4K 技術(shù)在電視節(jié)目制作與傳播中的應(yīng)用

沈 元

（湖州市新聞傳媒中心，浙江 湖州 313000）

0 引 言

積極發(fā)展4K 超高清電視，是近年來我國廣播電視行業(yè)積極開展創(chuàng)新發(fā)展、深化與文化、科技傳播融合的重要目標。隨著《超高清晰度電視系統(tǒng)節(jié)目制作和交換參數(shù)值》（GY/T 307—2017）和《高動態(tài)范圍電視節(jié)目制作和交換圖像參數(shù)值》（GY/T 315—2018）等標準以及《4K 超高清電視技術(shù)應(yīng)用實施指南（2018 版）》《4K 超高清電視節(jié)目制作技術(shù)實施指南（2020 版）》等指南的陸續(xù)發(fā)布和實施，4K技術(shù)在超高清電視節(jié)目制作與傳播中的應(yīng)用逐步深化。對于電視媒體來說，4K 技術(shù)的應(yīng)用更多地要圍繞用戶的節(jié)目體驗感，將技術(shù)應(yīng)用到用戶需求度比較高的方向，以確保節(jié)目收視率的穩(wěn)步提高[1]。當然，4K 技術(shù)在電視節(jié)目制作與傳播中的應(yīng)用，要求電視媒體要系統(tǒng)性、準確性地掌握技術(shù)應(yīng)用的方法和技巧，實現(xiàn)技術(shù)優(yōu)勢向節(jié)目優(yōu)勢的充分轉(zhuǎn)化。

1 4K 技術(shù)的特點

1.1 分辨率高

4K 技術(shù)的分辨率對應(yīng)的是超高清電視標準的分辨率。關(guān)于超高清電視標準的分辨率，2012 年5 月，國際電信聯(lián)盟發(fā)布的BT.2020“超高清電視UHDTV”標準的建議中將其明確為屏幕物理分辨率達到3 840×2 160及以上的電視[2]。據(jù)此可以看出，4K 技術(shù)對應(yīng)的分辨率規(guī)格在3 840×2 160，這一分辨率標準是高清電視分辨率的4 倍。就電視節(jié)目的畫面而言，傳統(tǒng)高清電視的分辨率只能夠保證畫面中演員面容的清晰顯示，而4K 技術(shù)可以高清晰地展現(xiàn)人物和景物的細節(jié)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)圖像的清晰，而且圖像的層次性也更豐富。

1.2 編碼性能強

在信號源方面，4K 技術(shù)可以支持電視信號實現(xiàn)H.265 編碼，能夠極大地滿足4K 電視信號高水平傳輸?shù)囊?。并且，H.265 編碼方式能夠在可供使用的帶寬有限的情況下傳輸更高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)視頻，這是因為這種視頻編碼方式可以將網(wǎng)絡(luò)視頻壓縮至原來的1/2。相關(guān)研究表明，在圖像質(zhì)量相同的情況下，通過H.265 編碼方式制作的視頻的大小要比以H.264 編碼方式制作的視頻小約39%～44%[3]。同時，4K 技術(shù)采用的H.265 編碼方式可以支持4K 至8K 視頻，這為電視節(jié)目實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的傳輸提供了技術(shù)方面的支持。

1.3 視頻接入方式多樣

目前，4K 技術(shù)可以支持包括HDMI，Display Port，HDBase T 在內(nèi)的多種視頻接口接入，這為用戶更方便、快捷地接入視頻系統(tǒng)、獲取相關(guān)節(jié)目視頻提供了有力的支持。并且，4K 技術(shù)可以支持相關(guān)接入技術(shù)的更新迭代，提高了技術(shù)的適應(yīng)性。例如，在4K 技術(shù)的支持下，HDMI2.0 標準在物理性能上實現(xiàn)了較HDMI1.4 更高的性能，其視頻傳輸帶寬由原來的10.2 Gb·s-1提升到了18 Gb·s-1，這樣可以直接滿足4K 超高清電視信號傳輸?shù)男枰?；Display Port 接口則實現(xiàn)了音視頻信號傳輸?shù)耐窂?，可以實現(xiàn)多種高質(zhì)量數(shù)字音頻與視頻在同一條線纜上的傳輸；HDBase T 接口則可以將完整的4K非壓縮視頻信號傳輸至網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并實現(xiàn)點對點的連接[4]。

2 4K 技術(shù)在電視節(jié)目制作與傳播中的應(yīng)用

2.1 4K 技術(shù)在電視節(jié)目制作流程管理中的應(yīng)用

電視節(jié)目制作，是4K 技術(shù)應(yīng)用的主要方面之一。在電視節(jié)目制作過程中，借助4K 技術(shù)，可以實現(xiàn)以RAW 格式為基礎(chǔ)的電視節(jié)目制作。這種格式可以保證電視節(jié)目制作流程的規(guī)范性和銜接性，減少節(jié)目制作中的技術(shù)難題[5]。同時，在4K 技術(shù)的支持下，電視臺一方面可以較好地解決低碼流素材的初編以及高碼流素材的合成，從而保證電視節(jié)目制作的管理，另一方面可以對電視節(jié)目制作的整個流程進行科學(xué)規(guī)劃和嚴格實施，并明確電視節(jié)目制作中的數(shù)據(jù)管理流程，整合原本分散、多樣的電視節(jié)目制作方案流程，滿足高質(zhì)量4K 電視節(jié)目的制作。

2.2 4K 技術(shù)在電視節(jié)目前期拍攝中的應(yīng)用

前期拍攝是超高清電視節(jié)目制作的基礎(chǔ)。4K技術(shù)在該環(huán)節(jié)的影響主要體現(xiàn)為高清晰節(jié)目素材的獲取。在4K 技術(shù)的支持下，節(jié)目組可以根據(jù)超高清電視節(jié)目制作的要求，拍攝符合4K 超高清標準的音視頻素材，并通過不同格式記錄超高清畫面質(zhì)量制作的相關(guān)信息。在相關(guān)信息的記錄方面，4K 技術(shù)提供了利用線性伽馬以及RAW 編碼格式進行記錄的技術(shù)支持，可以實現(xiàn)錄制內(nèi)容的高效轉(zhuǎn)碼。同時，4K 技術(shù)可以與索尼等品牌高分辨率4K攝像機進行靈活的搭配，從而實現(xiàn)超高清節(jié)目素材的靈活拍攝。例如，個別電視臺基于4K 技術(shù)搭建的4K ENG 系統(tǒng)就直接采用了索尼高分辨率4K 攝像機PMW-F55，該攝像機采用全畫幅35 mm CMOS成像器件和多種格式的編解碼器，具有1 160 萬像素高數(shù)據(jù)量和14 檔寬容度的優(yōu)異性能，能夠滿足前期拍攝對畫面質(zhì)感的高標準要求，使拍攝的畫面呈現(xiàn)出淺景深影像效果[6]。

2.3 4K 技術(shù)在電視節(jié)目后期制作中的應(yīng)用

后期制作是提高電視節(jié)目質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是將前期拍攝的素材編制成為能夠吸引用戶注意力和提高節(jié)目觀看效果的重要措施。在該環(huán)節(jié)，技術(shù)人員主要借助4K 技術(shù)，根據(jù)不同類型節(jié)目制作的要求選擇合理的編輯方式進行節(jié)目制作。首先，技術(shù)人員可以利用4K 技術(shù)對在Log 模式下拍攝的藍綠背景布的摳像影片進行調(diào)色。在制作中，技術(shù)人員可以先在Log 或者Linear 模式下對前期拍攝的素材進行合成，再直接對合成的節(jié)目文件進行整體的調(diào)色，也可以先對拍攝的素材進行調(diào)色，然后在Log模式下對素材進行調(diào)整和合成。這種靈活的調(diào)色方案使得節(jié)目的整體調(diào)色更加靈活，最終形成的是具有正常飽和度和對比度的圖像。其次，技術(shù)人員可以在Linear 工作空間下實現(xiàn)節(jié)目素材合成的多項操作。在4K 超高清電視節(jié)目制作中，技術(shù)人員可以在具有直線伽馬和ACES 色域下形成的Linear 工作空間中開展包括圖像混合、鏡頭模糊和虛焦、運動模糊、抗鋸齒、亞像素定位、3D 渲染、顏色校正、漸變圖像制作、視頻格式轉(zhuǎn)換、色彩反轉(zhuǎn)以及顆粒和噪聲處理等一系列的素材處理工作，最終使得電視節(jié)目的整體畫面感和音質(zhì)感保持高標準效果[7]。

2.4 4K 技術(shù)在電視節(jié)目傳播中的應(yīng)用

4K 技術(shù)在電視節(jié)目傳播方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在節(jié)目壓縮編碼和傳輸方面的應(yīng)用。由上文分析可知，4K 技術(shù)在編碼和傳輸方面具有優(yōu)勢，這也成為其在電視節(jié)目傳播中的重要優(yōu)勢所在。在4K 技術(shù)支持下，技術(shù)人員可以利用高效的視頻編碼技術(shù)，實現(xiàn)在保證節(jié)目質(zhì)量的同時，壓縮節(jié)目所占用的空間，進而實現(xiàn)高效率的節(jié)目信號傳輸。例如，部分電視媒體在4K 超高清電視節(jié)目傳播方面，采用了高效的壓縮編碼標準，可以將4K 超高清節(jié)目信號的數(shù)據(jù)量壓縮為30 ～40 Mb·s-1的碼率，這樣既可以達到現(xiàn)實傳輸條件的要求，又可以保證節(jié)目的圖像畫面和音響效果，使用戶體驗到真正的超高清效果[8]。

3 4K 技術(shù)在電視節(jié)目制作與傳播中應(yīng)用需要注意的問題

3.1 明晰4K 超高清電視節(jié)目制作的關(guān)鍵技術(shù)

目前，我國在4K 超高清電視節(jié)目制作方面擁有一系列較為明晰的技術(shù)標準和行動指南，這為電視媒體科學(xué)地應(yīng)用4K 技術(shù)進行電視節(jié)目制作與傳播提供了明確而具體的行動方案。通過對《4K 超高清電視節(jié)目制作技術(shù)實施指南（2020 版）》中的相關(guān)內(nèi)容進行分析發(fā)現(xiàn)，該指南除了明確4K 技術(shù)在超高清電視節(jié)目制作方面的要求以外，還提出了一系列相匹配的參數(shù)。而當前電視媒體在節(jié)目制作方面的技術(shù)掌握和應(yīng)用情況并沒有達到這些要求的參數(shù)標準。因此，在實際的電視節(jié)目制作與傳輸實踐中，電視媒體應(yīng)當以指南中明確的內(nèi)容為參照，明確自身在4K 超高清電視節(jié)目制作方面存在的短板，確定4K 超高清電視節(jié)目制作的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容，將其作為4K 技術(shù)應(yīng)用的重點方向。

3.2 培養(yǎng)高水平的技術(shù)人才

盡管4K 超高清電視節(jié)目制作擁有技術(shù)方面的硬件和軟件支持，但是，對于用戶多樣化的節(jié)目體驗需求來說，僅憑標準的技術(shù)應(yīng)用是很難完全感知和滿足所有需求的。因此，在實際的4K技術(shù)應(yīng)用中，需要有相應(yīng)數(shù)量的技術(shù)人員作為保障，以提高技術(shù)應(yīng)用的精準性和有效性[9]。在這方面，電視媒體需要引進和培養(yǎng)一批高素質(zhì)的4K 技術(shù)應(yīng)用人才，并安排這些人員在日常的4K 超高清電視節(jié)目制作與傳播技術(shù)實踐中積累4K 技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)使用方法和經(jīng)驗，以匹配4K 超高清電視節(jié)目制作與傳播的要求。例如，技術(shù)人員要掌握如何在不同峰值亮度的HLG 監(jiān)視器中有效調(diào)整監(jiān)視器的伽馬值，以補償眼睛適應(yīng)人類視覺系統(tǒng)相應(yīng)的變化的能力，這樣才能夠有效提升節(jié)目制作的效果。

4 結(jié) 語

4K 技術(shù)，是4K 超高清電視節(jié)目制作、傳輸及播出的關(guān)鍵技術(shù)要素。隨著近年來我國關(guān)于4K 超高清電視節(jié)目制作與傳播技術(shù)標準的逐步完善，如何挖掘和利用4K 技術(shù)在電視節(jié)目制作與傳播方面的優(yōu)勢和潛力，逐漸成為電視節(jié)目技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用的重點內(nèi)容。通過本文的分析梳理可以看出，4K技術(shù)在電視節(jié)目制作流程管理、節(jié)目前期拍攝、節(jié)目后期制作及節(jié)目傳播等方面都有廣泛而深入的應(yīng)用?？紤]到4K 技術(shù)在電視節(jié)目制作與傳播中應(yīng)用的現(xiàn)狀和趨勢，相關(guān)主體要在明晰4K 超高清電視節(jié)目制作的關(guān)鍵技術(shù)的同時，培養(yǎng)高水平的技術(shù)人才，以更好地保證技術(shù)應(yīng)用的效果。