超高清(UHD)的興趣正在快速增長(zhǎng),在決定需要用什么類型的素材進(jìn)行制作之前,重要的是要明確地理解UHD的含義,特別是在不同情況下意味著不同的事情。
首先,它意味著屏幕分辨率高于今天的HD。我們所說的4K分辨率的像素?cái)?shù)是HD(3840x2160)的四倍。但在不久的將來,可能需要支持更高的分辨率,例如NHK超高清視頻系統(tǒng),又是一個(gè)四倍(7680x4320)。

其次,它也意味著高動(dòng)態(tài)范圍(HDR)。ITURec.709(forHD)和Rec.2020(forUHD)標(biāo)準(zhǔn)中定義了SDR,仍然是基于傳統(tǒng)陰極射線管的光輸出能力,峰值亮度約為100尼特。目前提出的HDR系統(tǒng)的亮度峰值明顯更高,通常為1000尼特甚至更高,并且在黑暗區(qū)域內(nèi)提供了更高的分辨率,從而使感官上的圖像更加“逼真”。但是為了讓消費(fèi)者受益,HDR的能力必須從拍攝到交付一路延伸。
除了HDR之外,許多UHD成像器和顯示器都支持比Rec.709更廣泛的顏色。在整個(gè)制作鏈交付中,這些“擴(kuò)展色域”功能,消費(fèi)者可以將其視為改善的圖像質(zhì)量。
在制作環(huán)境中,UHD信號(hào)有多種不同的選擇。采用SDI或IP未壓縮(SMPTE2110)或采用IP上幾種壓縮格式中的一種。對(duì)于廣播公司來說,新增了幾個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的HDR演播室系統(tǒng)(HLG,PQ,SLOG3等等)以及許多傳輸HDR到電視屏幕的技術(shù)挑戰(zhàn)。
在兩種最流行的HDR傳輸方案中,HDR10使用靜態(tài)元數(shù)據(jù)(HDR擴(kuò)展元數(shù)據(jù)在整個(gè)程序中保持一致),而DolbyVision可以逐場(chǎng)或甚至逐幀更改HDR。
HDR能力與UHD分辨率并不嚴(yán)格相關(guān)。例如,您可以制作高清(或更好的1080p)分辨率的HDR,或者制作不帶HDR的4K。如果您現(xiàn)在正在構(gòu)建高級(jí)制作或交付系統(tǒng),則必須能夠處理從HD到4K,SDR和HDR。換句話說,它必須非常靈活。
就在很短的時(shí)間之前,在嚴(yán)格的SDI世界中,這種靈活性將是完全不切實(shí)際的。如今,由于轉(zhuǎn)向軟件定義的廣播技術(shù),因此可以合理地交付。屏幕分辨率,色深和元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換都可以通過適當(dāng)?shù)男盘?hào)和參數(shù)在集成軟件環(huán)境中進(jìn)行管理。
與此同時(shí),有一個(gè)共同的觀點(diǎn),支持轉(zhuǎn)向采用IP進(jìn)行通信的軟件定義體系結(jié)構(gòu),特別是通過采用來自IT行業(yè)的商用現(xiàn)貨(COTS)硬件,是具有成本效益的。這種靈活性可以滿足不斷變化的需求,同樣有說服力。任何考慮UHD的人都應(yīng)該把軟件和IP的制作和交付技術(shù)作為基礎(chǔ)。
HD和UHD靈活的制作環(huán)境最近的一個(gè)例子是瑞士tpc公司開發(fā)的戶外轉(zhuǎn)播車。其使用毅美公司的Selenio網(wǎng)絡(luò)處理器(SNP)作為IP處理引擎,以及SDI與IP之間的網(wǎng)關(guān)。SNP符合SMPTEST2110系列實(shí)時(shí)IP標(biāo)準(zhǔn),因此非常適合使用多個(gè)供應(yīng)商設(shè)備提供最佳網(wǎng)絡(luò)。
它充當(dāng)軟件控制的信號(hào)處理中心,提供上下變換,以及輸出標(biāo)準(zhǔn)和高動(dòng)態(tài)范圍所需的所有適配和元數(shù)據(jù)。SNP還提供所有必要的信號(hào)定時(shí)和同步,包括SDI到IP轉(zhuǎn)換。

SNP被設(shè)計(jì)成一個(gè)緊湊的信號(hào)處理器,盡管它是一個(gè)緊湊的1RU機(jī)架設(shè)備,卻提供了極高的處理能力(使用FPGA)。在tpc卡車中,它直接饋送到一對(duì)冗余的Arista網(wǎng)絡(luò)交換機(jī),為超過100千兆以太網(wǎng)的復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)制作提供所需的全部帶寬。
IP連接貫穿設(shè)備中所有制作部件之間,意味著在整個(gè)制作環(huán)境中保持靈活性。提供超高清信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以同時(shí)切換。另外,制作環(huán)境可以以最高的質(zhì)量永久運(yùn)行,SNP提供可適應(yīng)HD和UHD服務(wù)所需的輸出范圍。
每次制作都不一定需要UHD。標(biāo)準(zhǔn)不斷發(fā)展,目前還不是每個(gè)制作機(jī)構(gòu)都能夠投資建立一個(gè)完整的專用超高清制作鏈。但是,現(xiàn)在開發(fā)的任何系統(tǒng)都應(yīng)該是敏捷的,可以根據(jù)未來的需要,從一種程序類型轉(zhuǎn)換到另一種程序類型,從一種制作標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換到另一種。
現(xiàn)在對(duì)制作技術(shù)的任何投資都應(yīng)該反映這種靈活性,同時(shí)確保它不以任何方式限制創(chuàng)意計(jì)劃的制定者。整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈必須看到并感受到運(yùn)營(yíng)者和制作者的期望。它必須在安全、有彈性和成本效益的基礎(chǔ)設(shè)施中完成所有這些工作。解決方案在于IP網(wǎng)絡(luò)連接和軟件定義技術(shù)。