5G時(shí)代電視制作技術(shù)發(fā)展研究

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摘要：隨著5g時(shí)代的到來(lái)，電視技術(shù)也進(jìn)入了迅猛發(fā)展時(shí)期，4K、8K超高清電視技術(shù)、交互式觀看體驗(yàn)、遠(yuǎn)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(jìn)的制作和呈現(xiàn)手段，5G移動(dòng)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(chǎng)景。

關(guān)鍵詞：5G；電視技術(shù)；融合

近幾年來(lái)各種媒體上出現(xiàn)最熱門(mén)的詞匯非5G莫屬，它指的是5thGenerationMobileNetworks（第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)）。5G技術(shù)是最近以及未來(lái)幾年各個(gè)國(guó)家大力發(fā)展的移動(dòng)通信技術(shù)，也是世界主要大國(guó)在高新技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。5G技術(shù)的發(fā)展和完善能夠?yàn)槲磥?lái)提供千億設(shè)備的連接能力以及無(wú)與倫比的交互體驗(yàn)；能夠?qū)崿F(xiàn)萬(wàn)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(huì)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(wú)人駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療、增強(qiáng)的VR及AR體驗(yàn)）；也能夠?yàn)楦餍懈鳂I(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(chē)聯(lián)網(wǎng)等等）。隨著智能手機(jī)、智能終端設(shè)備的快速普及以及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展和完善，移動(dòng)新媒體業(yè)務(wù)由于其便捷、及時(shí)和可移動(dòng)的特點(diǎn)得到了快速發(fā)展和普及，人們使用智能手機(jī)和移動(dòng)智能終端設(shè)備收看信息和各種節(jié)目的時(shí)間已經(jīng)超過(guò)了觀看電視，是人們獲取信息和進(jìn)行娛樂(lè)活動(dòng)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(jìng)爭(zhēng)壓力。為了應(yīng)對(duì)移動(dòng)新媒體的巨大沖擊，電視媒體也積極進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)，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(guó)5G建設(shè)蓬勃發(fā)展，已在多個(gè)城市實(shí)現(xiàn)了5G商用，電視制作技術(shù)對(duì)5G技術(shù)的應(yīng)用也由實(shí)驗(yàn)階段進(jìn)入了實(shí)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(gè)環(huán)節(jié)。本文將結(jié)合5G主要技術(shù)特征以及應(yīng)用場(chǎng)景，闡述5G時(shí)代電視制作技術(shù)與5G技術(shù)的融合應(yīng)用以及未來(lái)發(fā)展。

5G是一個(gè)全球性的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，ITU（國(guó)際電信聯(lián)盟）在瑞士日內(nèi)瓦舉辦的2015年無(wú)線電通信全會(huì)上正式命名為IMT-2020。5G移動(dòng)通信技術(shù)是在4G移動(dòng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展的，是4G移動(dòng)通信技術(shù)的優(yōu)化和升級(jí)，具有高帶寬、低延時(shí)、大連接、高可靠的技術(shù)特征。從ITU確立的5G指標(biāo)目標(biāo)（如圖1所示）來(lái)看，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)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(dá)到10/20Gbit/s，能達(dá)到現(xiàn)有4G傳輸速率的10—100倍；移動(dòng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性有了很大提高，在500km/h的高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，也能夠提供穩(wěn)定的移動(dòng)通信服務(wù)；傳輸最大帶寬可達(dá)到100MHz,是4G的5倍；時(shí)延也是通信技術(shù)的一個(gè)非常重要的指標(biāo)，從ITU目標(biāo)值要求來(lái)看可以達(dá)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(rèn)了5G的三大應(yīng)用場(chǎng)景，分別是eMMB，URLLC和mMTC。eMBB（EnhanceMobileBroadband）增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶，是現(xiàn)在使用的移動(dòng)寬帶的升級(jí)版，主要是應(yīng)用于消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)的需求。在這種場(chǎng)景下，強(qiáng)調(diào)的是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的帶寬和速率。這個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的技術(shù)特征也是現(xiàn)代電視制作技術(shù)中無(wú)線傳輸質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)。URLLC（UltraReliable&LowLatencyCommunication）低時(shí)延、高可靠通信，在這類(lèi)場(chǎng)景下，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延和可靠性有很高的需求。例如無(wú)人駕駛技術(shù)和遠(yuǎn)程醫(yī)療，如果時(shí)延較長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)無(wú)法在極短時(shí)間內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)，就有可能發(fā)生嚴(yán)重事故，甚至危害人身安全。在電視制作中，低時(shí)延的可靠移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸對(duì)于電視移動(dòng)實(shí)時(shí)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(dòng)終端設(shè)備需要同時(shí)接入網(wǎng)絡(luò)，指的就是mMTC應(yīng)用場(chǎng)景。5G網(wǎng)絡(luò)其實(shí)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(chǎng)景對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的各種技術(shù)特征有著不一樣的要求。專(zhuān)屬定制服務(wù)是5G帶給移動(dòng)用戶的又一個(gè)驚喜，用戶在使用5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)，可根據(jù)使用要求采用網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)定制專(zhuān)屬于自己的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。對(duì)于電視媒體說(shuō)，通過(guò)定制滿足高速率、低延時(shí)的5G傳輸網(wǎng)絡(luò)將給電視制作技術(shù)帶來(lái)更大的應(yīng)用場(chǎng)景和無(wú)限發(fā)展前景。現(xiàn)階段電視技術(shù)也進(jìn)入了迅猛發(fā)展時(shí)期，4K、8K超高清電視技術(shù)、交互式觀看體驗(yàn)、遠(yuǎn)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(jìn)的制作和呈現(xiàn)手段，5G移動(dòng)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(chǎng)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電視制作中的最基本的應(yīng)用場(chǎng)景。在5G網(wǎng)絡(luò)誕生之前，通過(guò)4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(hào)的直播和傳輸，4G直播背包也以其經(jīng)濟(jì)性、便捷性得到了廣大用戶認(rèn)可。但是如果在移動(dòng)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(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重丟幀、畫(huà)面質(zhì)量差、卡頓甚至黑屏的現(xiàn)象，直播效果會(huì)很不理想，這也是由4G的移動(dòng)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(guò)網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)定制屬于自己的專(zhuān)用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)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(dòng)實(shí)時(shí)切換應(yīng)用。移動(dòng)實(shí)時(shí)切換指的是在多機(jī)位、多信源視頻制作系統(tǒng)中，至少有一個(gè)或者多個(gè)無(wú)線移動(dòng)攝像機(jī)參與節(jié)目的現(xiàn)場(chǎng)制作，常見(jiàn)于新聞資訊類(lèi)節(jié)目及大型活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)的單機(jī)直播連線等等，對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、傳輸帶寬和速率以及時(shí)延都有很高的要求。在使用4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，移動(dòng)攝像機(jī)位會(huì)比較依賴于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，移動(dòng)信號(hào)不夠穩(wěn)定，而5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下則能夠提供穩(wěn)定、高質(zhì)量的移動(dòng)攝像機(jī)畫(huà)面，基于5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的單機(jī)連線在2019年兩會(huì)報(bào)道、北京世園會(huì)報(bào)道中已得到了很好的應(yīng)用，而且使用5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的多機(jī)位移動(dòng)實(shí)時(shí)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(chǎng)景轉(zhuǎn)播等等。如圖4所示，馬拉松轉(zhuǎn)播使用5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線傳輸相對(duì)于使用微波網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)更少，抗干擾能力更強(qiáng)。系統(tǒng)隨著5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的普及和發(fā)展，高速率、大帶寬和低延時(shí)將會(huì)使5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動(dòng)實(shí)時(shí)切換應(yīng)用變得更加簡(jiǎn)便和穩(wěn)定。（3）移動(dòng)非實(shí)時(shí)編輯應(yīng)用。在融媒體中央廚房以及新聞編輯機(jī)房中，前方攝影記者可以按照后方編輯的需求，通過(guò)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將采集到的素材實(shí)時(shí)傳輸?shù)街谱骶W(wǎng)中進(jìn)行快速編輯和內(nèi)容分發(fā)，這就是移動(dòng)非實(shí)時(shí)編輯的典型應(yīng)用。基于5G移動(dòng)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(guò)5G移動(dòng)終端設(shè)備進(jìn)高質(zhì)量的傳輸。（4）云制作應(yīng)用。電視節(jié)目的云存儲(chǔ)和云制作已經(jīng)成為了非常重要的電視制作手段，我們?cè)谶M(jìn)行節(jié)目素材的上傳和下載過(guò)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(dòng)云制作終端設(shè)備進(jìn)行云存儲(chǔ)、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(gè)非常重要的應(yīng)用。（5）遠(yuǎn)程制作應(yīng)用。遠(yuǎn)程制作也是電視制作技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，將遠(yuǎn)端攝像機(jī)信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸回中心機(jī)房或轉(zhuǎn)播車(chē)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)節(jié)目制作。現(xiàn)階段遠(yuǎn)程制作主要還是通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)（公網(wǎng)或者專(zhuān)網(wǎng)）來(lái)進(jìn)行信號(hào)傳輸，不過(guò)隨著5G移動(dòng)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(chǎng)攝像機(jī)信號(hào)通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)直接傳送回中心機(jī)房，遠(yuǎn)程制作將變得更加便捷。（6）特殊機(jī)位的無(wú)線傳輸應(yīng)用。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)節(jié)目制作時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到一些特殊的拍攝需求，比如遠(yuǎn)景機(jī)位、異地機(jī)位、高空機(jī)位等，雖然可以通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)、微波、4G等手段來(lái)完成機(jī)位信號(hào)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(dòng)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了這些不足，只要在有5G信號(hào)的地方，就能夠根據(jù)需求架設(shè)特殊機(jī)位并且獲得穩(wěn)定的信號(hào)回傳。（7）交互式觀看體驗(yàn)。隨著人們欣賞水平的不斷提高，對(duì)于大型體育活動(dòng)、大型綜藝節(jié)目的現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)播觀看需求也不斷提升，除了導(dǎo)播視角，在未來(lái)觀眾還可以根據(jù)個(gè)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(huà)面，5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)則能夠很好的滿足多畫(huà)面轉(zhuǎn)播的傳輸需求。科技決定未來(lái)，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)為電視媒體的轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了充足動(dòng)力。電視制作要充分利用5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為媒體內(nèi)容提供更廣泛的制作手段和應(yīng)用場(chǎng)景，構(gòu)建新一代媒體融合的服務(wù)體系。相信在未來(lái)，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(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段，帶給觀眾無(wú)與倫比的視聽(tīng)體驗(yàn)，以滿足人民對(duì)美好精神文化的需求。就如同科幻電影《頭號(hào)玩家》中所構(gòu)建的游戲場(chǎng)景那樣，當(dāng)我們帶上VR顯示頭盔，在各種體感設(shè)備的支持下會(huì)身臨其境，盡情游覽于電影電視場(chǎng)景中，可以在美麗如畫(huà)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(chǎng)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(jìn)義 單位：河北廣播電視臺(tái)