干货-8K超高清影像技术发展

随着5G通信技术的发展,广大从业者和使用者在积极探索5G的应用场景。在5G的众多应用场景中,就有如下图所示的一项内容,即超高清视频。 利用5G网络传输高质量画面的需求越来越多,借助5G网络的带宽优势能实现更多可能。近几年,数字影像技术随着感光器件、数字处理技术以及显示技术的快速发展,已经从高清迈向了超高清时代。随着4K/8K超高清晰度显示屏的普及,消费者对于超高清影像的需求越来越大,应用场景也会越来越多。

图一 




什么是8K超高清,8K超高清能给我们带来什么体验? 8K超高清相对于4K超高清,除了清晰度提升了4倍,更加体现在能够呈现画面细节和还原现场效果。

对于下面一张8K清晰度的画面,我们除了能看到高亮的蓝天和碧绿的湖水,同时也能看到山上阴影部分的很多暗部细节。对于不同颜色,人眼的识别度非常高,但对于颜色较为接近的物体,在以往的画面中会呈现出一样的颜色,但在8K的拍摄画面中可以呈现出不同层次的绿色、蓝色或黄色。这就是超高清宽色域和高动态范围能给观众带来的视觉体验。另外,通过8K大屏的展现,给观众带来接近于裸眼3D的视觉效果。

图二


8K超高清除了给观众呈现细节和还原现场效果,还能通过高帧率的拍摄呈现无闪烁的流畅动态影像,在时间维度上完整记录演员的表演。




什么是高帧率,高帧率和低帧率有什么不同?观众可以通过下图(图三)看出每秒15帧拍摄和每秒30帧以及每秒60帧画面的区别。高帧率的拍摄能看到一个流畅的动态影像。

图三


如大家所知,电影近些年都是采用每秒24帧的方式进行拍摄、制作和放映,图4体现采用每秒24帧方式拍摄一个高速运行的火车画面,我们无法看清楚车内的乘客。但当我们采用每秒120帧的方式拍摄同样速度的火车时,如图5所示,高速运行的列车能看得十分清楚,甚至还能看到车厢里里的人影。每秒120帧与24帧的差别,看看这两张图就一目了然。


图四(24帧)

图五(120帧)

8K超高清晰度和高帧率拍摄,带来了数倍于以往的数据量,这给内容生产流程和播出带来了很大的挑战。同时,也给观众带来了新的观看体验。





在日常生活中,手机和平板电脑等移动端已经成为我们获取信息的主要方式。8K拍摄的画面,除了会在8K屏幕展现,同样也需要在移动端设备呈现。高分辨率受限于移动端载体的显示分辨率,无法呈现出超高分辨率,但在移动端依然可以体验到高帧率画面带来的观看流畅性。

由于8K所具有的超高分辨率,如果把8K摄像机拍摄的画面中的局部进行放大,我们依然能看到一个清晰的画面。如下图中左侧的画面,通过实时切割出的部分画面可以作为4K或HD的信号,提供给4K或HD制作系统。在8K拍摄的同时,也同时兼顾了4K或HD的制作。在某些特殊环境下,一个8K摄像机甚至可以作为两个或多个机位使用,这就是8K对于现场制作带来的技术优势。

针对8K超高清制作流程,我们分为以下几个方面进行详细介绍:

1、8K超高清视频采集

采用Super35传感器的8K摄像机进行拍摄,在实现机内存储记录的同时可以实现实时信号输出。机内记录有两种方式,一种是以采用压缩格式进行记录,压缩格式为高质量的HQX格式。另外可以通过无压缩的方式进行记录。详见下图:

8K摄像机采用特殊的SSD固态硬盘作为存储介质,同时摄像机输出4路12G SDI信号可以通过8K录像机进行记录。8K录像机采用同类型的存储介质,记录的8K素材可以通过两种方式导入到后期非编系统。一种方式是采用SAS PCI-E板卡及MiniSAS HD连接线把SSD固态硬盘存储的素材导入到非编工作站,另外一种方式是通过USB3.0把记录的8K文件导入到非编工作站。具体流程如下图所示:

2、8K超高清视频后期制作

针对8K视频编辑,我们推荐采用达芬奇DaVinci或GV Edius HDWS 8K实现多轨8K视音频编辑。编辑完成的内容可以导入到达芬奇进行调色处理,直至出成片文件。下图为8K 50/60P素材迁移及编辑流程。

下图为8K 120P素材迁移及编辑流程:

3、8K超高清素材回放及监看

采用8K录像机回放8K素材,录像机实时输出4路12G SDI信号给8K监视器,实现实时监看。

如果采用支持HDMI2.1的8K显示屏,需要把8K信号源输出的4x12G SDI转换为1路HDMI2.1实现8K监看,目前有两种转换方式,一种是需要把8K信号源输出的4x12G SDI转换为4路HDMI2.0,再通过HDMI2.0/2.1转换器实现8K监看;另外一种方式是直接把8K信号源输出的4x 12G SDI转为1路HDMI2.1信号进行监看。具体流程如下


故宫是中国最大的综合性博物馆,为了纪念故宫建成600周年,我们配合北京广播电视台拍摄了8K版故宫纪录片,通过8K高帧率拍摄展现了故宫的动态美,让观众看到不一样的故宫。以下是拍摄中的一些画面:





对于8K直播,需要考虑8K编码推流及解码拉流等处理。借助5G网实现高质量内容的传输,通过8K超高清显示屏展现最真实的画面. 8K超高清视频不仅提高了画面分辨率,更带给观众非常强烈的临场感和立体感,这就是8K超高清影像带给我们的震撼和魅力。


文章来源:维视动力 微信公众号


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