調發(fā)展。

為促進5G產(chǎn)業(yè)和演藝裝備行業(yè)的深入融合，國家應充分發(fā)揮政府帶頭作用，統(tǒng)籌科研機構、高校、運營商、設備制造商、終端廠商、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和行業(yè)企業(yè)等產(chǎn)學研用力量，協(xié)同開展5G技術研究、標準研制、設備開發(fā)與行業(yè)應用，推動5G與演藝裝備行業(yè)的應用融合發(fā)展，加強產(chǎn)業(yè)載體和產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設，培育全鏈條的設計產(chǎn)業(yè)集群，培育和融合發(fā)展新的演藝文化業(yè)態(tài)，進一步充實人民群眾的物質文化生活，滿足人民群眾日益增長的精神文化需求。