“MeTec2016 影視前沿技術大會” 4K/HDR 專題——央視的 4K 工藝研究與展望
原文發表於《影視製作》雜誌微信，本文經授權刊登。
中央電視臺技術製作中心副主任 崔建偉
由《影視制作》雜誌和臺灣 DV ASIA、影視技術學會標準與測試委員會聯合主辦的“MeTec2016 影視前沿技術大會”在北京歌華大廈成功舉行。 國家新聞出版廣電總局科技司副司長孫蘇川在開幕致詞中透露了“在「十三五」期間中央電視臺和有條件的省級電視臺要探索建立 4K 超高清電視節目制播系統，建立 4K 超高清電視 OTT 平臺，構建高清、4K 超高清電視混合播出系統，到2020年，高清頻道將成為主流的播出模式，並且要開播 4K 超高清電視頻道的目標”。可以看出， 「十三五」規劃中對於 4K 的推進採取邊探索實踐邊落地的審慎態度。從本屆 MeTec 影視前沿技術大會第一天圍繞超高清和 HDR 相關技術展開的討論來看，包括中央電視臺、北京電視臺、安徽電視臺等多家電視機構都已經開始積極探索超高清的應用，並從逐步研究與跟蹤轉向了內容製作和探索。同時，對於 4K 也從高解析度開始轉向高動態範圍、高格率、寬色域等更多領域的深度探索。Dolby、Panasonic、Sony、ATOMOS、 ARRI、Blackmagic Design 等公司也不約而同的在演講中談及了自己在高動態範圍、寬色域等領域的技術進展和產品儲備。
央視的4K工藝研究與展望
中央電視臺對 4K 採、編、播系統基本情況進行了測試。目前採編設備基本齊全，但是傳輸、播出領域進展緩慢，主要因為目前還沒有開通頻道，許多內容是以網路點播形式推送到用戶終端，這也限制了標準制定的進程。在 4K 攝影機層面，對靈敏度、調制度、分解力、信噪比、動態範圍、色還原（色域）等指標進行了測試，性能指標喜憂參半，總體好於高清。目前有更多廠家推出了新的機型，隨著時間的推移攝影機的進步會比較快。傳統的切換臺領域，很多廠家支持 4K。在服務器層面，支持程度不高。此外在線上包裝、後期編輯製作、校色、字幕等領域進步也不太大。在節目制作方面，央視對綜藝節目、紀錄片、體育節目等等都進行了一些探索。目的主要是節目的儲備經驗和積累，以及對流程的測試，也從中感受到 4K 帶來的淺景深、寬色域的優勢。
4K規劃
央視未來對於 4K 方面的規劃，首先將要有更大的系統更多的設備來支持 4K 方面的製作和播出，預計將有50,100套 ENG，50-100套後期工作站，2-4輛轉播車，20% 的演播室改造支持 4K。目前測算開播一個 4K 頻道需要1200小時的節目儲備，初步設想在2018年到2020年期間開通 4K 頻道，包括支持 IP、VOD，爭取2020年 4K 節目占比達到所有節目總量的20%。未來還要支持2020年冬奧會以及2022年 日本奧運會的 4K 轉播。在此基礎上，中央電視臺會繼續完善工藝流程以及對 HDR 的測試實驗，製作更多的 4K 圖像測試序列。
4K 製播流程
未來的 4K 代表著四高一寬，即高解析度、高動態範圍、高格率、高量化和寬色域。這是非常好的願景，但是實現起來還有很多的技術難點。高質量、高存儲、高帶寬帶來的是效率低、成本高、可實現度差。目前央視的 4K 節目儲備只有100多個小時，要達到建立頻道的1200個小時的內容，也就是說在未來兩三年內要達到1000小時的節目儲備。解決辦法就是分布實施、分類對應；兼容考量、循序漸進。即策略性的降低某些指標，清晰度由 4K 縮至 2K，格率由50變為 25，從而換取效率和低成本，提高實現度和曝光、變速等增益。
對此央視也進行了一些測試，主要是面向素材的兼容性、編輯即時性和成片生成效率的測試。最終發現，演播室層面搭建這樣系統技術相對成熟，基於 IP 或 12G/SDI 的方案都問題不大。而在後期制作領域，經過對幾款主流非線性剪輯軟體進行後期流程優化的測試，可以看到從製作到播出的流量，根據不同的編碼方式可以從 1.5G 降到 500M 或是 250M，對儲存或帶寬的壓力更小，效率更高。在播出層面，如果是 H.264 25P 可以達到28—48的流量，到H.265 50P可以達到28－48的流量。
4K 電視節目制作/交換、播出格式
在兼容性上，以比較典型的 Sony FS7 和 Panasonic DVX200 進行測試，大部分廠家完全支持這兩款 4K 攝像機拍攝的素材。在製作層面，對於 XAVC 25P，可以達到4層以上的製作，會為節目贏來時間。在拍攝方面也同樣，如果碼率高、碼流高，50P 錄1分鐘大概 4G，如果用 25P 就是 2G，雙卡 128G 拍攝可以存儲一個小時以上的素材。在製播層面，未來希望能拓展一些新的流程，滿足更快的性能和播出時效，以更低的成本去掉更多的 I/O。包括未來的電視也不一定全是電視，很多是用電腦看電視。所以初步的想法是 4K 25P 直接播出，以最快的效率達到效果。當然在 25P 層面確實也存在問題，需要處理好技術與技巧的結合，包括運動大小虛實、畫面構圖方面的複雜程度、色度層次等等。物理的運動層面不要快速的搖移鏡頭，減少快速的推拉，在固定鏡頭里面如果有主體運動的話，適當提高快門，把橫向的水平運動盡量變為縱向的運動，也會好很多。目前央視拍攝的一些專 題片《舌尖上的中國 2》、《茶》等都是用 2K XAVC 25p/250Mbps 拍攝，採用 S-LOG2 gamma、色域 ITU709，主要還是謀取最大範圍內的製作效率。總而言之，所謂分布實施、分類對應、兼容考量、循序漸進，常規節目以 50P 為主，如果節目制作以簡潔制作、快速制作來說可以用 25P，比如說選 XAVC 4K 編碼，或者是 MXF 格式。如果進行精品的制作，要求最高的質量，可以進入 RAW 格式。播出層面可以使用 H.264，流量 25P 28-48Mb/s。 如果 H.265 將來成熟了以後，將來可以更換，流量同樣也是 50P 2848Mb/s。
