傳播炫彩超清的視覺盛宴

馬悅，中央廣播電視總臺(tái)高級(jí)工程師，從事電視節(jié)目后期制作和后期系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)維工作。國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)——冬奧超高清8K數(shù)字轉(zhuǎn)播技術(shù)與系統(tǒng)項(xiàng)目骨干成員。

作為技術(shù)負(fù)責(zé)人，曾參與央視第一個(gè)高清網(wǎng)絡(luò)制作系統(tǒng)設(shè)計(jì)建設(shè)，作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人完成超高清制作島5系統(tǒng)設(shè)計(jì)建設(shè)，并參與高清/超高清圖像序列制作。作為技術(shù)負(fù)責(zé)人，先后參與包括“科技冬奧”在內(nèi)的2個(gè)科技部重點(diǎn)專項(xiàng)科研項(xiàng)目，為推進(jìn)高清/超高清電視技術(shù)的運(yùn)用作出貢獻(xiàn)。曾獲廣電總局工程技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、“王選新聞科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)”一等獎(jiǎng)、金帆獎(jiǎng)錄制技術(shù)質(zhì)量獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)。

作為重要的國際賽事，北京冬奧會(huì)受到全球關(guān)注，比賽轉(zhuǎn)播也成為備受矚目的話題。國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)——冬奧超高清8K數(shù)字轉(zhuǎn)播技術(shù)與系統(tǒng)項(xiàng)目，集中了我國8K數(shù)字轉(zhuǎn)播技術(shù)系統(tǒng)領(lǐng)域的研究優(yōu)勢，將給全球觀眾帶來一場視覺盛宴。該項(xiàng)目牽頭承擔(dān)單位中央廣播電視總臺(tái)的項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人馬悅，揭秘了“8K看奧運(yùn)”。

問：請您先介紹一下咱們這個(gè)項(xiàng)目的立項(xiàng)背景和大致情況。

馬悅：我們這個(gè)項(xiàng)目全名叫“冬奧超高清8K數(shù)字轉(zhuǎn)播技術(shù)與系統(tǒng)”，2019年10月獲得科技部的立項(xiàng)支持，2019年12月27日正式啟動(dòng)。項(xiàng)目圍繞冬奧會(huì)8K轉(zhuǎn)播制作、信號(hào)傳輸和終端呈現(xiàn)，從關(guān)鍵技術(shù)、平臺(tái)的構(gòu)建和應(yīng)用示范三個(gè)層次，開展應(yīng)用研究和實(shí)踐。

項(xiàng)目已經(jīng)在8K直播呈現(xiàn)的全鏈路的關(guān)鍵技術(shù)上取得了突破，自主研發(fā)了包括8K的轉(zhuǎn)播、后期制作、信號(hào)傳輸，還有終端顯示等系統(tǒng)和設(shè)備，共同完成8K冬奧賽事的高質(zhì)量制作。項(xiàng)目制定了8K新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)AVS3.0，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可以帶動(dòng)我國8K超高清技術(shù)高速發(fā)展，也將促進(jìn)我國超高清視頻產(chǎn)業(yè)邁上萬億級(jí)的規(guī)模。

8K轉(zhuǎn)播技術(shù)系統(tǒng)是提升我國8K超高清視頻領(lǐng)域核心競爭力的關(guān)鍵技術(shù)之一。我們這個(gè)項(xiàng)目研制完成8K轉(zhuǎn)播技術(shù)系統(tǒng)，就可以完成冬奧會(huì)8K轉(zhuǎn)播原來預(yù)設(shè)的目標(biāo)。同時(shí)，能夠滿足中央廣播電視總臺(tái)應(yīng)對(duì)重大宣傳任務(wù)、大型綜藝節(jié)目等節(jié)目類型對(duì)于8K轉(zhuǎn)播的需求。8K轉(zhuǎn)播技術(shù)系統(tǒng)配合8K傳輸，就可以在視頻的源頭對(duì)整個(gè)8K生態(tài)鏈路提供支持。

問：對(duì)于8K超高清數(shù)字技術(shù)，總臺(tái)現(xiàn)在是否已經(jīng)有了一些應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)？

馬悅：是的，總臺(tái)在8K方面已經(jīng)做了很多嘗試。作為當(dāng)今世界體量規(guī)模大、業(yè)務(wù)形態(tài)多和覆蓋范圍廣的國際新型主流媒體，中央廣播電視總臺(tái)目前正在向具有強(qiáng)大引領(lǐng)力、傳播力和影響力的國際一流新型主流媒體加速邁進(jìn)。

總臺(tái)的技術(shù)工作時(shí)刻圍繞總臺(tái)的戰(zhàn)略格局和媒體融合的重大需求，堅(jiān)持科技創(chuàng)新主基調(diào)和主旋律，圍繞總臺(tái)技術(shù)部門的三個(gè)轉(zhuǎn)變，就是從傳統(tǒng)的廣播電視媒體向原創(chuàng)視頻內(nèi)容的生產(chǎn)和發(fā)布的全媒體轉(zhuǎn)變、從傳統(tǒng)的節(jié)目生產(chǎn)方式向內(nèi)容生產(chǎn)的供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革轉(zhuǎn)變、從傳統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)向5G+4K/8K+AI的戰(zhàn)略格局轉(zhuǎn)變，以此來持續(xù)推動(dòng)總臺(tái)技術(shù)工作的高質(zhì)量發(fā)展。

面向冬奧會(huì)8K轉(zhuǎn)播的需求，總臺(tái)把“冬奧超高清8K數(shù)字轉(zhuǎn)播技術(shù)與系統(tǒng)”這個(gè)項(xiàng)目納入總臺(tái)承擔(dān)的一個(gè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室叫作超高清視音頻制播與呈現(xiàn)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，以實(shí)驗(yàn)室大平臺(tái)來吸引國內(nèi)的企業(yè)和事業(yè)單位，還有科研機(jī)構(gòu)，共同扎實(shí)地推進(jìn)8K的發(fā)展。

2021年2月1日，總臺(tái)的8K超高清電視頻道成功試驗(yàn)播出，這是我國超高清視頻領(lǐng)域科技創(chuàng)新成果的集中展現(xiàn)?？偱_(tái)通過IP網(wǎng)把8K超高清電視頻道的試驗(yàn)信號(hào)持續(xù)播出，用戶可以通過支持AVS3.0的8K機(jī)頂盒進(jìn)行收看。同時(shí)，總臺(tái)聯(lián)合中國移動(dòng)、中國電信、中國聯(lián)通和中國廣電四大運(yùn)營商，把總臺(tái)8K的試驗(yàn)信號(hào)推到了北京、上海、廣州、?？诘?個(gè)城市，在公共場所30多塊大屏和首批8K電視機(jī)上，進(jìn)行同步播放，全國都能夠?qū)崿F(xiàn)收看。

8K超高清傳輸平臺(tái)

總臺(tái)8K超高清電視頻道的播出，首次采用我國自主研發(fā)、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)AVS3.0，為我國8K電視信號(hào)傳輸、分發(fā)以及終端顯示等系統(tǒng)和設(shè)備的國產(chǎn)化打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也標(biāo)志著我國走在世界超高清電視發(fā)展的前列。

2021年2月11日，總臺(tái)通過8K超高清電視頻道對(duì)《春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)》進(jìn)行了8K現(xiàn)場直播，這也是全球8K電視領(lǐng)域內(nèi)的首次現(xiàn)場直播。在建黨百年的慶?；顒?dòng)中，總臺(tái)也應(yīng)用了8K的技術(shù)。

問：在8K轉(zhuǎn)播和制作方面，總臺(tái)面向北京冬奧會(huì)都做了哪些準(zhǔn)備工作？

馬悅：按照中央廣播電視總臺(tái)5G+4K/8K+AI的戰(zhàn)略格局，面向冬奧會(huì)8K轉(zhuǎn)播的需求，技術(shù)局2019年啟動(dòng)了8K轉(zhuǎn)播技術(shù)系統(tǒng)裝備的建設(shè)工作。項(xiàng)目課題要完成的8K轉(zhuǎn)播技術(shù)系統(tǒng)，于2021年6月上旬完成系統(tǒng)集成，并投入試運(yùn)行。

系統(tǒng)包括A5、A6兩輛8K的A級(jí)轉(zhuǎn)播車。在轉(zhuǎn)播車建設(shè)過程中，為了保障技術(shù)的領(lǐng)先性，總臺(tái)技術(shù)局采用的是IP架構(gòu)，遵循的是國際ST2110標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是基于IP技術(shù)部站的成熟，產(chǎn)業(yè)界對(duì)于超高清電視向IP化發(fā)展達(dá)成共識(shí)，由電影和電視工程師協(xié)會(huì)發(fā)布的一個(gè)系列標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于高清4K、8K甚至16K在視頻、音頻以及同步和輔助數(shù)據(jù)等方面都做了詳細(xì)規(guī)定。目前，在產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)品的生產(chǎn)、系統(tǒng)的集成以及電視領(lǐng)域的運(yùn)行維護(hù)上，全世界基本都遵循這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)人員在維護(hù)主媒體中心序廳的116.6平方米的8K LED大屏。

總臺(tái)采用的標(biāo)準(zhǔn)可以滿足4K和8K的信號(hào)流同時(shí)在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行傳輸，可以單獨(dú)傳4K，也可以單獨(dú)傳8K，兩個(gè)也可以同時(shí)傳輸，進(jìn)行有益的補(bǔ)充和融合。這樣就使我們8K的轉(zhuǎn)播車可以直接做8K直播，也可以做4K直播。

還有一種模式，叫8K伴隨模式，就是在4K節(jié)目直播的同時(shí)，可以系統(tǒng)內(nèi)生成和4K節(jié)目切換點(diǎn)完全一樣的一套8K直播信號(hào)。一套系統(tǒng)既完成了4K，又完成了8K，這樣就降低了整個(gè)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)，提高了安全性。

另外，在設(shè)計(jì)上，8K轉(zhuǎn)播技術(shù)系統(tǒng)也采用了一系列的辦法。比如，采用了平臺(tái)化設(shè)計(jì)，進(jìn)行了通用的工位和功能分區(qū)，這樣在有限的車體空間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了靈活的運(yùn)用，還有IP化設(shè)計(jì)。所以，這兩輛轉(zhuǎn)播車可以滿足新聞、體育和文藝等各種節(jié)目形態(tài)的8K轉(zhuǎn)播需求?？梢哉f，A5、A6這兩輛轉(zhuǎn)播車在國內(nèi)甚至世界范圍內(nèi)，都是功能最強(qiáng)大、系統(tǒng)最靈活的8K外場轉(zhuǎn)播系統(tǒng)。

A5、A6這兩輛8K轉(zhuǎn)播車投入試運(yùn)行以后，已經(jīng)完成了一系列8K和4K的重大宣傳報(bào)道任務(wù)，包括建黨百年《偉大征程》文藝演出，還有第十四屆全國運(yùn)動(dòng)會(huì)的開幕式，以及田徑和體操項(xiàng)目的轉(zhuǎn)播。2021年10月，還完成了在首都體育館舉行的國際滑聯(lián)短道速滑世界杯的8K轉(zhuǎn)播任務(wù)。

按照項(xiàng)目的任務(wù)要求，還有相應(yīng)的8K后期制作的范圍。我們項(xiàng)目參與單位也完成了8K高端編輯制作系統(tǒng)的研發(fā)工作?，F(xiàn)在，8K編輯制作系統(tǒng)的示范應(yīng)用平臺(tái)已經(jīng)建設(shè)完成。在系統(tǒng)調(diào)優(yōu)的同時(shí)，完成了相應(yīng)的轉(zhuǎn)播工作，完成了“相約北京”系列測試賽，制作了15小時(shí)的短道速滑世界杯相關(guān)節(jié)目內(nèi)容。

在冬奧會(huì)期間，我們8K的編輯制作系統(tǒng)將接入總臺(tái)承擔(dān)冬奧會(huì)8K和4K轉(zhuǎn)播任務(wù)的外場轉(zhuǎn)播制作系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)8K信號(hào)的收錄和傳輸，也能實(shí)現(xiàn)8K節(jié)目的多軌實(shí)時(shí)編輯，還有多格式的高效轉(zhuǎn)碼，共同完成8K節(jié)目的制作。

除了項(xiàng)目內(nèi)的轉(zhuǎn)播系統(tǒng)，還有后期工作。總臺(tái)技術(shù)局還在建設(shè)B級(jí)轉(zhuǎn)播車、掛載式的箱式轉(zhuǎn)播系統(tǒng)。按照計(jì)劃，在冬奧會(huì)前，技術(shù)局擁有7輛外場轉(zhuǎn)播車和兩套外場轉(zhuǎn)播系統(tǒng)，可以在冬奧會(huì)期間滿足冬奧會(huì)賽時(shí)各個(gè)項(xiàng)目賽事對(duì)于8K和4K轉(zhuǎn)播的需求。

問：您剛才提到的新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)AVS3.0是怎么支撐8K轉(zhuǎn)播技術(shù)實(shí)現(xiàn)的？

馬悅：總臺(tái)8K超高清電視頻道試驗(yàn)播出采用的是AVS3.0編碼標(biāo)準(zhǔn)，這是由項(xiàng)目參與單位北京大學(xué)牽頭制定的。總臺(tái)對(duì)冬奧會(huì)的轉(zhuǎn)播，也會(huì)采用AVS3.0的技術(shù)。

基于AVS3.0的編碼標(biāo)準(zhǔn)要落地，就要有具體的實(shí)施?？偱_(tái)基于AVS3.0編碼標(biāo)準(zhǔn)，以8K超高清電視節(jié)目的直播要求為基礎(chǔ)，聯(lián)合編解碼器的廠商、AVS的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，共同從軟件平臺(tái)、硬件設(shè)備生產(chǎn)、系統(tǒng)級(jí)部署等方面全面推進(jìn)，形成了AVS3.0端到端的產(chǎn)品，以及整體解決方案。這樣，才在2021年2月1日實(shí)現(xiàn)了基于AVS3.0編碼的8K試驗(yàn)頻道的播出。

在播出過程中，項(xiàng)目參與單位包括北京大學(xué)規(guī)劃院，還有編碼器廠商。我們同時(shí)還在做什么工作呢？主要考慮的問題是碼率定在什么點(diǎn)合適，碼率多大能保證畫面的質(zhì)量，又能保證合理的帶寬開銷。所以，我們的工作就是反復(fù)對(duì)比畫面的主開關(guān)質(zhì)量，最后確定了一個(gè)既能保證壓縮畫面質(zhì)量、又能保證合理帶寬開銷的有效視頻碼率點(diǎn)，最終保障了8K頻道的播出，確保畫面質(zhì)量和傳輸落地應(yīng)用。

現(xiàn)在，AVS3.0編碼標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，也推進(jìn)了國標(biāo)和行標(biāo)的工作。AVS3.0作為目前面向8K和5G產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)，是超高清領(lǐng)域的中國標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。

 讓千家萬戶享有炫彩超清感受

問：除了之前提到的8K數(shù)字轉(zhuǎn)播車、AVS3.0編碼，還有沒有其他的創(chuàng)新點(diǎn)在項(xiàng)目中出現(xiàn)？

馬悅：我們這個(gè)項(xiàng)目在8K直播呈現(xiàn)的全鏈路上都取得了一些關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新和突破。

除了前面提到的轉(zhuǎn)播車和AVS3.0編碼，還有創(chuàng)新。比如，在轉(zhuǎn)播車上或者8K的演播室里，需要有8K的圖文包裝系統(tǒng)，也需要用到8K的多通道錄制和虛擬合成系統(tǒng)，這在我們項(xiàng)目內(nèi)都是自主研發(fā)。目前在國內(nèi)還是空白，我們自主研發(fā)以后，就可以填補(bǔ)這個(gè)領(lǐng)域的空白。

另外，AVS3.0的編碼出來以后，要應(yīng)用落地，就需要有支持AVS3.0的8K編碼器和解碼器。我們項(xiàng)目的參與單位已研制完成，并且通過8K頻道直播的測試環(huán)境進(jìn)行了驗(yàn)證，可以實(shí)現(xiàn)8K50幀率下高畫質(zhì)的傳輸，達(dá)到穩(wěn)定的水平。

對(duì)于廣電行業(yè)來說，編碼器和解碼器實(shí)際上是比較核心的產(chǎn)品。目前，我們8K的技術(shù)已經(jīng)越來越成熟，在5G、VR以及互聯(lián)網(wǎng)視頻等產(chǎn)業(yè)的相互促進(jìn)下，廣播電視行業(yè)要從高清向超高清逐漸過渡，視頻的編解碼器以后有非常廣泛的應(yīng)用和很好的市場價(jià)值。

產(chǎn)品的生產(chǎn)和運(yùn)行都需要相應(yīng)的測試方法和標(biāo)準(zhǔn)。我們這個(gè)項(xiàng)目也在對(duì)支持AVS3.0的8K視頻編碼器、解碼器的技術(shù)測量和評(píng)價(jià)方法做相應(yīng)研究。項(xiàng)目參與單位也在提出視頻編碼器的測量方法和檢測標(biāo)準(zhǔn)，并且將申請成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)整個(gè)行業(yè)8K的發(fā)展起到規(guī)范作用。

還有一個(gè)怎么傳入千家萬戶的問題。項(xiàng)目里有一個(gè)參與單位——中國有線，需要建設(shè)覆蓋全國各省區(qū)市的跨域8K示范網(wǎng)，把總臺(tái)給它的信號(hào)傳輸?shù)饺珖魇^(qū)市有線電視的前端。這也是我們項(xiàng)目要解決的傳輸問題。最后接收的時(shí)候，還要考慮在家里怎么看。光有電視不行，還要有機(jī)頂盒。我們有項(xiàng)目單位在支持AVS3.0的8K機(jī)頂盒制定，包括設(shè)計(jì)方案，現(xiàn)在也完成了樣機(jī)的試制工作。這樣，就覆蓋了從制作一直到傳輸入戶的過程。

設(shè)置在山地新聞中心MPC的8K 110寸顯示終端

最后還有一個(gè)關(guān)鍵，就是大家用什么看，要有電視。所以，我們這個(gè)項(xiàng)目還有終端呈現(xiàn)的環(huán)節(jié)。項(xiàng)目參與的兩家單位，在分別解決8K的LCD和LED關(guān)鍵的技術(shù)研究工作。他們要突破一些技術(shù)瓶頸，比如8K大屏的大分辨率驅(qū)動(dòng)技術(shù)，形成我國有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)真正在家庭或者在公共場所的大屏觀看。

問：馬老師，剛才聽您介紹了這么多項(xiàng)目成果，我們的目標(biāo)是8K看奧運(yùn)，目前示范應(yīng)用項(xiàng)目做得怎么樣了？

馬悅：我們這個(gè)項(xiàng)目雖然叫冬奧超高清8K數(shù)字轉(zhuǎn)播技術(shù)與系統(tǒng)。實(shí)際上，是面向冬奧8K轉(zhuǎn)播，從制作到最終收看，讓觀眾真正能看到8K的畫面，起到示范的應(yīng)用效果。

示范要落地。從項(xiàng)目本身來說，2019年立項(xiàng)的時(shí)候，目標(biāo)是總臺(tái)把8K的信號(hào)通過中國有線，傳給各省份的有線電視，讓觀眾通過有線電視來收看8K信號(hào)。按照項(xiàng)目計(jì)劃，目前在北京賽區(qū)、延慶賽區(qū)，還有張家口賽區(qū)、奧運(yùn)村和主媒體中心，都設(shè)立了8K的觀賽區(qū)。在北京，還會(huì)建設(shè)一個(gè)8K的觀賽小區(qū)。在這些位置，大家都可以看到我們這個(gè)項(xiàng)目制作和傳輸?shù)?K信號(hào)。

此外，總臺(tái)按照計(jì)劃，奧運(yùn)會(huì)前要開播8K頻道。也就是說，多了一個(gè)渠道，大家可通過總臺(tái)的8K頻道看到8K的冬奧畫面。

還有一個(gè)好消息，2021年工信部等六部委共同發(fā)起了“百城千屏”超高清視頻落地的活動(dòng)?；顒?dòng)口號(hào)叫“點(diǎn)亮百城千屏，炫彩超清視界”，鼓勵(lì)有條件的城市在公共場所設(shè)立或者改造超高清大屏。播放的內(nèi)容包括黨的建設(shè)、社會(huì)主義核心價(jià)值觀、冬奧會(huì)比賽、文化旅游等，一系列高質(zhì)量、超高清的內(nèi)容都可以在大屏上展示?？偱_(tái)為此也建立了8K超高清的電視公共服務(wù)平臺(tái)，把總臺(tái)的信號(hào)送到百城千屏上，讓大家看到8K的畫面。

總之，在北京2022年冬奧會(huì)期間，中央廣播電視總臺(tái)會(huì)從多個(gè)渠道，以8K的視角，呈現(xiàn)一屆簡約、安全、精彩的奧運(yùn)盛會(huì)，給觀眾帶來震撼的8K體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)“8K看奧運(yùn)”的目標(biāo)。