“实战”总结：国内超高清应用实践的三大新难点

作者 | 李丹  陈晨

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2020—11.23

引言

近十年来，我国绝大部分电视台已陆续完成了模拟到数字、标清到高清的升级改造。随着技术、设备的迭代更新，用户对更高品质内容的观看需求的增长以及产业的发展支持的加持，超高清出现在了大众视野。如果说高清化的过程是“适用到好”，那么高清到超高清则是“好到更好”。

国内外超高清发展现状

超高清

国际超高清发展现状

2014年，韩国率先开通了第一个4K超高清频道，此后多国广播电视运营机构，基于有线、卫星及IPTV平台都陆续开播了4K频道，截止到2018年9月，已开通的4K频道数量达70多个。

在前端设备、播出领域和应用方面，日本超高清发展都占据了全球领先的地位。截止2018年，日本合计已有16个4K卫星频道开播。同年12月,日本NHK还开播了全球首个8K超高清电视频道——NHKBS8K。此外，日本总务省制定的《日本4K超高清及未来路线图》还将4K和8K纳入到了国家经济增长计划之中。设备方面，目前索尼、佳能、松下等企业的4K/8K产品占据了大部分国际市场份额。

韩国在超高清领域的优势主要体现在高端面板方面。其中，面板企业LGD生产的超高清OLED电视在技术上和市场上都占据了领先地位。另外，LGD、三星在大尺寸超高清面板方面更具有技术以及品牌的双重优势。

相比较日本和韩国，美国超高清视频的发展在内容优势以及国际联盟组织的影响力上更为突出。2015年，UHD超高清联盟正式成立。此后，联盟加速推进了超高清技术创新、标准制定、评测认证及生态体系的建立。

国内超高清发展现状

2020年，我国国家层面出台了《超高清视频标准体系建设指南（2020版）》等系列政策和标准规范，行业、产业发展逐渐规范化。

硬件设备方面，目前中国自主设备较少，使用更多的还是日本设备及少数欧美设备。但随着国内超高清产业的发展和国家层面的支持，越来越多的国内机构投身到了自主设备研发制作中。其中，大疆、铁头、ZCAM等国产品牌凭借其优质的性能及高性价比，已开始被国外的制作者所使用；国内主导设计、集成建造的首台“5G+8K”超高清视频转播车也已投入使用。

内容及频道资源方面，2020年，国家广播电视总局又批准开通了杭州市广播电视台“求索记录4K”、广州广播电视台南国都市4K超高清以及上海广播电视台“欢笑剧场”3个4K城市频道，至此加上之前开通的CCTV-4K、广东台4K超高清频道，我国现在已有5个4K超高清电视频道；

总台方面，计划到2021年12月，将4K超高清频道转化为4K综合频道，同时将陆续完成新闻、电视剧、少儿等其他4K超高清频道制播体系建设，具备每天60小时的4K节目制作能力；IPTV4K专区节目资源也在不断丰富扩充；70周年国庆阅兵庆典、2019男篮世界杯以及2020年全国“两会”都成功开展了8K直播试验。

内容制作补助政策的推出有效带动了相关内容机构制作的积极性。作为超高清领域的“排头兵”，2019年、2020年广东省共安排8500万财政资金用于内容制作和引进补助，这个政策对于广东4K频道的良性循环发展起了重要作用。

应用创新方面，超高清视频成为现阶段5G网络最重要的应用场景之一，广电总局已审核批准三个超高清重点实验室，在湖南长沙、山东青岛、四川成都、广东广州四地批准设立了超高清或高新视频产业园区；业内还涌现出5G新媒体平台、虚拟演播室、VR直播等一批基于5G技术的超高清视频应用典型案例。

从当前发展现状来看，国内超高清发展确是“朝气蓬勃”。尤其是本地产业与超高清紧密结合的省份，以及产业、行业上相关的机构、企业、厂商等都在积极交流，寻求更多发展机会，探索新的发展方向，确定新的目标。

国内超高清

应用实践新难点

超高清

从全国首个4K试验频道（影视）启动至今，经过近三年的“实战”，过去留存性的、流程工艺上的问题目前已基本得到解决，而随着对超高清的不断深入探索和应用，在制作方面一些新的难点开始涌现。

提高4K HDR制作质量

广东广播电视台电视传输制作部邢卫东副主任介绍，从标清过渡到高清，色域、亮度等都没有改变，要解决的问题主要是画幅的裁切、变形。而从高清过渡到超高清，节目制播在色域、亮度、曝光控制、观看舒适度等方面都面临新的挑战。

例如超高清带来非常大的亮度空间，但由于人眼对于高亮部位的敏感度极高，使用不当就可能会造成观众视觉疲劳；而由于4K HDR信号量化过程中给高亮信号分配的量化比特数较少，图像主体部分如果处于高亮区域，则造成主体图像层次不足的问题，会大大降低4K HDR观看效果。这就对制作者提出了新的、完全不同于标清和高清节目的制作要求。

超高清与高清的高质量兼容制作

邢卫东介绍，目前大部分4K节目也同期制作高清版本，且采用以高清为主、兼容4K的制作模式。比较成熟的方式是统一拍摄、分别制作。专题节目制作多采用前期4K HDR拍摄和记录，后期分别进行4K和高清版本制作。现场录制节目多采用高清SDR调像，利用摄像机增益调整获取具有高动态的4K图像，对4K超高清信号和高清信号进行分别处理和记录，以利于后期分别进行4K和高清版本的多通道制作。

上述制作模式在实践中具有积极意义，但也存在问题：首先是效率和成本问题。无论是多版记录还是4K和高清版本分别制作，都大大增加了设备和人力投入，使得节目投入成本高企、节目制作效率不高，不利于4K超高清的可持续发展。其次存在4K动态表现不足等问题。现场制作节目采用高清SDR调像、利用摄像机增益调整获取4K图像往往动态不足，大大影响了4K HDR节目的表现力。

广东台近来一直在积极推动超高清与高清的高效兼容制作，即4K HDR单版录制、单版制作，通过高质量下变换来实现4K超高清/高清分版输出的制作模式，从而提高4K超高清/高清兼容制作效率、降低兼容制作投入，推动4K超高清更为良性的发展。

这项工作已经初有成效，随着技术问题的解决，广东台正在制定台内规范，针对不同情形，采用高质量静态或动态下变换，实现高效兼容制作。广东台《国乐大典》第三季就将采用全程超高清录制及一版制作多版输出的制作方式。

在2020世界超高清视频（4K/8K）产业发展大会上，中央广播电视总台编务会议成员姜文波介绍了超高清与高清高质量兼容制作的另一种思路。为加快提升4K/8K超高清电视节目产能，解决原创超高清电视节目稀缺的瓶颈问题，总台提出了4K伴随HD的超高清电视制播模式，首创智能虚拟切换技术，只需新建4K摄像机、4K多通道收录系统及智能虚拟切换系统，就能实现在高清电视制播平台同步制作4K超高清电视节目。采用4K伴随HD制作，投资只需约1000万元，是建设一个4K超高清演播室的1/6。

超高清视频产业生态链的规范化发展

目前4K节目内容比初期明显丰富，但4K超高清产业的发展，内容制作一直都不是唯一的“绊脚石”。华为公司董事长梁华在2020世界超高清视频（4K/8K）产业发展大会上表示：“当前，超高清视频产业面临着标准不统一、发展节奏不协调的挑战。推进从内容制作到传输传送、终端显示端到端产业链的统一标准，形成可行的技术标准体系，其实已经刻不容缓。”

邢卫东也反复强调，需要重点关注的是整个生态链的规范化发展，只节目制播环节做好是远远不够的，还需要网络传输、终端显示等各环节的完善与联动。“整个超高清链条不规范、不统一、不协调，会阻碍超高清节目真正地、高质量地落地。”

广东台近两年也在不断呼吁这种协同发展，我们欣喜地看到这也成为2020世界超高清视频（4K/8K）产业发展大会的主题之一。那么，到底该如何判定衡量产业链上的环节是否“达标”呢？

《4K超高清电视技术应用实施指南(2018版)》对4K超高清电视节目制播、编码、传输、解码、显示等各个环节的技术参数选择和应用提出了指导意见。邢卫东重点强调了《指南》中提到的一个关键点——电视机跟机顶盒之间的“握手”。

“握手”是在电视机和机顶盒之间的建立一套协议，可以让机顶盒自动识别电视机的性能配置，比如是高清电视机还是4K电视机，支持BT.709色域还是BT.2020色域等。机顶盒可根据电视机显示能力做出HDR转SDR、BT.2020色域转BT.709色域，量化精度10比特转8比特等相应的信号处理，并将相应的信号推送到电视机。

如果同时电视终端更加智能化，能够甄别不同分辨率、帧率、动态范围、转换曲线等信号格式，自动匹配参数设置，就能免去用户大量专业参数调整的难题，帮助用户更好地享受超高清电视节目给观众带来的新体验。此前广东台已向中国超高清产业联盟提出建议，推动该机制尽快落地。

全文见《影视制作》杂志2020年11月刊

本文由“壹伴编辑器”提供技术支持

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