前言
“科技冬奥”项目属于科技部国家重点研发计划,其中的“冬奥超高清8K数字转播技术与系统”由中央广播电视总台牵头,围绕冬奥会8K转播制作、编码传输和终端呈现,从关键技术、平台构建和应用示范三个层次进行研发和实践,在北京2022年冬奥会的转播中,给全球观众带来了一场视觉盛宴。
一、五个课题尽数完成,六块大屏直播精彩
1.两辆转播车齐上线,IP化传输更进一步




针对北京2022年冬奥会开闭幕式和冬季两项赛事的直播工作,中央广播电视总台出动了两台A级8K/4K超高清转播车。两辆转播车曾先后圆满完成建党百年文艺演出《伟大征程》和第十四届全运会开幕式的4K及8K转播任务。在筹备冬奥会转播期间,积极参与测试赛8K转播系统全流程制作,实现外场转播8K节目直播并在总台8K试验频道播出。
两辆转播车具有多项创新:
一是采用国产车体、内外套大跨度双侧拉结构。
二是转播系统利用现有主流设备,采用4链路12G以SQD的方式实现从拍摄采集到收录传输的8K制作流程。
三是转播系统采用全IP架构,监控以及和周边基带设备信号转换。
四是使用SDN集中控制系统实现全车统一调控,同时还监测业务网和控制网的网络状态。此外,转播车还搭载了项目自主研发的8K在线包装系统和8K虚拟合成系统。
2.后期制作实时高效,多种格式任意转换
总台搭建了应用示范平台8K数字编辑制作系统。在后期制作上,能实现高速编解码,达到4轨8K视频实时编辑,高质量回放,并实时输出至8K监看设备。同时支持2倍速渲染,实现8K和4K分辨率、帧率、色域、动态范围的互转。
3.自主8K视频编码标准,AVS3全球实现首个应用
我国自主技术的8K视频编码标准AVS3,在发布团体标准后,相关国标和行标立项也已完成,AVS3成为了全球首个已推出的面向8K及5G产业应用的视频编码标准,也是世界高清视频技术领域的“中国标准”。AVS3 8K广播级超高清编码器和解码器的综合性能达到业界领先水平。经过实际直播环境测试,编码质量和稳定性能够满足8K 50FPS超高清画质直播的需求。
在AVS3标准制定和产业应用过程中,总台和多家企业紧密配合,从软件平台、硬件产品、到系统级部署全面推进,形成了AVS3的端到端产品和解决方案,并在2021年2月1日实现了基于AVS3编码的总台8K超高清电视试验频道的开播。
4.信号传输从端到端,超高清入户显成效
8K视频编码解码技术已经趋于成熟,8K信号需要传递到千家万户。项目组已经完成8K超高清跨域传输示范平台建设方案的制定,建设覆盖全国30个省、自治区和直辖市有线电视前端的8K超高清跨域示范网,并计划在5个省和直辖市有线电视前端对接开展业务示范,并进行冬奥超高清8K信号传送测试。
为推进8K入户,项目组制定了AVS3.0超高清家庭业务终端样机方案,试制完成8K AVS3.0机顶盒样机,研究8K节目广播传输问题及IP直播、点播传输方案,并进行8K超高清入户接收全链路技术测试,研发终端应用系统APP。
5.六块屏幕跨域传输,8K影像传递精彩
传递精彩,呈现分毫。项目组在8K图像显示技术及设备研制上也取得了重大成果,项目组分别针对LCD和LED两种显示技术领域的核心技术瓶颈展开研究,突破超大分辨率显示技术瓶颈,研发具有自主知识产权的8K显示驱动技术。
项目组分别针对不同群体在不同地区设立了六块大屏,实时转播8K频道的超高清播出内容,确保在冬奥会期间将精彩的开闭幕式画面与赛事内容呈现至受众面前。
二、谨遵冬奥防疫规定,科学选择大屏地点
为起到良好的8K传播效果,项目组前期对大屏的摆放位置做了大量调研工作,但为了配合场所的防疫政策,不断进行沟通和调整,最后确定了设立大屏的六个地点。
项目组在2020年12月就查看了好几个可供设立大屏的点位,但因为疫情的关系,去年部分点位发生了变化。项目组原本计划在延庆冬奥村运动员餐厅设立一块8K大屏,为避免聚集引发疫情,取消在餐厅内部摆放大屏方案。经过反复协商,最后项目组在运动员餐厅外的走廊区域投放了一块8K显示屏。
项目组不仅科学选择大屏的投放地点,也严格遵循各地的防疫规则。在延庆工作时,向有关部门提供单位盖章的防疫证明;在涉及到出京、进京时,合理安排核酸时间和进、出京顺序;按程序和场馆、工程、安保消防等各个环节对接,确保大屏投放万无一失。
三、冬奥8K转播圆满成功,将推动产业链集群发展
总台冬奥超高清8K数字转播技术与系统是目前在国内外最先进的转播系统,此次投入到冬奥会中,一是保障和提升了总台8K的制作能力;二是保证了总台技术的先进性和对广电技术的引领作用;三是冬奥所运用的技术和设备在冬奥会后的转播项目中都可以继续运用,为总台留下了宝贵的冬奥资产。值得一提的是, 2022年1月24日,总台CCTV-8K超高清频道开播,采用我国自主研发、拥有自主知识产权的AVS3视频编码标准,为中国8K超高清电视传输分发及终端呈现系统设备国产化打下了坚实的基础,标志着中国已走在世界超高清电视发展的前列。