超高清技術發展及國產4K 后期制作設備比較研究

徐兆丹

（江蘇省阜寧縣融媒體中心，鹽城 224400）

隨著4K 超高清標準的發布，使我國4K 超高清視頻產業得到發展。在2018年中央廣播電視臺成功開播4K超高清頻道，在2019年春晚實現4K 超清直播，4K 的高清圖像、環繞聲音使用戶視、聽得到了提高。其中4K電視制播系統的重要環節是后期制作，因此大部分公司均開發性能良好的設備應用到4K 高清視頻中[1]。

1 超高清技術的發展

隨著2012 年8 月23 日國際電信聯盟確定超高清電視的標準，進而促進超高清產業的發展。韓國在2014年成為全球第一個開4K 頻道的國家，并利用4K 超高清轉播平昌冬奧會。美國航天局在2017 年利用4K 在NABA2017 直播。2019 年中央廣播電視臺實驗開播4K頻道，并在2019年春晚上實現4K 直播[2]。

國家廣播電視總局、信息部、工業部、中央廣播電視總臺共同印發了《高清視頻產業發展行動計劃》，并提出按照4K 先行、兼顧8K 的技術路線發展相關超高清視頻產業。

2 超高清技術的特點

2.1 分辨率高

超高清視頻重要技術特點之一就是高分辨率，3840x2160是4K 超高清視頻分辨率，7680x4320是8K 超高清視頻分辨率，超高清視頻分辨率與高清視頻分辨率（1920x1080）相比，超高清視頻可以為用戶帶來更高的畫面感，可以提高用戶觀看效果[3]。

2.2 色域寬

在視頻中顏色范圍大小與色彩空間有密切聯系。高清系統色域空間標準為Rec709，并且可使CIE1931 色彩空間得到38.5%的覆蓋。超高清系統色域空間標準為Rec2020，可使CIE1931色彩空間得到78.5%覆蓋率，進而使更多顏色信息在色彩空間得到展示。

2.3 三維聲

三維聲技術可以提高聲音的方位感與空間感，進而可以提高用戶聽覺效果。超高清視頻三維聲是從單聲道音頻道雙聲道立體音頻，從5.1環繞聲到7.1環繞聲，進而不斷提升用戶聽覺體驗。

3 主流國產4K 超高清非線性編輯系統功能解析

通過上述4K 超高清視頻技術特點，可以感受到4K超高清技術不僅可以提高視頻分辨率，還可以促進視頻產業的發展。4K 超高清視頻的發展給后期制作帶來較大挑戰。

3.1 色彩管理能力

高清視頻色彩空間較單一，伽馬曲線并不是很多，并且前后期設備只需根據同樣色彩空間標準處理視頻，就可以減少色彩問題的出現。而超高清視頻具有較多伽馬曲線，每個攝像機廠商都有自己的色彩空間與伽馬定義。而怎樣進行科學管理較多色彩空間與伽馬曲線是至關重要的。

Editmaxll 實現自動化管理色彩，基于CutlistSDK 智能編解碼引擎與ART5非線性編輯引擎，實現了自動化識別色彩信息，自動轉換伽馬曲線時間線編輯色彩空間，進而實現色彩自動化管理，同時Editmaxll 使超高清制作中的色彩問題減少。

3.2 動態范圍高支持

支持高動態范圍與高位深的重要表現為非線性編輯系統對示波器做相應的改變。因此研發了新型示波器，新的示波器可以使8bit 或10bit 色彩位深得到全面支持，進而使超高清視頻標準符合色彩位深的要求。此外D-Cube-Edit5 與Editmaxll 引 入 了BT2020 色 域 示 波 器，新示波器可以根據用戶顏色設置，可以提供不同色域范圍的參考線，并標記色彩范圍。進而方便制作節目時顏色調整。

4 國產4K 后期制作設備間對比

目前國產主流品牌包括大洋、索貝、新奧特等，大洋是最新一代非線性編輯工作站（D3-Edit），大洋D3-Edit 素材、字幕、特技、工程軟件均采用相同軟件架構，可以在不同系列高清產品中實現共享，并且用戶可以從標清產品平滑至高清；D3-EditHD9采用GPU+Acc 硬件加速技術，具有較高實用性，可以實時播放5層HD 視頻或10層SD 視頻，同時可以使高分辨率視頻實時輸出，不需預覽質量降低。此外3Dpilot 字幕插件突破以往假三維特技局限，可以快速制作三維字體與三維物件。

索貝是國內最早倡導與開發CPU+GPU 架構的非線性編輯系統公司，并且索貝是我國首家推出基于CCPU+GPU 架構的非線性編輯系統editmaxl，并且給用戶提供了從標清到高清的功能，editmax7不依賴其他軟件平臺就可以給用戶提供SD/HD 上下變換功能，同時通過先進軟件算法，可以將素材與節目在不同分辨率實現自動變換，并且不會影響實時編輯與輸出的效率，并且可以達到節目的要求。新奧特喜馬拉雅（Himalaya）非線性編輯系統是新奧特新推出一款編輯系統，該系統編輯功能不依賴硬件板卡，具有靈活性，可與多種視音頻接口搭載，操作方便快捷，同時可以為節目制作提供包裝元素，是一種開放性的綜合非線性編輯平臺。

5 結束語

綜上所述，隨著超高清視頻不斷的發展，超高清視頻制作技術得到不斷提高，進而使視頻制作者可以輕松完成后期視頻制作，通過引入人工智能，可以豐富超高清視頻的內容，滿足用戶的觀看需求。