
UHD-1(即4K)在市場上已經有八年多的時間了,據超高清論壇的數據,現已有超過150個4K直播和點播服務。全世界的廣播公司都在部署4K頻道。在OTT方面,SVOD平臺展示了他們對4K的承諾。在Netflix的視頻目錄中,17%是4K,據報道,Netflix 1.93億訂戶中有30%有UHD包,這使其以5700萬訂戶之巨,成為世界上最大的4K平臺。
4K最新動態
4K技術已經出現了近十年。2014年,Netflix首次流媒體直播了4K,而里約熱內盧奧運會則是首個4K直播的大型賽事,不過當時由于缺乏4K機頂盒,能夠分發4K的運營商并不多。截至今天,超高清論壇估計大約有189個UHD服務,其中79%的服務是直播,21%是點播。仔細看看這些服務, 47%支持高動態范圍(HDR),22%支持下一代音頻(NGA)。
雖然4K很受歡迎,但它真的達到了頂峰嗎?答案是:不完全是。在一些國家,如美國,仍然沒有一個24/7的UHD直播服務,ATSC 3.0才在被廣播公司部署。韓國采取了更自愿的方式,在2018年平昌冬奧會上首次使用ATSC 3.0全天播出4K。
UHD-2(即8K)是日本的優先考慮,本應在2020年東京奧運會上展示,但由于新冠疫情,本屆奧運會現已推遲到2021年。中國在2019年底部署了4K,并計劃在2020年增加更多4K頻道。作為2022年北京冬奧會的主辦國,中國表達了提供8K轉播的興趣,展示了中國在技術上的領先 地位。
此外,法國、巴西和意大利的廣播公司正計劃在2024年實現4K地面部署。擁有4K內容將激勵廣播和OTT領域的分發商提供期待已久的4K體驗。
8K進展與挑戰
UHD-2是UHD-1的自然演進,因為它提議使用更多的像素和與UHD-1相同的技術,包括寬色域(WCG)、HDR、高幀率(HFR)、NGA和內容感知編碼(CAE)。圖1描述了UHD-1和UHD-2的技術路線圖。

圖1 UHD-1和UHD-2路線圖
2019年,電視機制造商推出了8K,但可看的內容非常有限。在日本,消費者可以通過衛星觀看NHK 8K頻道內容,而一些OTT服務,如Explorers,也在聯網電視上提供8K VOD服務。在2019年CES展會上,8K協會成立,以促進8K的接受。
內容提供商仍在試圖評估8K格式對消費者體驗的影響。要使8K成為主流格式,業界需要解決幾個關鍵的挑戰。
首先,行業必須有內容,或者內容提供商愿意以8K制作內容。在2020年HPA大會上,華納傳媒展示了在8K OLED電視機上顯示的8K和4K內容對比測試的結果。在觀看包括電影和紀錄片在內的各種內容時,這組用戶注意到4K和8K之間區別微乎其微。廣播和體育內容都沒有制作,播放的內容是30fps。因此,為有更多的使用案例,肯定需要更多的測試。
以目前的制作和顯示方面的技術,好萊塢對投資8K制作并非深信不疑。需要注意的是,與從HD轉換到UHD時發生的情況一樣,對于8K,將存在新的準則。例如,寬視角現在可以覆蓋整個足球場。
工作流程也很重要。通常情況下,8K需要48Gb/s,要么使用4x12G SDI架構,要么使用ST 2110通過IP分發,這對UHD-1(12Gb/s)仍然不可完全互操作。不用說,8K的現場制作工作流程,特別是在IP上,在幾年內都不會迎來黃金時期。有意思的是,英國電信體育臺在IBC 2019上現場演示了8K后,決定在2020-2021賽季向連接電視分發一些8K英超比賽,意味著它已經有了8K現場制作流程。
分發是8K的另一個關鍵方面。如今,8K要么通過衛星分發(如在日本),要么通過IP分發到連接電視。運營商希望以最低的比特率分發8K。目前,已經部署的8K服務采用HEVC,對衛星比特率為85Mb/s,對OTT比特率為65Mb/s。
在IBC 2019上,哈雷公司演示了單通道基于文件的云編碼,顯示了在HEVC中采用內容感知編碼(CAE)的良好結果,其比特率在25-35Mb/s之間,具體取決于內容的復雜性。HEVC的最大優點是它部署在所有8K設備上。VVC等新編解碼有望與HEVC相比降低比特率50%。在大約兩到三年內,預計利用CAE,VVC 8K帶寬范圍將低于20Mb/s。這將把8K的比特率值降低到與4K相當。
此外,行業需要價格可承受的消費設備。由于8K需要巨大的顯示面板,8K賣點只能在80英寸及以上的面板才可見,這使得價格居高不下,限制了8K設備的接受。
上變換解決方案
如果短期內不會制作8K內容,8K大尺寸面板需要再多一些迭代以降低價格,而新編解碼若干年內還不可使比特率降低,那么未來幾年向消費者分發8K的最佳方法是什么?
業內有一個很大的共識,即解決方案是將4K發送到8K電視機,通過高質量的上變頻器將內容上轉換為8K。三星推出了ScaleNet系統,該系統可以產生元數據,幫助在電視機端進行上轉換。其它電視制造商依靠AI或超分辨率技術,在沒有任何幫助的情況下,產生最好的8K質量。對于不必投資8K制作的內容提供商、無需建立額外基礎設施的網絡運營商以及能夠銷售8K電視的電視機制造商來說,這都是一個好處。
這種方法的缺點是并非所有8K電視機都是相同的,而且內容質量不受內容提供者控制。另一種方法是從4K制作開始,然后在前端側上轉換到8K。這就保證了所有設備的8K質量是一樣的,而且現在可以用HEVC分發,未來可以用VVC分發。
結論
雖然全世界大約有189個UHD服務,但4K部署還不是主流。未來幾年將有更多的廣播公司分發UHD內容,預計2022年(北京冬奧會/卡塔爾世界杯)和2024年(巴黎夏季奧運會)的重大賽事將促進UHD的普及。
2024年之后,技術成熟,新編解碼的到來,大尺寸8K面板價格降低,以及部署新系統的資源可用性,將合力8K起飛。在此期間,在前端或電視端的上變換技術是最好的短期解決方案。