許志雄

超高清（UHD）的興趣正在快速增長，在決定需要用什么類型的素材進行制作之前，重要的是要明確地理解UHD的含義，特別是在不同情況下意味著不同的事情。

首先，它意味著屏幕分辨率高于今天的HD。我們所說的4K分辨率的像素數(shù)是HD（3840 x 2160）的四倍。但在不久的將來，可能需要支持更高的分辨率，例如N H K超高清視頻系統(tǒng)，又是一個四倍（7680 x 4320）。

其次，它也意味著高動態(tài)范圍（HDR）。ITU Rec. 709 （for HD）和Rec. 2020 （for UHD） 標準中定義了SDR，仍然是基于傳統(tǒng)陰極射線管的光輸出能力，峰值亮度約為100尼特。目前提出的HDR系統(tǒng)的亮度峰值明顯更高，通常為1000尼特甚至更高，并且在黑暗區(qū)域內(nèi)提供了更高的分辨率，從而使感官上的圖像更加“逼真”。但是為了讓消費者受益，HDR的能力必須從拍攝到交付一路延伸。

除了HDR之外，許多UHD成像器和顯示器都支持比Rec. 709更廣泛的顏色。在整個制作鏈交付中，這些“擴展色域”功能，消費者可以將其視為改善的圖像質(zhì)量。

在制作環(huán)境中，U H D信號有多種不同的選擇。采用SDI或IP未壓縮（SMPTE 2110）或采用IP上幾種壓縮格式中的一種。對于廣播公司來說，新增了幾個競爭的H D R演播室系統(tǒng)（HLG，PQ，SLOG3 等等）以及許多傳輸HDR到電視屏幕的技術挑戰(zhàn)。

在兩種最流行的H D R傳輸方案中，HDR10使用靜態(tài)元數(shù)據(jù)（HDR擴展元數(shù)據(jù)在整個程序中保持一致），而Dolby Vision可以逐場或甚至逐幀更改HDR。

HDR能力與UHD分辨率并不嚴格相關。例如，您可以制作高清（或更好的1080p）分辨率的HDR，或者制作不帶HDR的4K。如果您現(xiàn)在正在構建高級制作或交付系統(tǒng)，則必須能夠處理從HD到4K，SDR和HDR。換句話說，它必須非常靈活。

就在很短的時間之前，在嚴格的SDI世界中，這種靈活性將是完全不切實際的。如今，由于轉向軟件定義的廣播技術，因此可以合理地交付。屏幕分辨率，色深和元數(shù)據(jù)轉換都可以通過適當?shù)男盘柡蛥?shù)在集成軟件環(huán)境中進行管理。

與此同時，有一個共同的觀點，支持轉向采用IP進行通信的軟件定義體系結構，特別是通過采用來自IT行業(yè)的商用現(xiàn)貨（COTS）硬件，是具有成本效益的。這種靈活性可以滿足不斷變化的需求，同樣有說服力。任何考慮UHD的人都應該把軟件和IP的制作和交付技術作為基礎。

HD和UHD靈活的制作環(huán)境最近的一個例子是瑞士tpc公司開發(fā)的戶外轉播車。其使用毅美公司的Selenio網(wǎng)絡處理器（SNP）作為IP處理引擎，以及SDI與IP之間的網(wǎng)關。SNP符合SMPTE ST 2110系列實時IP標準，因此非常適合使用多個供應商設備提供最佳網(wǎng)絡。

它充當軟件控制的信號處理中心，提供上下變換，以及輸出標準和高動態(tài)范圍所需的所有適配和元數(shù)據(jù)。SNP還提供所有必要的信號定時和同步，包括SDI到IP轉換。

SNP被設計成一個緊湊的信號處理器，盡管它是一個緊湊的1RU機架設備，卻提供了極高的處理能力（使用FPGA）。在tpc卡車中，它直接饋送到一對冗余的Arista網(wǎng)絡交換機，為超過100千兆以太網(wǎng)的復雜現(xiàn)場制作提供所需的全部帶寬。

IP連接貫穿設備中所有制作部件之間，意味著在整個制作環(huán)境中保持靈活性。提供超高清信號的網(wǎng)絡設備可以同時切換。另外，制作環(huán)境可以以最高的質(zhì)量永久運行，SNP提供可適應HD和UHD服務所需的輸出范圍。

每次制作都不一定需要UHD。標準不斷發(fā)展，目前還不是每個制作機構都能夠投資建立一個完整的專用超高清制作鏈。但是，現(xiàn)在開發(fā)的任何系統(tǒng)都應該是敏捷的，可以根據(jù)未來的需要，從一種程序類型轉換到另一種程序類型，從一種制作標準轉換到另一種。

現(xiàn)在對制作技術的任何投資都應該反映這種靈活性，同時確保它不以任何方式限制創(chuàng)意計劃的制定者。整個產(chǎn)業(yè)鏈必須看到并感受到運營者和制作者的期望。它必須在安全、有彈性和成本效益的基礎設施中完成所有這些工作。解決方案在于IP網(wǎng)絡連接和軟件定義技術。B&P