8K新技术的崛起,媒体产业面临新 的发展机遇

近两年来,国内对8K技术及节目制作方面的研究已经起步并开始取得了一定的进展。中央广播电视总台计划于2021年开展8K超高清试验,并可望在2022年北京冬奥会前夕开通8K的超高清试验频道。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发布的《超高清视频产业发展行动计划(2019—2022年)》,提出坚持“4K先行、兼顾8K”的总体技术路线,实现我国超高清视频产业快速、健康、有序发展。

与高清、4K相比,8K又不仅仅是像素数量提升,图像尺寸变得更大这么简单,8K超高清视频对画面质量将带来质的提升,实现对现实场景的高程度还原,甚至接近于人眼的感受。在赛事/演出直播、游戏等消费娱乐领域,8K可以为观众和用户带来更加震撼的视觉冲击力,以及细节上的精密展现。而8K更深层次的价值在于,其更大的信息密度承载能力,以及更多细节呈现力,将可以催生出更多的应用场景。8K节目制作也正逐步融入主流,并且在特殊应用场景中,8K将是不可或缺的。随着5G时代的到来,8K超高清产业将迎来更大的发展机遇。

8K节目制作,视频存储带来新的挑战

就8K节目制作而言,在面对发展机遇的同时,我们同样也要面临8K视频采集、传输、编辑制作效率,存储及制作设备硬件性能等多个方面的难题。8K分辨率图像每帧约3300万像素,是4K画面的4倍,高清画面的16倍,20分钟的未压缩8K节目甚至会占用高达4TB的存储空间!同时,内容编辑制作的时延要求达到20ms甚至更低。无疑,这样巨大的数据量对存储设备的读写性能、传输带宽等都有着超高的要求。

海量数据融合存储快速传输,营造新的媒体制 作环境

可以说,数据存储、传输以及对制作硬件的性能要求,严重限制了8K的制作效率及节目产出。那么,该如何利用现有通用硬件平台,化解8K制作困境,切实提高8K节目制作效率,真正降低8K制作成本投入,从而帮助广电行业用户提高8K节目产出,是8K采编解决方案探究的主要课题。目前已经有应用实践方案,结合华为OceanStor 分布式存储的横向扩展文件存储、网络传输技术以及地球山引进的Cinegy软件产品、GPU编解码技术等优势,旨在为广电行业用户建立一种高效率、高性价比的8K节目采、编制作系统。华为OceanStor分布式存储以海量的扩展、高带宽能力,成为超高清视频的收录、制作、存档、备播各个领域的首选存储。

应用实践一:2019第十八届世警会开幕式—— 8K直播收录

2019年8月8日晚,全国首个5G 8K超高清视频直播车队,对第十八届世界警察和消防员运动会开幕式活动进行了一场实时8K多机位直播录制的大胆尝试。

120帧8k蓝光视觉(深度观察8K超高清)(1)

本次8K收录系统主硬件基于华为OceanStor分布式存储及通用工作站,利用Cinegy先进高效的GPU超高清视频编解码技术——Daniel2以及Cinegy Capture采集收录、Cinegy Convert批量转码等软件产品,实现高效率8K采集与转码处理。开幕式现场共设有5个8K摄像机位,分别对开幕式舞台、嘉年华区域、运动员互动等内容进行拍摄。各台摄像机信号接入转播车中的8K现场制作切换台,并由导播台实现8K信号的切换控制。主监信号分别通过4根12G-SDI线缆接入8K流直播服务器和采集工作站,在直播的同时,利用Cinegy 8K收录系统实现8K直播信号的实时同步采集收录。实时采集编码生成的视频数据速率高达4Gbps,通过万兆光纤网络传输后,直接写入华为分布式存储文件系统中。

对于已收录素材,通过转码任务监控和自动提交功能,转换生成可用于点播平台的H.265编码格式素材,生成文件与收录素材均存储于华为OceanStor分布式存储中,在8K转码过程中分布式存储需要支撑8K文件读取与写入的同步操作。

世警会开幕式全程无中断8K录制,总时长达到了2小时45分钟,稳定输出Daniel2编码、码率约为4Gbps的8K (7680x4320p59.94 @ 10-bit 4:2:2) 视频文件数据,并通过万兆光纤网络实时写入高性能的华为OceanStor分布式存储。整个开幕式录制过程中,监测8K实时收录无丢帧,OceanStor分布式存储表现出稳定可靠的写入带宽能力,收录写入总素材量高达4.13TB!在满足高码率上传的同时,可直接通过万兆或25GE网络,供编辑工作站和转码服务器进行素材读取,稳定读带宽达到1800MB/s每节点。

同时,通过Cinegy Convert自动批量转码软件,对分布式存储中已采集生成好的Daniel2视频片段进行监控并自动提交转码任务,最终生成H.265编码格式、码率为100Mbps的8K (7680x4320p29.97 @ 10-bit 4:2:2)视频文件,提供给IPTV点播平台使用。

8K传统拍摄方式,尤其是出外场拍摄,往往需要耗费大量的时间和精力才能完成机身视频数据的导出。而基于华为OceanStor分布式存储的8K采编解决方案,轻松实现8K视频实时采集,分布式存储提供快速读取与写入性能支撑,从而在根源上彻底解决8K视频数据导入导出难题,提高8K节目制作工作流程效率。

应用实践二:2019华为全联接大会 (HC2019) 8K采编展示

2019年9月,华为再次联合合作伙伴,打造了8K超高清虚拟采编创意推广解决方案,并于当月18日-20日在上海世博展览馆第四届华为全联接大会的上亮相。

120帧8k蓝光视觉(深度观察8K超高清)(2)

创意推广方案涵盖:8K拍摄、实时绿幕抠像与合成、8K实时采集、全闪存存储、8K桌面云非编以及云端8K图像上下载服务等技术应用亮点。亦即在此前方案的基础上,利用8K切换台增添虚拟实时抠像与合成应用点,进一步升级全闪存分布式存储、扩展增加高性能桌面云非编系统,并引入云端上下载服务与现场嘉宾用户形成趣味互动。

8K创意方案推广现场布置绿幕,采用单个8K摄像机位进行拍摄,摄像机信号通过4根12G-SDI线缆接入8K现场制作切换台,并在切换台端实现8K虚拟实时抠像与合成。合成信号同样通过4根12G-SDI线缆接入通用采集工作站,并由Cinegy Capture采集软件进行实时编码处理,编码仍是基于GPU超高清视频编解码技术Daniel2。采集软件稳定输出码率约为4Gbps的8K(7680x4320p50 @ 10-bit 4:2:2) 视频文件数据,通过万兆光纤网络将视频数据实时写入华为OceanStor全闪存分布式文件存储。

为更好地提升公众8K技术的体验感,现场还特别设置了趣味互动环节——开设了全球首家“8K照相馆”。为此,方案特别引入了华为高性能桌面云以及华为公有云端上下载服务。通过在华为FusionAccess桌面云端的编辑软件和编解码器插件,实现快速高效的8K实时剪辑与画面帧提取。所有到场嘉宾都可以参与到8K制作流程中,在了解和亲身体验8K超高清技术应用的同时,可以在自己参与拍摄的8K视频片段中选择一帧图像,生成个人专属定制8K分辨率电子相片。而后,通过华为云服务下载至个人手机,即便是放大至最高级别,照片面部细节依然清晰可辨,其所呈现出的震撼细节效果引起了现场嘉宾极大的兴趣。

8K采编创意方案展示推广期间,创意展区3日内互动总流量高达1152人次。通过为上千位参与嘉宾打造了专属的8K超高清记忆的方式,丰富了8K采编解决方案及其中所包含8K技术的展现形式,让人耳目一新。

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