5G 與超高清視頻在廣播電視領域的融合應用

鐘宜純

（汕尾廣播電視臺，廣東 汕尾 516600）

0 引言

本文深入研究5G 和超高清視頻在廣播電視領域的融合應用。首先介紹5G 的概念及發展現狀，介紹其高速、低延遲、大連接性等特點；對超高清視頻進行概念解釋，包括4K 和8K 的分辨率，以及其對數字娛樂和廣播電視的技術推動；重點探討5G與超高清視頻在綜藝、體育和新聞節目中的應用，展示其在創意制作、觀眾體驗和實時傳輸方面的革新。通過案例分析，凸顯5G 與超高清視頻的融合對廣播電視領域帶來的深遠影響，為行業未來的數字化發展提供有力支持。

1 5G 概述

1.1 5G 的概念

5G 是第五代移動通信技術，是一種先進的無線通信標準，旨在提供比前一代技術更高的數據傳輸速度、更低的延遲和更大的連接性。5G 不僅支持移動通信，還可應用于物聯網、智慧城市及虛擬現實等多領域。5G 核心特點包括多波段頻譜利用、大規模多入多出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）技術、網絡切片以及低功耗設備通信。5G 的概念強調了更強大、更靈活的通信基礎設施，為未來數字化社會和創新應用提供了廣泛的可能性[1]。

1.2 5G 發展現狀

截至2023 年10 月底，我國5G 基站總數達321.5 萬個，占移動基站總數的28.1%。5G 的發展及應用推動了各行業經濟發展。據中國信息通信研究院測算，2022 年我國5G 直接帶動經濟總產出約1.45 萬億元，間接帶動總產出約3.49 萬億元[2]。2023 年作為《5G 應用“揚帆”行動計劃（2021—2023 年）》的收官之年，5G 商用取得突出成果，在應用范圍廣度與深度方面取得突出成績。當前，5G 的融合應用已覆蓋國民經濟97 個大類，其中最具代表性的包括5G+工業互聯網、5G+智慧電力、5G+智能油氣、5G+智能采礦、5G+車聯網以及5G+智慧物流等方面[3]。

2 超高清視頻概述

2.1 超高清視頻的概念

超高清視頻是一種高畫質的數字視頻格式，主要包括4K 和8K 分辨率，遠超過傳統高清視頻。4K 擁有3 840×2 160 像素，而8K 則達到7 680×4 320 像素，為觀眾提供更為細致、逼真的圖像體驗；強調高像素密度、更廣泛的色域和更高的動態范圍，使觀眾能夠沉浸在更清晰、更生動的影像中。超高清視頻關鍵技術包括高動態范圍、編解碼、先進計算、三維聲、超分技術、數字版權管理及視頻云等。超高清視頻的出現，推動了數字娛樂和廣播電視領域的技術進步，為電影、電視節目和在線流媒體服務提供了更高質量的內容。然而，與之相關的挑戰包括更大的數據傳輸需求和更高的存儲要求，需要先進的傳輸技術和設備支持。

2.2 超高清視頻的現狀

超高清視頻的發展與虛擬現實（Virtual Reality，VR）、增強現實（Augmented Reality，AR）及5G 產業的發展密不可分。超高清視頻產業迎來新的發展機遇，美國、日本、韓國超高清視頻產業的代表企業包括索尼、三星、松下、杜比等企業。國內企業也在紛紛布局超高清視頻產業全鏈條，包括內容采集、制作、傳輸、顯示、應用等各領域，代表企業包括中國移動、中國電信、中國聯通、京東方、華為、騰訊等。2022 年，我國超高清視頻產業規模超3萬億元。截至2021年末，我國4K 電視滲透率超72%，4K 頻道8 個，8K 頻道2 個[4]。

2.3 5G 與超高清視頻的融合應用領域

5G 與超高清視頻的融合應用賦能千行百業的數字化轉型，推動了新場景、新模式、新應用的發展。5G 與超高清視頻的融合應用場景包括工業制造領域的智能碼頭、智能工廠；在醫療制造領域，為遠程會診、遠程手術、遠程監護、遠程急救等提供技術支持；在智能交通領域，超高清+人工智能（Artificial Intelligence，AI）、人臉識別、視頻智能分析及超高清探頭等，應用于交通管控、道路執法等領域。在廣播電視、文教娛樂等領域，5G 與超高清視頻的融合應用于百城千屏、北京冬奧會等場景。

3 5G 與超高清視頻在廣播電視領域的融合應用

3.1 5G 與超高清視頻在綜藝節目中的應用

在綜藝節目中，5G 與超高清視頻的融合應用為節目制作和觀眾體驗帶來革命性變革。5G 網絡提供高速穩定的數據傳輸，支持實時互動、多攝像頭制作和虛擬現實元素的集成，增強了綜藝節目的創意和互動性。超高清視頻則提供更清晰、更逼真的畫面，提升觀眾的沉浸感。這種結合使得綜藝節目更具吸引力，創造出獨特而豐富的觀賞體驗。通過5G 網絡的低延遲和高帶寬，綜藝節目能夠實現實時直播、云制作和全球范圍內的同步觀看，推動了綜藝節目制作和傳播方式的創新。

以河南廣播電視臺中國節日系列節目為例，充分利用5G+4K 技術，打造了一場超高清、沉浸式的視覺盛宴。河南廣播電視臺中國節日系列節目自2021 年開始，連續3 年深受觀眾喜愛。其藝術形式豐富，包括舞蹈、戲劇、歌曲及情景劇等，節目元素涉及繪畫、詩詞、遺址及習俗等。該系列節目主要包括《元宵奇妙夜》《清明奇妙游》《端午奇妙游》《七夕奇妙游》《中秋奇妙游》《重陽奇妙游》等。2021年《端午奇妙游》直播方案主要包括訪談和晚會節目兩個環節。訪談環節的現場直播在河南廣播電視臺8 號演播廳完成，采用5G+4K 方案完成節目制播環節，通過8 號全景演播室將視音頻信號等接入4K超高清轉播車，再通過5G 網絡完成傳輸工作。

以2022 年"動感地帶"中國街舞聯賽（上海站）暨中國國家霹靂舞隊選拔賽為例，由4K 花園與咪咕視頻聯合提供技術支持，依托5G+8K+VR 技術打造沉浸式8K VR 直播視覺盛宴。此次直播活動，4K 花園搭建了完整的8K 3D VR 多機位大型現場轉播系統，布置了6 個8K 3D VR 轉播機位，通過5G 背包完成現場信號采集，向咪咕平臺推送2D 4K 360°VR 全景、3D 4K 和8K 180°立體VR3 種不同的直播信號，保證觀眾獲得8K 立體VR 影像的沉浸體驗[5]。

3.2 5G 與超高清視頻在體育節目中的應用

5G 與超高清視頻在體育節目中的應用徹底改變了觀眾對體育賽事的感知與參與。通過5G 網絡，實現了低延遲的高速數據傳輸，使觀眾能夠在幾乎實時的環境中觀看比賽。超高清視頻提供更清晰、更生動的畫面，細致呈現運動員的每個動作和比賽中的細節，不僅改善了觀看體驗，還為遠程觀眾創造了身臨其境的感覺。5G 還支持多攝像頭拍攝、虛擬和增強現實元素的融合，豐富了體育節目的呈現形式。這一技術的應用促進了體育數據分析和實時互動，使觀眾能夠深度參與比賽。

以2022 賽季中國足球協會超級聯賽海口賽區轉播活動為例，國內首輛國產5G+4K 大型轉播車應用于賽事轉播活動，在活動現場配備了12 臺4K 攝像機，確保現場拍攝、視頻技術調整、音頻制作、導播切換及編碼等工作順利進行。此次轉播活動中，國產35 mm 全畫幅8K 訊道攝像機及國產全伺服電影變焦鏡頭得以測試應用，這是國產超高清設備的重要實踐[6]。5G+4K 大型轉播車采用12G-SDI 基帶構架，具有20 路4K 訊道接入能力，配備8 套國產4K 訊道攝像機、兩套6K 無線攝像機、5G+4K 背包等設備，保障兩個賽場、12 場比賽的直播任務順利完成。

3.3 5G 與超高清視頻在新聞節目中的應用

通過5G 網絡，新聞報道可以更快速、實時的傳輸，使新聞現場的圖像和信息能夠以極高的清晰度和迅捷的速度傳達給觀眾。超高清視頻不僅提供更詳細、真實的畫面，還支持虛擬現場體驗，使觀眾更深入地理解事件背后的細節。5G 的高帶寬和低延遲使新聞機構能夠利用更多多媒體元素，如實時圖表、虛擬演示等，提升報道的信息密度和可視性。通過5G 的實時連接，新聞工作者可以更靈活地進行遠程采訪和協作，實現全球范圍內的即時新聞報道。這一技術的應用不僅提升了新聞質量，也加強了觀眾與新聞事件之間的互動和參與感。

以2019 年全國兩會新聞報道為例，這是5G 商用的第一年，兩會新聞報道面臨新的發展機遇，具有高速率、大帶寬、低時延特性的5G，支持超高清視頻、AR/VR 等業務場景的應用。在全國兩會期間，5G 與超高清視頻的融合應用包括超高清視頻直播內容的回傳制作、基于5G 的大帶寬超高清視頻服務以及基于5G 的VR 服務。全國兩會多個新聞報道區域實現5G 全覆蓋，新聞記者通過4K 攝像機、5G+VR 高清攝像頭采集超高清畫面，通過5G 網絡傳輸視頻流，使用VR 眼鏡360°沉浸式觀看部長采訪直播，各大運營商聯合主流媒體資源，為新聞媒體提供高質量的視頻回傳及直播報道服務[7]。

4 結語

文章深入研究了5G 與超高清視頻在廣播電視領域的融合應用。通過對5G 和超高清視頻的概念、發展現狀以及在綜藝、體育、新聞等方面的應用進行綜合分析，揭示了它們在廣播電視行業的巨大潛力和變革性影響。5G 的高速、低延遲為超高清視頻的傳輸提供了理想條件，拓展了廣播電視內容制作的可能性。所述案例進一步證實了這一融合應用在實際場景中的成功應用。展望未來，這一技術結合將推動廣播電視向更高質量、更創新的方向發展，為觀眾提供更豐富、沉浸式的娛樂體驗。