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摘 要：超高清视频是继视频数字化、高清化之后的重大技术革新。近年来，我国超高清视频产业快速发展，取得了一系列标志性成果，但8K超高清视频产业还存在技术链协同性不足、关键设备国产化程度不高等问题，亟需以北京冬奥为契机协同联动加快8K直播验证工作，全面提升8K前端核心产品产业化能力，推动产业高质量发展。
关键词：北京冬奥；8K；超高清视频；高质量发展
2021年1月18日至19日，習近平总书记在考察北京冬奥会、冬残奥会筹办工作时指出，中国冰雪运动必须走科技创新之路。为深入贯彻落实习近平总书记重要指示精神，根据工业和信息化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台联合印发的《超高清视频产业发展行动计划（2019-2022年）》关于“开展北京冬奥会赛事节目8K制播试验”的目标，赛迪研究院近期就8K超高清视频产业发展情况进行了调研。通过调研发现，以中央广播电视总台（以下简称“总台”）为代表的8K超高清直播链路已基本成型并开展了验证试验，但仍存在技术链条协同不足、8K全链路直播系统成本昂贵、户外播控安全难以保障等问题，需要各方协同联动予以攻克。
超高清视频是指视频画面分辨率在4K及以上的视频。4K超高清、8K超高清的画面分辨率分别是3840×2160（约829万像素）、7680×4320（约3386万像素）。8K高分辨率技术提供了更丰富的画面层次和精致的细节，呈现出场景的立体感和空间感。与4K相比，8K能带给观众更好的沉浸感和更多细节，甚至能裸眼获得立体3D的视觉感。8K分辨率的最佳观看距离，人眼观看角度可以达到96°，接近人眼的立体观看视野（人眼产生双目立体感的视场角约110°），可以忽略显示屏的边界，让观众有身临其境之感。
一、大型赛事活动8K制播技术基本成熟
（一）研用携手，多方保障8K制播试验顺利推进
目前，总台研发完成8K超高清电视制播呈现全链路试验系统，试验开通了8K超高清电视频道，并对2021年春节联欢晚会进行了8K直播。总台今年将开展欧洲杯足球赛、东京奥运会、中秋晚会、跨年晚会等大型赛事、文艺活动的8K制播试验，并计划与日本NHK电视台合作对北京冬奥会实现4K全程直播、8K试验直播。由超高清视频（北京）制作技术协同中心（以下简称“协同中心”）主导设计的“5G+8K”超高清视频全业务转播车，就国产8K设备开展联合研发、技术验证、系统测试和集成应用，并通过男篮世界杯、中国网球公开赛、十一国庆、全国两会、国家大剧院音乐会、咪咕音乐盛典等十多次大型8K转播示范和全链路技术服务，为2022年北京冬奥会8K转播积累了实战经验。
（二）龙头牵引，加速8K制播关键设备国产化
京东方、康维讯已经具备了8K超高清监视器的自主设计和制造能力，产品已实际应用于协同中心的“5G+8K”超高清转播车和总台8K制播链路系统中。索贝、中科大洋、新奥特等品牌的非线性编辑软件处于全球领先地位，在央视的8K非线性编辑系统中占比95%。卓曜、深圳视觉科技、创维等企业推出可支持电影级拍摄需求的8K摄像机，其中深圳视觉科技的产品已参与拍摄新中国成立70周年国庆阅兵。华为海思基于AVS3标准的8K编解码芯片为超高清节目的高质量传输降低了带宽压力，华为的高速交换机、路由器代替了由国外技术垄断的视频矩阵设备，为8K信号IP化传输提供了有力支撑。
（三）地方踊跃，户外大屏8K展示商业模式初步成型
在2021年春晚8K直播试验中，总台联合三大运营商以及中国广电，把8K超高清电视（试验）频道信号传送到北京、上海、广州、深圳、成都、杭州、济南、福州、海口、青岛等10个城市公共场所的20多块8K大屏上，实现了春晚首次8K直播，阿尔泰、雷曼光电、洲明科技等企业的户外超大屏参与其中。3月15日以后，成都、深圳的户外超大屏已交由地方运营，成为展示8K超高清视频的窗口，带动地方8K终端、8K内容等超高清视频产业的发展。目前面板厂商京东方、华星光电均已实现8K面板的量产，60寸以上面板的占比接近93%，“8K+大尺寸”成为未来发展趋势。
（四）IP化传输，提供灵活多变的数据交换方式
总台的光纤通道网络系统可以满足网络化制播条件，同时为了加强安全性能，全链路采用加密传输。2020年9月，咪咕在广州完成8K超高清VR直播视频业务新技术验证，重点验证了在5G SA（独立组网）2.6GHz和4.9GHz双频组网下，运用网络切片、5QI（5G下的业务服务等级）、SPN（切片分组网）等新技术服务于8K超高清、VR等大数据量上行视频业务的能力和效果，为后续大数据量上行超高清视频业务起到示范效应。总台在台内IP网以组播方式开播8K超高清电视试验频道，通过内置8K编码器的5G背包和8K摄像机，提供约200Mbps的上行传输通路，将2021年春晚回传至制作中心。目前“5G+8K”方案主要用于上行链路制播用途。
二、8K制播商业化面临三道“难关”
（一）8K技术链协同性不足
8K端到端的产业技术标准尚不统一。总台的8K转播系统采用的是国际标准，协同中心的8K转播车采用的是索尼信号传输标准，难以接入总台8K制播系统。HDR标准方面，央视目前采用HLG标准，国产CUVA HDR标准在电视机、机顶盒等终端尚未普及，终端厂商在CUVA HDR标准的推广和设备开发投入不足。国产三维声标准、数字版权管理、多媒体高速传输数据接口等关键标准还在制定中。8K摄像机和8K切换台尚未实现国产化替代。8K网络传输支撑能力尚不完备，8K视频传输的传输速率至少为48～160Mbps，5G网络下行的实际传输能力，特别是长时间的8K直播能否保持传输稳定的视频信号，还需要更多实践验证。 （二）8K超高清视频全链路直播系统成本昂贵
视频内容制作方面，8K视频生产设备价格高，后期制作时间长。8K监视器、8K摄录机等采集设备动辄上百万，编辑软件、边缘计算平台等后期制作设备价格较高，专业服务器价格20万元起，8K超高清视频转播车的造价近亿元，单个8K电视超高清频道的建设费用超过300万元。存量非超高清视频内容转码为超高清视频需要电视台或内容平台企业与片源方二次谈判购买版权，使得制作成本再次增加。呈现终端方面，8K电视机的平均价格超过万元，8K春晚直播试验中城市户外8K LED大屏（面积19.2m×10.8m，像素7680×4416）的成本价约为300万元。“4K入户、8K户外服务”可能成为超高清显示终端普及的有效模式。
（三）户外大屏8K视频播控安全难以保障
在8K春晚直播试验中，由总台负责内容播控管理工作。直播试验结束后，各地公共8K大屏播放内容的播控管理权责不明，特别是播控安全管理工作尚未明确责任方。现有可播放的8K视频内容资源有限，一类是央视8K超高清（试验）频道内容和央视8K超高清直播内容（如春晚、奥运会等）；另一类是各城市自行安排的播放内容，包括城市文化宣传、企业产品广告等。由于户外大屏播放8K视频是全新的视频播放业态，不同视频内容来源的播控安全责任方不同，传统地方播控平台积极性还没有调动，亟需明晰户外8K大屏播控安全管理责任，制定合理的信息安全预案，消除可能存在的视频内容被篡改的安全隐患。
三、推动8K产业高质量发展的建议
（一）加强协同联动，推进8K直播验证工作
大力支持总台等内容制播机构创建“8K超高清电视公共服务平台”，开展北京冬奥会等重大赛事活动的8K超高清电视播出、分发、传输、呈现系统集成和试验验证，促进基于自主标准的8K超高清电视端到端应用示范，推动8K技术自主研发和产业化。
（二）全面提升8K前端核心产品产业化能力
以8K转播/直播北京冬奥会相关赛事活动为契机，推进国产8K摄像机、8K监视器、8K视音频矩阵、专业调音台等重点制播设备的研发和产业化。针对雪上运动场景，加快研发适用于极低气温下的亿级像素摄像机、AI辅助专业镜头对焦辅助系统、5G+8K背包、8K系列制播设备等。
（三）加快构建8K技术标准体系
支持中国超高清视频产业联盟和行业主导企业围绕8K超高清音视频的采集、传输、呈现、版权管理等重点领域开展标准研制，尽快形成8K全产业链的综合标准化体系。加快国内自主三维声、高动态范围（HDR）、数字版权管理（DRM）等核心标准的落地和产业化，推动行业标准成为国家标准、国际标准。
（四）創新8K内容，满足受众视听新需求
充分调动各城市和企业的积极性，在10个及以上城市的重要商圈、网红地标、博物馆、展馆等场地设置超高清8K大屏，基于户外大屏开展北京冬奥会等重大赛事和活动的8K直播/转播，在文教娱乐、安防监控、医疗健康、智能交通、工业制造等领域实现超高清视频的规模化应用，发挥8K显示屏的应用示范引领和辐射带动作用，激发超高清显示的消费升级新需求，推动8K超高清视频产业高质量发展。
（作者单位：中国电子信息产业发展研究院）
关键词：北京冬奥；8K；超高清视频；高质量发展
2021年1月18日至19日，習近平总书记在考察北京冬奥会、冬残奥会筹办工作时指出，中国冰雪运动必须走科技创新之路。为深入贯彻落实习近平总书记重要指示精神，根据工业和信息化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台联合印发的《超高清视频产业发展行动计划（2019-2022年）》关于“开展北京冬奥会赛事节目8K制播试验”的目标，赛迪研究院近期就8K超高清视频产业发展情况进行了调研。通过调研发现，以中央广播电视总台（以下简称“总台”）为代表的8K超高清直播链路已基本成型并开展了验证试验，但仍存在技术链条协同不足、8K全链路直播系统成本昂贵、户外播控安全难以保障等问题，需要各方协同联动予以攻克。
超高清视频是指视频画面分辨率在4K及以上的视频。4K超高清、8K超高清的画面分辨率分别是3840×2160（约829万像素）、7680×4320（约3386万像素）。8K高分辨率技术提供了更丰富的画面层次和精致的细节，呈现出场景的立体感和空间感。与4K相比，8K能带给观众更好的沉浸感和更多细节，甚至能裸眼获得立体3D的视觉感。8K分辨率的最佳观看距离，人眼观看角度可以达到96°，接近人眼的立体观看视野（人眼产生双目立体感的视场角约110°），可以忽略显示屏的边界，让观众有身临其境之感。
一、大型赛事活动8K制播技术基本成熟
（一）研用携手，多方保障8K制播试验顺利推进
目前，总台研发完成8K超高清电视制播呈现全链路试验系统，试验开通了8K超高清电视频道，并对2021年春节联欢晚会进行了8K直播。总台今年将开展欧洲杯足球赛、东京奥运会、中秋晚会、跨年晚会等大型赛事、文艺活动的8K制播试验，并计划与日本NHK电视台合作对北京冬奥会实现4K全程直播、8K试验直播。由超高清视频（北京）制作技术协同中心（以下简称“协同中心”）主导设计的“5G+8K”超高清视频全业务转播车，就国产8K设备开展联合研发、技术验证、系统测试和集成应用，并通过男篮世界杯、中国网球公开赛、十一国庆、全国两会、国家大剧院音乐会、咪咕音乐盛典等十多次大型8K转播示范和全链路技术服务，为2022年北京冬奥会8K转播积累了实战经验。
（二）龙头牵引，加速8K制播关键设备国产化
京东方、康维讯已经具备了8K超高清监视器的自主设计和制造能力，产品已实际应用于协同中心的“5G+8K”超高清转播车和总台8K制播链路系统中。索贝、中科大洋、新奥特等品牌的非线性编辑软件处于全球领先地位，在央视的8K非线性编辑系统中占比95%。卓曜、深圳视觉科技、创维等企业推出可支持电影级拍摄需求的8K摄像机，其中深圳视觉科技的产品已参与拍摄新中国成立70周年国庆阅兵。华为海思基于AVS3标准的8K编解码芯片为超高清节目的高质量传输降低了带宽压力，华为的高速交换机、路由器代替了由国外技术垄断的视频矩阵设备，为8K信号IP化传输提供了有力支撑。
（三）地方踊跃，户外大屏8K展示商业模式初步成型
在2021年春晚8K直播试验中，总台联合三大运营商以及中国广电，把8K超高清电视（试验）频道信号传送到北京、上海、广州、深圳、成都、杭州、济南、福州、海口、青岛等10个城市公共场所的20多块8K大屏上，实现了春晚首次8K直播，阿尔泰、雷曼光电、洲明科技等企业的户外超大屏参与其中。3月15日以后，成都、深圳的户外超大屏已交由地方运营，成为展示8K超高清视频的窗口，带动地方8K终端、8K内容等超高清视频产业的发展。目前面板厂商京东方、华星光电均已实现8K面板的量产，60寸以上面板的占比接近93%，“8K+大尺寸”成为未来发展趋势。
（四）IP化传输，提供灵活多变的数据交换方式
总台的光纤通道网络系统可以满足网络化制播条件，同时为了加强安全性能，全链路采用加密传输。2020年9月，咪咕在广州完成8K超高清VR直播视频业务新技术验证，重点验证了在5G SA（独立组网）2.6GHz和4.9GHz双频组网下，运用网络切片、5QI（5G下的业务服务等级）、SPN（切片分组网）等新技术服务于8K超高清、VR等大数据量上行视频业务的能力和效果，为后续大数据量上行超高清视频业务起到示范效应。总台在台内IP网以组播方式开播8K超高清电视试验频道，通过内置8K编码器的5G背包和8K摄像机，提供约200Mbps的上行传输通路，将2021年春晚回传至制作中心。目前“5G+8K”方案主要用于上行链路制播用途。
二、8K制播商业化面临三道“难关”
（一）8K技术链协同性不足
8K端到端的产业技术标准尚不统一。总台的8K转播系统采用的是国际标准，协同中心的8K转播车采用的是索尼信号传输标准，难以接入总台8K制播系统。HDR标准方面，央视目前采用HLG标准，国产CUVA HDR标准在电视机、机顶盒等终端尚未普及，终端厂商在CUVA HDR标准的推广和设备开发投入不足。国产三维声标准、数字版权管理、多媒体高速传输数据接口等关键标准还在制定中。8K摄像机和8K切换台尚未实现国产化替代。8K网络传输支撑能力尚不完备，8K视频传输的传输速率至少为48～160Mbps，5G网络下行的实际传输能力，特别是长时间的8K直播能否保持传输稳定的视频信号，还需要更多实践验证。 （二）8K超高清视频全链路直播系统成本昂贵
视频内容制作方面，8K视频生产设备价格高，后期制作时间长。8K监视器、8K摄录机等采集设备动辄上百万，编辑软件、边缘计算平台等后期制作设备价格较高，专业服务器价格20万元起，8K超高清视频转播车的造价近亿元，单个8K电视超高清频道的建设费用超过300万元。存量非超高清视频内容转码为超高清视频需要电视台或内容平台企业与片源方二次谈判购买版权，使得制作成本再次增加。呈现终端方面，8K电视机的平均价格超过万元，8K春晚直播试验中城市户外8K LED大屏（面积19.2m×10.8m，像素7680×4416）的成本价约为300万元。“4K入户、8K户外服务”可能成为超高清显示终端普及的有效模式。
（三）户外大屏8K视频播控安全难以保障
在8K春晚直播试验中，由总台负责内容播控管理工作。直播试验结束后，各地公共8K大屏播放内容的播控管理权责不明，特别是播控安全管理工作尚未明确责任方。现有可播放的8K视频内容资源有限，一类是央视8K超高清（试验）频道内容和央视8K超高清直播内容（如春晚、奥运会等）；另一类是各城市自行安排的播放内容，包括城市文化宣传、企业产品广告等。由于户外大屏播放8K视频是全新的视频播放业态，不同视频内容来源的播控安全责任方不同，传统地方播控平台积极性还没有调动，亟需明晰户外8K大屏播控安全管理责任，制定合理的信息安全预案，消除可能存在的视频内容被篡改的安全隐患。
三、推动8K产业高质量发展的建议
（一）加强协同联动，推进8K直播验证工作
大力支持总台等内容制播机构创建“8K超高清电视公共服务平台”，开展北京冬奥会等重大赛事活动的8K超高清电视播出、分发、传输、呈现系统集成和试验验证，促进基于自主标准的8K超高清电视端到端应用示范，推动8K技术自主研发和产业化。
（二）全面提升8K前端核心产品产业化能力
以8K转播/直播北京冬奥会相关赛事活动为契机，推进国产8K摄像机、8K监视器、8K视音频矩阵、专业调音台等重点制播设备的研发和产业化。针对雪上运动场景，加快研发适用于极低气温下的亿级像素摄像机、AI辅助专业镜头对焦辅助系统、5G+8K背包、8K系列制播设备等。
（三）加快构建8K技术标准体系
支持中国超高清视频产业联盟和行业主导企业围绕8K超高清音视频的采集、传输、呈现、版权管理等重点领域开展标准研制，尽快形成8K全产业链的综合标准化体系。加快国内自主三维声、高动态范围（HDR）、数字版权管理（DRM）等核心标准的落地和产业化，推动行业标准成为国家标准、国际标准。
（四）創新8K内容，满足受众视听新需求
充分调动各城市和企业的积极性，在10个及以上城市的重要商圈、网红地标、博物馆、展馆等场地设置超高清8K大屏，基于户外大屏开展北京冬奥会等重大赛事和活动的8K直播/转播，在文教娱乐、安防监控、医疗健康、智能交通、工业制造等领域实现超高清视频的规模化应用，发挥8K显示屏的应用示范引领和辐射带动作用，激发超高清显示的消费升级新需求，推动8K超高清视频产业高质量发展。
（作者单位：中国电子信息产业发展研究院）