5G時代電視制作技術(shù)發(fā)展研究

時間:2022-03-10 08:26:16

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5G時代電視制作技術(shù)發(fā)展研究

摘要:隨著5g時代的到來,電視技術(shù)也進入了迅猛發(fā)展時期,4K、8K超高清電視技術(shù)、交互式觀看體驗、遠程電視制作等新技術(shù)迅速發(fā)展和完善。作為電視媒體內(nèi)容生產(chǎn)的基礎(chǔ),電視制作技術(shù)的發(fā)展為媒體內(nèi)容提供了更加先進的制作和呈現(xiàn)手段,5G移動通信技術(shù)應(yīng)用則為現(xiàn)代電視制作技術(shù)提供了更加豐富的應(yīng)用場景。

關(guān)鍵詞:5G;電視技術(shù);融合

近幾年來各種媒體上出現(xiàn)最熱門的詞匯非5G莫屬,它指的是5thGenerationMobileNetworks(第五代移動通信網(wǎng)絡(luò))。5G技術(shù)是最近以及未來幾年各個國家大力發(fā)展的移動通信技術(shù),也是世界主要大國在高新技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的競爭焦點。5G技術(shù)的發(fā)展和完善能夠為未來提供千億設(shè)備的連接能力以及無與倫比的交互體驗;能夠?qū)崿F(xiàn)萬物互聯(lián)(也就是人與物體的全面智能互聯(lián));能夠滿足社會現(xiàn)代化生活需求,極大提升人們的生活質(zhì)量(如智能家居、無人駕駛、遠程醫(yī)療、增強的VR及AR體驗);也能夠為各行各業(yè)的發(fā)展提供通信互聯(lián)支持(如物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)、電視制作、車聯(lián)網(wǎng)等等)。隨著智能手機、智能終端設(shè)備的快速普及以及移動網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展和完善,移動新媒體業(yè)務(wù)由于其便捷、及時和可移動的特點得到了快速發(fā)展和普及,人們使用智能手機和移動智能終端設(shè)備收看信息和各種節(jié)目的時間已經(jīng)超過了觀看電視,是人們獲取信息和進行娛樂活動的重要渠道之一,傳統(tǒng)電視媒體的發(fā)展也遭遇到了巨大的競爭壓力。為了應(yīng)對移動新媒體的巨大沖擊,電視媒體也積極進行轉(zhuǎn)型升級,用于提升電視大屏觀看質(zhì)量的4K、8K超高清電視技術(shù)、采用5G、云、人工智能等新技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)代電視制作技術(shù)以及全媒體多終端顯示成為了轉(zhuǎn)型發(fā)展的必然選擇。目前我國5G建設(shè)蓬勃發(fā)展,已在多個城市實現(xiàn)了5G商用,電視制作技術(shù)對5G技術(shù)的應(yīng)用也由實驗階段進入了實質(zhì)使用階段,5G技術(shù)應(yīng)用也滲透到了電視技術(shù)的采集、制作以及應(yīng)用的各個環(huán)節(jié)。本文將結(jié)合5G主要技術(shù)特征以及應(yīng)用場景,闡述5G時代電視制作技術(shù)與5G技術(shù)的融合應(yīng)用以及未來發(fā)展。

5G是一個全球性的通信技術(shù)標準,ITU(國際電信聯(lián)盟)在瑞士日內(nèi)瓦舉辦的2015年無線電通信全會上正式命名為IMT-2020。5G移動通信技術(shù)是在4G移動通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展的,是4G移動通信技術(shù)的優(yōu)化和升級,具有高帶寬、低延時、大連接、高可靠的技術(shù)特征。從ITU確立的5G指標目標(如圖1所示)來看,各項技術(shù)指標比我們現(xiàn)在使用的4G通信網(wǎng)絡(luò)有了大幅度的提升。5G系統(tǒng)可提供0.1Gbit/s—1Gbit/s的傳輸速率,最大峰值速率可達到10/20Gbit/s,能達到現(xiàn)有4G傳輸速率的10—100倍;移動傳輸?shù)姆€(wěn)定性有了很大提高,在500km/h的高速運動過程中,也能夠提供穩(wěn)定的移動通信服務(wù);傳輸最大帶寬可達到100MHz,是4G的5倍;時延也是通信技術(shù)的一個非常重要的指標,從ITU目標值要求來看可以達到1ms,相比4G有了極大地提升;連接密度1M/km2和流量密度(10Tbit/s)/km2的提升為更多的設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)提供了條件。2015年9月,ITU正式確認了5G的三大應(yīng)用場景,分別是eMMB,URLLC和mMTC。eMBB(EnhanceMobileBroadband)增強型移動寬帶,是現(xiàn)在使用的移動寬帶的升級版,主要是應(yīng)用于消費互聯(lián)網(wǎng)的需求。在這種場景下,強調(diào)的是移動網(wǎng)絡(luò)的帶寬和速率。這個應(yīng)用場景的技術(shù)特征也是現(xiàn)代電視制作技術(shù)中無線傳輸質(zhì)量的關(guān)鍵點。URLLC(UltraReliable&LowLatencyCommunication)低時延、高可靠通信,在這類場景下,對網(wǎng)絡(luò)的時延和可靠性有很高的需求。例如無人駕駛技術(shù)和遠程醫(yī)療,如果時延較長,網(wǎng)絡(luò)無法在極短時間內(nèi)對數(shù)據(jù)進行響應(yīng),就有可能發(fā)生嚴重事故,甚至危害人身安全。在電視制作中,低時延的可靠移動網(wǎng)絡(luò)傳輸對于電視移動實時切換至關(guān)重要,可以保證直播節(jié)目的穩(wěn)定、同步和流暢。mMTC(MassiveMachineTypeCommunication)海量物聯(lián)網(wǎng)通信,如果單位面積內(nèi)有大量的移動終端設(shè)備需要同時接入網(wǎng)絡(luò),指的就是mMTC應(yīng)用場景。5G網(wǎng)絡(luò)其實是整合了多種關(guān)鍵技術(shù)于一身的融合網(wǎng)絡(luò),不同的應(yīng)用場景對5G網(wǎng)絡(luò)的各種技術(shù)特征有著不一樣的要求。專屬定制服務(wù)是5G帶給移動用戶的又一個驚喜,用戶在使用5G網(wǎng)絡(luò)時,可根據(jù)使用要求采用網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)定制專屬于自己的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。對于電視媒體說,通過定制滿足高速率、低延時的5G傳輸網(wǎng)絡(luò)將給電視制作技術(shù)帶來更大的應(yīng)用場景和無限發(fā)展前景。現(xiàn)階段電視技術(shù)也進入了迅猛發(fā)展時期,4K、8K超高清電視技術(shù)、交互式觀看體驗、遠程電視制作等新技術(shù)迅速發(fā)展和完善。作為電視媒體內(nèi)容生產(chǎn)的基礎(chǔ),電視制作技術(shù)的發(fā)展為媒體內(nèi)容提供了更加先進的制作和呈現(xiàn)手段,5G移動通信技術(shù)應(yīng)用則為電視制作技術(shù)提供了更加豐富的應(yīng)用場景:(1)電視直播應(yīng)用。

基于5G網(wǎng)絡(luò)的電視直播應(yīng)用是5G移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電視制作中的最基本的應(yīng)用場景。在5G網(wǎng)絡(luò)誕生之前,通過4G移動網(wǎng)絡(luò)進行電視直播已經(jīng)有了較多的使用,在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量比較好的情況下能夠完成理想的高清信號的直播和傳輸,4G直播背包也以其經(jīng)濟性、便捷性得到了廣大用戶認可。但是如果在移動網(wǎng)絡(luò)終端接入比較多、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和傳輸速率下降的情況下,4G電視直播會出現(xiàn)嚴重丟幀、畫面質(zhì)量差、卡頓甚至黑屏的現(xiàn)象,直播效果會很不理想,這也是由4G的移動網(wǎng)絡(luò)特性決定的。但是在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,可以通過網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)定制屬于自己的專用移動網(wǎng)絡(luò)來獲得穩(wěn)定的傳輸帶寬和傳輸速率,從而使電視直播變的穩(wěn)定可靠。(2)移動實時切換應(yīng)用。移動實時切換指的是在多機位、多信源視頻制作系統(tǒng)中,至少有一個或者多個無線移動攝像機參與節(jié)目的現(xiàn)場制作,常見于新聞資訊類節(jié)目及大型活動現(xiàn)場的單機直播連線等等,對移動網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、傳輸帶寬和速率以及時延都有很高的要求。在使用4G移動網(wǎng)絡(luò)時,移動攝像機位會比較依賴于當前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,移動信號不夠穩(wěn)定,而5G移動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下則能夠提供穩(wěn)定、高質(zhì)量的移動攝像機畫面,基于5G移動網(wǎng)絡(luò)的單機連線在2019年兩會報道、北京世園會報道中已得到了很好的應(yīng)用,而且使用5G移動網(wǎng)絡(luò)的多機位移動實時切換也逐步出現(xiàn)在一些大型轉(zhuǎn)播中,如馬拉松轉(zhuǎn)播、多場景轉(zhuǎn)播等等。如圖4所示,馬拉松轉(zhuǎn)播使用5G移動網(wǎng)絡(luò)進行無線傳輸相對于使用微波網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)更少,抗干擾能力更強。系統(tǒng)隨著5G移動網(wǎng)絡(luò)的普及和發(fā)展,高速率、大帶寬和低延時將會使5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動實時切換應(yīng)用變得更加簡便和穩(wěn)定。(3)移動非實時編輯應(yīng)用。在融媒體中央廚房以及新聞編輯機房中,前方攝影記者可以按照后方編輯的需求,通過5G移動網(wǎng)絡(luò)將采集到的素材實時傳輸?shù)街谱骶W(wǎng)中進行快速編輯和內(nèi)容分發(fā),這就是移動非實時編輯的典型應(yīng)用。基于5G移動網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率和傳輸帶寬,4K超高清素材也能夠通過5G移動終端設(shè)備進高質(zhì)量的傳輸。(4)云制作應(yīng)用。電視節(jié)目的云存儲和云制作已經(jīng)成為了非常重要的電視制作手段,我們在進行節(jié)目素材的上傳和下載過程需要快速和穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)通道,而5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則為移動云制作終端設(shè)備進行云存儲、云制作提供了可靠的傳輸路徑,這也是5G網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代電視制作中的一個非常重要的應(yīng)用。(5)遠程制作應(yīng)用。遠程制作也是電視制作技術(shù)發(fā)展的一個重要方向,通過網(wǎng)絡(luò),將遠端攝像機信號實時傳輸回中心機房或轉(zhuǎn)播車進行現(xiàn)場節(jié)目制作?,F(xiàn)階段遠程制作主要還是通過有線網(wǎng)絡(luò)(公網(wǎng)或者專網(wǎng))來進行信號傳輸,不過隨著5G移動網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和普及,5G網(wǎng)絡(luò)傳輸必將代替有線網(wǎng)絡(luò),外場攝像機信號通過5G網(wǎng)絡(luò)直接傳送回中心機房,遠程制作將變得更加便捷。(6)特殊機位的無線傳輸應(yīng)用。在進行現(xiàn)場節(jié)目制作時,經(jīng)常會遇到一些特殊的拍攝需求,比如遠景機位、異地機位、高空機位等,雖然可以通過有線網(wǎng)絡(luò)、微波、4G等手段來完成機位信號傳輸,但這些傳輸手段或者比較繁瑣或者比較容易受到外部環(huán)境的影響。

5G移動網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)彌補了這些不足,只要在有5G信號的地方,就能夠根據(jù)需求架設(shè)特殊機位并且獲得穩(wěn)定的信號回傳。(7)交互式觀看體驗。隨著人們欣賞水平的不斷提高,對于大型體育活動、大型綜藝節(jié)目的現(xiàn)場轉(zhuǎn)播觀看需求也不斷提升,除了導(dǎo)播視角,在未來觀眾還可以根據(jù)個人喜好自主選擇觀看視角,這就要求在電視轉(zhuǎn)播中要提供更多景別的電視畫面,5G移動網(wǎng)絡(luò)則能夠很好的滿足多畫面轉(zhuǎn)播的傳輸需求。科技決定未來,5G移動通信網(wǎng)絡(luò)為電視媒體的轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了充足動力。電視制作要充分利用5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)優(yōu)勢,為媒體內(nèi)容提供更廣泛的制作手段和應(yīng)用場景,構(gòu)建新一代媒體融合的服務(wù)體系。相信在未來,傳統(tǒng)電視媒體的發(fā)展必將跳出平面范疇,在5G、云、人工智能、以及VR、AR等新技術(shù)支撐下進入一個新的發(fā)展階段,帶給觀眾無與倫比的視聽體驗,以滿足人民對美好精神文化的需求。就如同科幻電影《頭號玩家》中所構(gòu)建的游戲場景那樣,當我們帶上VR顯示頭盔,在各種體感設(shè)備的支持下會身臨其境,盡情游覽于電影電視場景中,可以在美麗如畫的風(fēng)景中散步游覽,也可以在山頂俯瞰輝煌宏大的戰(zhàn)斗場景;可以在浩瀚的太空遨游,也可以在跌宕的劇情中沉思。

作者:武進義 單位:河北廣播電視臺