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NHK的8K之路

传播与制作技术2018-11-08 12:32:55

NHK

日本的广播领域的先驱者,早在1995年日本NHK就进行了8K技术的研究,并且一直在执着地进行着8K的开发和实验工作,不过,对于8K,坊间微词颇多。很多的人都认为4K内容尚且匮乏,那4倍4K的8K,靠什么赖以生存呢?微词归微词,先驱们从来都是孤傲的,向来不理会这些,也许,先驱的内涵在于他们对行业的理解要领先20年。一起来看看NHK如何演绎8K精彩的吧!



NHK致力于8K体育


NHK电视台是世界上最先发展8K技术的电视台之一,是高清分辨率直播技术研发的开拓者,其早在1989年就开始进行研发8K,至今已有20多年。NHK首次展示8K画质是在2002年,当时许多家庭的电视都还未达到HD级别。NHK希望在2020年东京奥运会上使用该分辨率进行大规模直播。


在2014年,NHK开发出世界上第一台搭载单片1亿3300万像素图像传感器的全分辨率8K摄像机系统,全分辨率的8K视频需要为每种颜色(红-蓝-绿)都准备3300万像素来成像。


2015年7月,NHK电视台使用6台8K摄像机在洋基球场(Yankee)记录整个棒球比赛。选用的池上SHK-810是世界首款便携式8K超高清摄像机,采用单片3300万像素的Super35mm规格CMOS传感器。这是世界上首次使用8K超高清格式录制比赛。这些录像没有公开播放,美国职业棒球大联盟和日本NHK电视台在专门的房间中观看这场由8K摄像机拍摄的比赛。


后来,日本NHK在温布尔登1号球场成功进行了8K测试和闭路传输,包括的设备有2台池上SHV8000超高清晰度摄像机、1台带Astrodesig上变换的FOR-AFTONE慢动作摄像机、以及1台可用专门的处理软件从4K转换成8K的索尼F65摄影机。


2016年,8月1日,NHK以8K直播里约奥运会,派出2台8K转播车,采用第四代池上SHK-810摄像机直播开幕式、游泳和田径比赛。在东京和大阪的多个公共场所直播4K和8K视频。NHK推出超高清测试频道,其具备8K分辨率(7680x4320像素)、22.2声道环绕声。观众还可以在东京和大阪的观看区通过大型投影屏幕和LCD屏幕观看里约奥运会开幕式直播以及预录片段。


NHK已经在其卫星频道上开始试播4K和8KUHD,旨在微调此技术并于2020年东京奥运会前推广其使用。目前观众用普通的电视机或调谐器还无法收看8K广播节目。NHK的目标是在2018年正式推出超高清技术,在2020年东京奥运会时推向公共消费市场,甚至有雄心做到超高清4K/8K将进入日本国内约半数家庭。


NHK创作8K新型令人惊艳的超高清、超广角内容


全球内容发展部高级制作人YukariHayashi在会上指出NHK将于2018年12月开播世界首个8K频道,与日本的4K频道形成互补。


NHK使用“SuperHi-Vision”(SHV)来指代这一高分辨率格式。目前的8KSHV的标准是高宽比16:9,7680*4320像素,像素数约为3300万。除了超高分辨率外,SHV还配备22.2声道音响系统。


日本NHK还与英国大英博物馆合作一个主角为神秘的日本江户时代画家葛饰北斋的8K视频项目。NHK称大英博物馆对8K超高清成像技术的可能性非常感兴趣,此跨国制作是由该博物馆的一个要求所启发的。8K摄像机拍摄来自“創岳三十六景”系列画的“凯风快晴”和镇西八郎为朝浮世創版画(它们都为大英博物馆馆藏)以及全世界博物馆和私人收藏的其它葛饰北斋作品。大英博物馆牵头的一支团队将提供基于这些图片的专家评论。此节目于今年秋季以8K公映,并将在NHKBSPremium服务上播放。


NHK广播技术高级经理HiroyasuMasuda称8K范围远不只是美丽的节目,他通过鼠标为与会者演示了显微镜拍摄的血流,预示8K在医疗中的使用。



NHK解决8K视频传输问题


8K在制作端的问题主要是存储数据所需要的大量空间。在8K制作中,我们必须考虑存储的空间和成本,8K视频获取的成本与所需的存储空间直接相关,这也需要细致的资源配置。


随着带宽变得越来越宝贵、频谱继续缩水,8K这种广播电视形式的实现难度会变大。尽管ATSC3.0已经能够处理4K,但该标准的铺展还需要几年时间;与此同时,有线和卫星供应商也意识到了所需带宽和数据的量很大。如果完全使用IP系统,则不仅需要大带宽,直播时还需要极其稳定的数据吞吐量。


日本公共广播商NHK与日本广播技术公司Village-Island合作,通过单根12G-SDI线缆实现了4:2:260p(10比特)的8K影像传输。该系统名为VICO-8,传输延迟低于1毫秒。


该公司表示,60p4:2:2(10比特)的原生8K视频的传输通常需要16根3G-SDI或4根12G-SDI线缆。额外的线缆会带来空间限制、高成本以及增加架线的复杂度等问题。“此外,分散在多根SDI线缆上的超高清信号在信号分发、交换、传输等方面都会带来具体的问题。”


NHK工程管理部经理MiyazakiSan表示:“在实况转播车中使用VICO-8系统会带来极佳的效果,因为它可以解决转播车中空间、温度、线路以及能源方面的限制。通过单跟SDI线缆传输8K内容,简化了我们的操作流程,也减少了风险。”


VICO-8可以设置为编码器或者解码器。作为8K解码器时,它还能输出下转换4K信号。这就可以让4K显示屏作为8K信号的监视器,节省了配备专业8K显示器的成本。


尽管并非所有的8K连接都已打通,但我们可以给它一到两年的时间,Chinnock表示,“如果选择方案和带宽不足够,还有一个正被SMPTE标准化的新接口U-SDI。它是一种运行在240Gb/s原生数据率的24芯多模光纤光缆(有纠错时数据率会降低),支持最长100米的光缆。”


NHK亮相4K/8K机顶盒


日本NHK近日亮相了一款4K/8K‘SuperHi-Vision’Ultra-HD有线电视解码盒样机。此机顶盒是与KDDI电信、有线电视运营商JupiterTelecommunications(J:COM)和日本数字服务公司合作开发的。


NHK一年多来一直在试播4K内容,而J:COM从2014年1月开始一直试验4K服务且从2015年5月起试验4KVOD服务。


NHK表示:“此原型接收系统率先采用NHK开发的频道捆合技术,将4K/8K信号分解为多个有线电视频道。该技术的优点是能够利用现有有线电视设备和传输设施。大规模集成电路解调芯片(来自Socionext公司)的开发实现此4K/8K有线电视接收设备的微型化,该芯片把有线电视信号转换为视音频信号。现在有线电视上的主要4K/8K接收模块都已经准备就绪。现如今的高期待是为4K/8K广播的实际开始开发商业版有线电视接收机。


此外,NHK还采用四台BlackmagicHyperDeckStudio12G硬盘录机打造了一款8K60p视频媒体播放器“HyperCUBEMHP-8000”。“目前市场上的8K播放器都非常昂贵,而且使用方式很复杂,这不是人们想要的。为了解决这些问题,我想以更低的成本来做一台8K播放器,并且希望这一技术可以被推广到更多的领域。”NHK媒体技术公司播出技术本部业务开发部门经理内藤一辉说,“我们公司业务重点最初是在视频同步技术这一块。将同步技术与市场上已有的4K媒体播放器结合后,我们组建出了一台最高能播8K30P的播放器。”


NHK研发无需头显的8KVR技术


NHK和WonderVision技术实验室合作开发了一种半球型的8KVR显示技术,并且推出了一段关于东京的名为“TokyoVictory”8K分辨率的VR视频体验,体验者不用戴头显,而是在大银幕上进行VR体验,现在可以在日本科学未来馆体验。


整个体验包括两个动感座椅,一块5米*3米的大银幕,WonderVision’sSphere28K投影仪,还有风扇灯装置组成。使用独特的半球型大银幕,所以体验者不用再带上又热又闷的VR头显就可以体验这段视频了。视频记录了东京都的人气地标,8K的分辨率则让细节清晰可见,耳边的轻风也提升了体验者“飞游东京”的感觉。该体验可以仰望,也可以俯瞰,如东京塔,可以横穿京都涉谷和Sensō寺。其原声曲是“东京胜利”,是日本乐队SouthernAllStars(南方群星)演唱的一首热门歌曲。


NHK的执行制作人TetsuyaFukuhara认为,目前的VR头显虽然已经在尝试提高分辨率,但离真正出现还有段时间。“同时,8K投影仪和大银幕都已经存在,我们利用大尺寸的8K视频,融合了3D影像技术完成了只有在VR头显中才能看到的虚拟现实体验。”Fukuhara说到。


在显示方面,NHK还联手JDI开发出一款具有8K分辨率的裸眼3D显示屏。日本JDI方面提供具有7,680×4,320分辨率的8K超高清显示面板,而NHK则提供裸眼3D技术。此外,NHK与LGDisplay和AstraDesign两家公司共同研发最新8KOLED屏幕。该屏幕尺寸达到惊人的130寸,是一款可塑的超薄屏幕,能以电影屏幕的形式从天花板上放下,由四块独立的65寸屏幕缝合而成。该屏幕厚度仅为1毫米。NHK科技研究实验室的工程师表示,研发队伍计划在2020年东京奥运会前让该技术达到零售水平。


随着媒体多元化,尤其是手机移动媒体这块屏幕的普及发达,人们还有没有必要和兴趣看电视呢?电视机在分辨率上比手机强大,那么是否可以从宏观的角度看,广电未来是需要8K?NHK的全新的8K图像传感器、全息存储技术,甚至NHK正在实施的4K或者8K的地面数字高清广播或许是一个方向。



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