以北京冬奧為契機加快8K產業高質量發展

趙燕 李旭東

摘 要：超高清視頻是繼視頻數字化、高清化之后的重大技術革新。近年來，我國超高清視頻產業快速發展，取得了一系列標志性成果，但8K超高清視頻產業還存在技術鏈協同性不足、關鍵設備國產化程度不高等問題，亟需以北京冬奧為契機協同聯動加快8K直播驗證工作，全面提升8K前端核心產品產業化能力，推動產業高質量發展。

關鍵詞：北京冬奧；8K；超高清視頻；高質量發展

2021年1月18日至19日，習近平總書記在考察北京冬奧會、冬殘奧會籌辦工作時指出，中國冰雪運動必須走科技創新之路。為深入貫徹落實習近平總書記重要指示精神，根據工業和信息化部、國家廣播電視總局、中央廣播電視總臺聯合印發的《超高清視頻產業發展行動計劃（2019-2022年）》關于“開展北京冬奧會賽事節目8K制播試驗”的目標，賽迪研究院近期就8K超高清視頻產業發展情況進行了調研。通過調研發現，以中央廣播電視總臺（以下簡稱“總臺”）為代表的8K超高清直播鏈路已基本成型并開展了驗證試驗，但仍存在技術鏈條協同不足、8K全鏈路直播系統成本昂貴、戶外播控安全難以保障等問題，需要各方協同聯動予以攻克。

超高清視頻是指視頻畫面分辨率在4K及以上的視頻。4K超高清、8K超高清的畫面分辨率分別是3840×2160（約829萬像素）、7680×4320（約3386萬像素）。8K高分辨率技術提供了更豐富的畫面層次和精致的細節，呈現出場景的立體感和空間感。與4K相比，8K能帶給觀眾更好的沉浸感和更多細節，甚至能裸眼獲得立體3D的視覺感。8K分辨率的最佳觀看距離，人眼觀看角度可以達到96°，接近人眼的立體觀看視野（人眼產生雙目立體感的視場角約110°），可以忽略顯示屏的邊界，讓觀眾有身臨其境之感。

一、大型賽事活動8K制播技術基本成熟

（一）研用攜手，多方保障8K制播試驗順利推進

目前，總臺研發完成8K超高清電視制播呈現全鏈路試驗系統，試驗開通了8K超高清電視頻道，并對2021年春節聯歡晚會進行了8K直播。總臺今年將開展歐洲杯足球賽、東京奧運會、中秋晚會、跨年晚會等大型賽事、文藝活動的8K制播試驗，并計劃與日本NHK電視臺合作對北京冬奧會實現4K全程直播、8K試驗直播。由超高清視頻（北京）制作技術協同中心（以下簡稱“協同中心”）主導設計的“5G+8K”超高清視頻全業務轉播車，就國產8K設備開展聯合研發、技術驗證、系統測試和集成應用，并通過男籃世界杯、中國網球公開賽、十一國慶、全國兩會、國家大劇院音樂會、咪咕音樂盛典等十多次大型8K轉播示范和全鏈路技術服務，為2022年北京冬奧會8K轉播積累了實戰經驗。

（二）龍頭牽引，加速8K制播關鍵設備國產化

京東方、康維訊已經具備了8K超高清監視器的自主設計和制造能力，產品已實際應用于協同中心的“5G+8K”超高清轉播車和總臺8K制播鏈路系統中。索貝、中科大洋、新奧特等品牌的非線性編輯軟件處于全球領先地位，在央視的8K非線性編輯系統中占比95%。卓曜、深圳視覺科技、創維等企業推出可支持電影級拍攝需求的8K攝像機，其中深圳視覺科技的產品已參與拍攝新中國成立70周年國慶閱兵。華為海思基于AVS3標準的8K編解碼芯片為超高清節目的高質量傳輸降低了帶寬壓力，華為的高速交換機、路由器代替了由國外技術壟斷的視頻矩陣設備，為8K信號IP化傳輸提供了有力支撐。

（三）地方踴躍，戶外大屏8K展示商業模式初步成型

在2021年春晚8K直播試驗中，總臺聯合三大運營商以及中國廣電，把8K超高清電視（試驗）頻道信號傳送到北京、上海、廣州、深圳、成都、杭州、濟南、福州、海口、青島等10個城市公共場所的20多塊8K大屏上，實現了春晚首次8K直播，阿爾泰、雷曼光電、洲明科技等企業的戶外超大屏參與其中。3月15日以后，成都、深圳的戶外超大屏已交由地方運營，成為展示8K超高清視頻的窗口，帶動地方8K終端、8K內容等超高清視頻產業的發展。目前面板廠商京東方、華星光電均已實現8K面板的量產，60寸以上面板的占比接近93%，“8K+大尺寸”成為未來發展趨勢。

（四）IP化傳輸，提供靈活多變的數據交換方式

總臺的光纖通道網絡系統可以滿足網絡化制播條件，同時為了加強安全性能，全鏈路采用加密傳輸。2020年9月，咪咕在廣州完成8K超高清VR直播視頻業務新技術驗證，重點驗證了在5G SA（獨立組網）2.6GHz和4.9GHz雙頻組網下，運用網絡切片、5QI（5G下的業務服務等級）、SPN（切片分組網）等新技術服務于8K超高清、VR等大數據量上行視頻業務的能力和效果，為后續大數據量上行超高清視頻業務起到示范效應。總臺在臺內IP網以組播方式開播8K超高清電視試驗頻道，通過內置8K編碼器的5G背包和8K攝像機，提供約200Mbps的上行傳輸通路，將2021年春晚回傳至制作中心。目前“5G+8K”方案主要用于上行鏈路制播用途。

二、8K制播商業化面臨三道“難關”

（一）8K技術鏈協同性不足

8K端到端的產業技術標準尚不統一。總臺的8K轉播系統采用的是國際標準，協同中心的8K轉播車采用的是索尼信號傳輸標準，難以接入總臺8K制播系統。HDR標準方面，央視目前采用HLG標準，國產CUVA HDR標準在電視機、機頂盒等終端尚未普及，終端廠商在CUVA HDR標準的推廣和設備開發投入不足。國產三維聲標準、數字版權管理、多媒體高速傳輸數據接口等關鍵標準還在制定中。8K攝像機和8K切換臺尚未實現國產化替代。8K網絡傳輸支撐能力尚不完備，8K視頻傳輸的傳輸速率至少為48～160Mbps，5G網絡下行的實際傳輸能力，特別是長時間的8K直播能否保持傳輸穩定的視頻信號，還需要更多實踐驗證。

（二）8K超高清視頻全鏈路直播系統成本昂貴

視頻內容制作方面，8K視頻生產設備價格高，后期制作時間長。8K監視器、8K攝錄機等采集設備動輒上百萬，編輯軟件、邊緣計算平臺等后期制作設備價格較高，專業服務器價格20萬元起，8K超高清視頻轉播車的造價近億元，單個8K電視超高清頻道的建設費用超過300萬元。存量非超高清視頻內容轉碼為超高清視頻需要電視臺或內容平臺企業與片源方二次談判購買版權，使得制作成本再次增加。呈現終端方面，8K電視機的平均價格超過萬元，8K春晚直播試驗中城市戶外8K LED大屏（面積19.2m×10.8m，像素7680×4416）的成本價約為300萬元。“4K入戶、8K戶外服務”可能成為超高清顯示終端普及的有效模式。

（三）戶外大屏8K視頻播控安全難以保障

在8K春晚直播試驗中，由總臺負責內容播控管理工作。直播試驗結束后，各地公共8K大屏播放內容的播控管理權責不明，特別是播控安全管理工作尚未明確責任方。現有可播放的8K視頻內容資源有限，一類是央視8K超高清（試驗）頻道內容和央視8K超高清直播內容（如春晚、奧運會等）；另一類是各城市自行安排的播放內容，包括城市文化宣傳、企業產品廣告等。由于戶外大屏播放8K視頻是全新的視頻播放業態，不同視頻內容來源的播控安全責任方不同，傳統地方播控平臺積極性還沒有調動，亟需明晰戶外8K大屏播控安全管理責任，制定合理的信息安全預案，消除可能存在的視頻內容被篡改的安全隱患。

三、推動8K產業高質量發展的建議

（一）加強協同聯動，推進8K直播驗證工作

大力支持總臺等內容制播機構創建“8K超高清電視公共服務平臺”，開展北京冬奧會等重大賽事活動的8K超高清電視播出、分發、傳輸、呈現系統集成和試驗驗證，促進基于自主標準的8K超高清電視端到端應用示范，推動8K技術自主研發和產業化。

（二）全面提升8K前端核心產品產業化能力

以8K轉播/直播北京冬奧會相關賽事活動為契機，推進國產8K攝像機、8K監視器、8K視音頻矩陣、專業調音臺等重點制播設備的研發和產業化。針對雪上運動場景，加快研發適用于極低氣溫下的億級像素攝像機、AI輔助專業鏡頭對焦輔助系統、5G+8K背包、8K系列制播設備等。

（三）加快構建8K技術標準體系

支持中國超高清視頻產業聯盟和行業主導企業圍繞8K超高清音視頻的采集、傳輸、呈現、版權管理等重點領域開展標準研制，盡快形成8K全產業鏈的綜合標準化體系。加快國內自主三維聲、高動態范圍（HDR）、數字版權管理（DRM）等核心標準的落地和產業化，推動行業標準成為國家標準、國際標準。

（四）創新8K內容，滿足受眾視聽新需求

充分調動各城市和企業的積極性，在10個及以上城市的重要商圈、網紅地標、博物館、展館等場地設置超高清8K大屏，基于戶外大屏開展北京冬奧會等重大賽事和活動的8K直播/轉播，在文教娛樂、安防監控、醫療健康、智能交通、工業制造等領域實現超高清視頻的規模化應用，發揮8K顯示屏的應用示范引領和輻射帶動作用，激發超高清顯示的消費升級新需求，推動8K超高清視頻產業高質量發展。

（作者單位：中國電子信息產業發展研究院）