【數字視聽網訊】近兩年來,國內對8K技術及節目制作方面的研究已經起步并開始取得了一定的進展。中央廣播電視總臺計劃于2021年開展8K超高清試驗,并可望在2022年北京冬奧會前夕開通8K的超高清試驗頻道。工業和信息化部、國家廣播電視總局、中央廣播電視總臺聯合發布的《超高清視頻產業發展行動計劃(2019—2022年)》,提出堅持“4K先行、兼顧8K”的總體技術路線,實現我國超高清視頻產業快速、健康、有序發展。
與高清、4K相比,8K又不僅僅是像素數量提升,圖像尺寸變得更大這么簡單,8K超高清視頻對畫面質量將帶來質的提升,實現對現實場景的高程度還原,甚至接近于人眼的感受。在賽事/演出直播、游戲等消費娛樂領域,8K可以為觀眾和用戶帶來更加震撼的視覺沖擊力,以及細節上的精密展現。而8K更深層次的價值在于,其更大的信息密度承載能力,以及更多細節呈現力,將可以催生出更多的應用場景。8K節目制作也正逐步融入主流,并且在特殊應用場景中,8K將是不可或缺的。隨著5G時代的到來,8K超高清產業將迎來更大的發展機遇。
8K節目制作,視頻存儲帶來新的挑戰
就8K節目制作而言,在面對發展機遇的同時,我們同樣也要面臨8K視頻采集、傳輸、編輯制作效率,存儲及制作設備硬件性能等多個方面的難題。8K分辨率圖像每幀約3300萬像素,是4K畫面的4倍,高清畫面的16倍,20分鐘的未壓縮8K節目甚至會占用高達4TB的存儲空間!無疑,這樣巨大的數據量對存儲設備的讀寫性能、傳輸帶寬等都有著超高的要求。
海量數據融合存儲快速傳輸,營造新的媒體制作環境
可以說,數據存儲、傳輸以及對制作硬件的性能要求,嚴重限制了8K的制作效率及節目產出。那么,該如何利用現有通用硬件平臺,化解8K制作困境,切實提高8K節目制作效率,真正降低8K制作成本投入,從而幫助廣電行業用戶提高8K節目產出,是8K采編解決方案探究的主要課題。目前已經有應用實踐方案,結合華為OceanStor 分布式存儲的橫向擴展文件存儲、網絡傳輸技術以及地球山引進的Cinegy軟件產品、GPU編解碼技術等優勢,旨在為廣電行業用戶建立一種高效率、高性價比的8K節目采、編制作系統。華為OceanStor分布式存儲以海量的擴展、高帶寬能力,成為超高清視頻的收錄、制作、存檔、備播各個領域的首選存儲。
應用實踐一:2019第十八屆世警會開幕式_8K直播收錄
2019年8月8日晚,全國首個5G+8K超高清視頻直播車隊,對第十八屆世界警察和消防員運動會開幕式活動進行了一場實時8K多機位直播錄制的大膽嘗試。

本次8K收錄系統主硬件基于華為OceanStor分布式存儲及通用工作站,利用Cinegy先進高效的GPU超高清視頻編解碼技術——Daniel2以及Cinegy Capture采集收錄、Cinegy Convert批量轉碼等軟件產品,實現高效率8K采集與轉碼處理。開幕式現場共設有5個8K攝像機位,分別對開幕式舞臺、嘉年華區域、運動員互動等內容進行拍攝。各臺攝像機信號接入轉播車中的8K現場制作切換臺,并由導播臺實現8K信號的切換控制。主監信號分別通過4根12G-SDI線纜接入8K流直播服務器和采集工作站,在直播的同時,利用Cinegy 8K收錄系統實現8K直播信號的實時同步采集收錄。實時采集編碼生成的視頻數據速率高達4Gbps,通過萬兆光纖網絡傳輸后,直接寫入華為分布式存儲文件系統中。
對于已收錄素材,通過轉碼任務監控和自動提交功能,轉換生成可用于點播平臺的H.265編碼格式素材,生成文件與收錄素材均存儲于華為OceanStor分布式存儲中,在8K轉碼過程中分布式存儲需要支撐8K文件讀取與寫入的同步操作。
世警會開幕式全程無中斷8K錄制,總時長達到了2小時45分鐘,穩定輸出Daniel2編碼、碼率約為4Gbps的8K (7680x4320p59.94 @ 10-bit 4:2:2) 視頻文件數據,并通過萬兆光纖網絡實時寫入高性能的華為OceanStor分布式存儲。整個開幕式錄制過程中,監測8K實時收錄無丟幀,OceanStor分布式存儲表現出穩定可靠的寫入帶寬能力,收錄寫入總素材量高達4.13TB!在滿足高碼率上傳的同時,可直接通過萬兆或25GE網絡,供編輯工作站和轉碼服務器進行素材讀取,穩定讀帶寬達到1800MB/s每節點。
同時,通過Cinegy Convert自動批量轉碼軟件,對分布式存儲中已采集生成好的Daniel2視頻片段進行監控并自動提交轉碼任務,最終生成H.265編碼格式、碼率為100Mbps的8K (7680x4320p29.97 @ 10-bit 4:2:2) 視頻文件,提供給IPTV點播平臺使用。
8K傳統拍攝方式,尤其是出外場拍攝,往往需要耗費大量的時間和精力才能完成機身視頻數據的導出。而基于華為OceanStor分布式存儲的8K采編解決方案,輕松實現8K視頻實時采集,分布式存儲提供快速讀取與寫入性能支撐,從而在根源上徹底解決8K視頻數據導入導出難題,提高8K節目制作工作流程效率。
應用實踐二:2019華為全聯接大會(HC2019) 8K采編展示
2019年9月,華為再次聯合合作伙伴,打造了8K超高清虛擬采編創意推廣解決方案,并于當月18日-20日在上海世博展覽館第四屆華為全聯接大會的上亮相。

創意推廣方案涵蓋:8K拍攝、實時綠幕摳像與合成、8K實時采集、全閃存存儲、8K桌面云非編以及云端8K圖像上下載服務等技術應用亮點。亦即在此前方案的基礎上,利用8K切換臺增添虛擬實時摳像與合成應用點,進一步升級全閃存分布式存儲、擴展增加高性能桌面云非編系統,并引入云端上下載服務與現場嘉賓用戶形成趣味互動。
8K創意方案推廣現場布置綠幕,采用單個8K攝像機位進行拍攝,攝像機信號通過4根12G-SDI線纜接入8K現場制作切換臺,并在切換臺端實現8K虛擬實時摳像與合成。合成信號同樣通過4根12G-SDI線纜接入通用采集工作站,并由Cinegy Capture采集軟件進行實時編碼處理,編碼仍是基于GPU超高清視頻編解碼技術Daniel2。采集軟件穩定輸出碼率約為4Gbps的8K(7680x4320p50 @ 10-bit 4:2:2) 視頻文件數據,通過萬兆光纖網絡將視頻數據實時寫入華為OceanStor全閃存分布式文件存儲。
為更好地提升公眾8K技術的體驗感,現場還特別設置了趣味互動環節——開設了全球首家“8K照相館”。為此,方案特別引入了華為高性能桌面云以及華為公有云端上下載服務。通過在華為FusionAccess桌面云端的編輯軟件和編解碼器插件,實現快速高效的8K實時剪輯與畫面幀提取。所有到場嘉賓都可以參與到8K制作流程中,在了解和親身體驗8K超高清技術應用的同時,可以在自己參與拍攝的8K視頻片段中選擇一幀圖像,生成個人專屬定制8K分辨率電子相片。而后,通過華為云服務下載至個人手機,即便是放大至最高級別,照片面部細節依然清晰可辨,其所呈現出的震撼細節效果引起了現場嘉賓極大的興趣。
8K采編創意方案展示推廣期間,創意展區3日內互動總流量高達1152人次。通過為上千位參與嘉賓打造了專屬的8K超高清記憶的方式,豐富了8K采編解決方案及其中所包含8K技術的展現形式,讓人耳目一新。
普惠的技術將推動甚至加速8K的發展
華為OceanStor分布式存儲,依靠高可靠性、高擴展性、高性能的特點,能有效滿足8K采集制作全流程的存儲要求?v觀歷史,新應用的爆發往往需要普惠的技術作為基礎,華為Oceanstor分布式存儲使能更低成本的普惠8K,將為8K技術的發展演進提供更大助力。(文/華為智能數據與存儲解決方案部 劉川)
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