孫 洋

（國家大劇院影視節(jié)目制作部，北京 100031）

當(dāng)今時(shí)代科技迅猛發(fā)展，舞臺藝術(shù)需要借力新技術(shù)及多種傳播途徑擴(kuò)大傳播力度，國家大劇院在“藝術(shù)+科技”方面不斷探索，抓住時(shí)代新機(jī)遇，注入發(fā)展新動(dòng)能。2020年8月8日，國家大劇院成功地進(jìn)行了5G+8K直播《繁華眾聲：張藝、陳悅與國家大劇院管弦樂團(tuán)音樂會(huì)》（以下簡稱《繁華眾聲音樂會(huì)》），通過大規(guī)模8K超高清網(wǎng)絡(luò)云分發(fā)，進(jìn)入8K電視和5G手機(jī)等消費(fèi)終端的應(yīng)用場景，受眾可以在消費(fèi)類電子產(chǎn)品上欣賞到國家大劇院的舞臺藝術(shù)，使5G+8K走進(jìn)大眾視野和生活。本次直播在探索推動(dòng)線上演出新業(yè)態(tài)方面發(fā)揮了引領(lǐng)示范作用，也成為了北京乃至中國積極推動(dòng)5G+8K“藝術(shù)+科技”“行業(yè)+市場”的標(biāo)志性、革命性大事件，具有重大里程碑意義。筆者重點(diǎn)闡述此次8K超高清直播制作、5G傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)路徑，以及對未來的展望，分析各環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)過程及技術(shù)要點(diǎn)。

1 5G+8K的技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用優(yōu)勢

2012年，國際電聯(lián)確定了超高清視頻基本標(biāo)準(zhǔn)，包括4K和8K兩個(gè)層級，這兩個(gè)層級并不是發(fā)展替代的關(guān)系，而是各有優(yōu)勢應(yīng)用場景。其中，8K是一種極致視頻應(yīng)用，現(xiàn)在看到的高清視頻每一幅畫面由200萬像素組成，而8K視頻每一幅畫面有3 300萬像素，清晰度是高清的16倍，是4K的4倍，如圖1所示，非常適合大尺寸屏幕；不僅如此，8K還具有更高幀率、更寬的色彩范圍、更接近人眼的高動(dòng)態(tài)范圍。與高清和4K相比，8K提供最為接近人類視覺的寬廣視野，因此，8K技術(shù)賦能了迄今最震撼、最絢麗、最具臨場感的極致觀看性能。

5G是第五代移動(dòng)通信技術(shù)的簡稱，相比前幾代移動(dòng)通信技術(shù)，5G有三大主要特征：超高傳輸速率、超低傳輸延時(shí)、超大規(guī)模的設(shè)備連接。理論上，5G網(wǎng)速是4G網(wǎng)速的10倍到100倍，非常適合超高清視頻等大數(shù)據(jù)的傳輸和應(yīng)用；5G傳輸僅有1 ms的時(shí)延，比人感受針扎反應(yīng)疼痛的時(shí)間還要低10倍，非常適合自動(dòng)駕駛、遠(yuǎn)程操控等高敏捷應(yīng)用；5G還具備同時(shí)連接更多移動(dòng)終端設(shè)備的能力，不僅能互聯(lián)更多的手機(jī)和家用電子終端設(shè)備，甚至路燈、井蓋等各種市政管理的設(shè)施都可以接入5G網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)萬物智能化應(yīng)用。簡單地說，5G在提供更好的打電話發(fā)微信等通信服務(wù)之外，還為各行各業(yè)修建了一條極其寬廣的高速公路，正在成為覆蓋各行各業(yè)、互聯(lián)萬物、推動(dòng)萬業(yè)創(chuàng)新的新型信息化技術(shù)平臺。

5G+8K相互賦能、相互支撐的融合應(yīng)用，同時(shí)滿足高速、泛在、大屏幕、超臨場、極精細(xì)等特征，前所未有的高畫質(zhì)、低時(shí)延交互、隨時(shí)隨地可用的視頻業(yè)務(wù)平臺已經(jīng)誕生，可以實(shí)現(xiàn)家庭文體娛樂消費(fèi)升級，滿足各行各業(yè)精細(xì)視頻應(yīng)用的需要，因此，超高清視頻被業(yè)界認(rèn)為將是5G網(wǎng)絡(luò)最早實(shí)現(xiàn)商用的核心場景之一。“5G+8K”以信息技術(shù)制高點(diǎn)，強(qiáng)力拉動(dòng)算力、存儲、網(wǎng)絡(luò)、終端顯示等產(chǎn)業(yè)的高速升級換代，推動(dòng)眾多產(chǎn)業(yè)爆發(fā)出豐富多彩的融合媒體新業(yè)態(tài)、新商業(yè)模式。

2 國家大劇院舞臺藝術(shù)傳播與科技融合的創(chuàng)新實(shí)踐

作為國家的表演藝術(shù)中心，國家大劇院在“藝術(shù)+科技”的融合應(yīng)用上不斷的探索與創(chuàng)新，為表演藝術(shù)行業(yè)做出了引領(lǐng)和示范，給藝術(shù)插上科技的“翅膀”，將國家大劇院舞臺上的世界藝術(shù)經(jīng)典演出傳播到千家萬戶，使受眾在任何地方都能觀看。

自2 0 1 5 年起，不斷制作推出《阿依達(dá)》《長征》《這里的黎明靜悄悄》等4 K/8 K 超高清歌劇電影；2019年5月，國家大劇院將舞劇《天路》通過“5G+4K”技術(shù)成功落地首都電影院（超大尺寸4K LED電影銀幕）直播，還同步在咪咕視頻、咪咕音樂、移動(dòng)魔百等手機(jī)、電視大屏客戶端進(jìn)行了4K超高清直播。2020年4月起，國家大劇院組織拍攝制作了“春天在線”“聲如夏花”“華彩秋韻”等系列線上演出，于每周六傍晚通過50多家平臺直播，平均每場點(diǎn)擊量超3 000萬，在線總點(diǎn)擊量近10億次。電影質(zhì)感的畫質(zhì)、高保真環(huán)繞立體聲的音效，為五湖四海的觀眾送去了溫暖的藝術(shù)盛宴。線上演出的高水平打造，獲得了極高的社會(huì)反響，已成為大劇院的重要文化品牌，成為世界藝術(shù)領(lǐng)域的重大文化事件。

其中8月8日，國家大劇院“華彩秋韻”系列首場演出《繁華眾聲音樂會(huì)》（見圖2）使用5G+8K技術(shù)進(jìn)行直播，也是北京市在5G+8K應(yīng)用上實(shí)現(xiàn)面向消費(fèi)終端領(lǐng)域的大規(guī)模8K超高清網(wǎng)絡(luò)云分發(fā)，將5G+8K應(yīng)用從點(diǎn)對點(diǎn)示范應(yīng)用擴(kuò)展到面向8K電視和5G手機(jī)的消費(fèi)級應(yīng)用。本次直播在國家大劇院花瓣廳、海淀展示中心會(huì)議中心、華熙LIVE、中關(guān)村步行街、金融街購物中心、亦莊經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)大族廣場、王府井、三里屯等8個(gè)區(qū)域布設(shè)8K電視、5G手機(jī)等顯示終端（見圖3），可以同步觀看本場音樂會(huì)的超高清演出實(shí)況。同時(shí)，本場音樂會(huì)還在國家大劇院古典音樂頻道以及央視網(wǎng)、人民網(wǎng)、咪咕音樂、人民日報(bào)新媒體、央視新聞、騰訊新聞、網(wǎng)易云音樂、抖音、快手等50余家網(wǎng)絡(luò)媒體平臺同步播出，全網(wǎng)共享音樂盛事。

圖1 高清、超高清的參數(shù)對比

圖2 國家大劇院“華彩秋韻”線上音樂會(huì)直播海報(bào)

3 《繁華眾聲音樂會(huì)》直播的技術(shù)路徑

本次直播前端制作使用了國內(nèi)唯一具備5G+8K現(xiàn)場制作功能的轉(zhuǎn)播車（見圖4上），完成視音頻信號制作；同時(shí)，搭設(shè)了編碼工作區(qū)（見圖4下）、5G工作區(qū)，信號通過5G網(wǎng)絡(luò)采用點(diǎn)對點(diǎn)、CDN分發(fā)等多種方式傳送到呈現(xiàn)端；呈現(xiàn)端配備超大LED屏幕、8K電視機(jī)配5G機(jī)頂盒、5G手機(jī)等多種終端體驗(yàn)收看。

3.1 制作端

此次直播，首次在國家大劇院音樂廳內(nèi)架設(shè)了8K訊道攝像機(jī)，配備使用8K分辨率的專業(yè)廣播級鏡頭；8個(gè)機(jī)位分別捕捉樂隊(duì)全景、不同聲部的樂手、指揮、觀眾反應(yīng)等不同區(qū)域，如圖5所示。在信號制作方面，每秒50幀逐行掃描、BT.2020高色域范圍、高動(dòng)態(tài)范圍HLG HDR、10 Bit量化級制作。在專業(yè)音樂會(huì)轉(zhuǎn)播導(dǎo)演的實(shí)時(shí)指揮控制下，用豐富的視覺鏡頭語言一氣呵成地呈現(xiàn)完整的演出盛況，加之8K信號的超高分辨率、寬廣色彩空間和高動(dòng)態(tài)范圍的超高畫質(zhì)，使現(xiàn)場纖毫畢現(xiàn)，樂手演奏的動(dòng)感畫面流暢，讓觀眾有“身臨其境”的現(xiàn)場感。

3.2 信號的傳輸

此次8K直播主要是從8K切換臺輸出的PGM信號，經(jīng)過國產(chǎn)8K軟件編碼器編碼，輸出流媒體信號，分兩路信號傳輸，如圖6所示。其中，一路信號經(jīng)視頻內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）通過1 Gb/s互聯(lián)網(wǎng)專線上行到5G核心網(wǎng)，以互聯(lián)網(wǎng)視頻通用的HLS流媒體播放協(xié)議進(jìn)行廣域分發(fā)；另一路是4.9 GHz的5G專網(wǎng)上行到5G核心網(wǎng)。兩條上行鏈路傳輸速率均可穩(wěn)定達(dá)到150 Mb/s。通過5G核心網(wǎng)將信號分別傳輸?shù)?個(gè)呈現(xiàn)點(diǎn)位。

圖3 8個(gè)直播落地區(qū)域

圖4 轉(zhuǎn)播區(qū)8K轉(zhuǎn)播車及編碼區(qū)部分設(shè)備

圖5 音樂廳現(xiàn)場機(jī)位擺放圖

3.3 呈現(xiàn)端

此次8K直播部署了8個(gè)呈現(xiàn)點(diǎn)位，使用8K機(jī)頂盒和8K電視機(jī)、5G手機(jī)等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)消費(fèi)級的8K機(jī)頂盒配套8K電視機(jī)播放，以及同環(huán)境下5G手機(jī)直接接收信號播放。其中的海淀展示中心更是使用了尺寸超過200㎡的LED大屏幕。

圖6 信號傳輸?shù)牧鞒虉D

圖7 各呈現(xiàn)端效果以及實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)示意

同時(shí)，為了及時(shí)反饋播出呈現(xiàn)端的效果，此次直播專門搭建了實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，同時(shí)監(jiān)看不同場地的信號，看不到明顯的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，各地信號基本同步。

在8個(gè)場地總計(jì)有超過千人次觀看了直播，有很多觀眾驚嘆8K視覺效果，視頻流暢、畫質(zhì)清晰，超出了想象。

4 對未來發(fā)展的思考

4.1 超高清8K成為舞臺藝術(shù)呈現(xiàn)的新手段

超高清8K影像技術(shù)正逐步成為全球舞臺藝術(shù)新的呈現(xiàn)手段。除國家大劇院舉辦的全球首次舞臺藝術(shù)的“5G+8K”直播外，2019年由滕俊杰執(zhí)導(dǎo)、國家大劇院與上海廣播電視臺聯(lián)合攝制的歌劇電影《這里的黎明靜悄悄》采用最新的8K拍攝技術(shù)和全景聲技術(shù)，將舞臺歌劇拍成電影，使其成為中國首部8K全景聲歌劇電影；2020年，由上海音樂學(xué)院和上海廣播電視臺聯(lián)合出品、拍攝制作的8K全景聲實(shí)景原創(chuàng)歌劇電影《賀綠汀》也于上海完成拍攝，計(jì)劃2021年上映。

同樣在日本，日本放送協(xié)會(huì)（下用簡稱 NHK）5月9日在其8K衛(wèi)星頻道播出了巴黎國家歌劇院全明星版芭蕾舞劇《吉賽爾》的演出，NHK制作團(tuán)隊(duì)采用了6架8K攝影機(jī)進(jìn)行錄制和后期制作。早在2017年，NHK以8K形式播出了馬林斯基劇院芭蕾舞團(tuán)演繹的《胡桃夾子》；此后，NHK又聯(lián)袂意大利國家電視臺（RAI）和巴黎歌劇院等廣播電視及藝術(shù)機(jī)構(gòu)，先后推出斯卡拉歌劇院版莫扎特歌劇《假扮園丁的姑娘》、巴黎歌劇院版芭蕾舞劇《天鵝湖》等優(yōu)質(zhì)舞臺演出的8K超高清直播。

4.2 畫質(zhì)提升帶動(dòng)多專業(yè)協(xié)同突破

8K超高清影像帶來的超級清晰畫質(zhì)以及觀看屏幕尺寸的擴(kuò)展，使得對拍攝現(xiàn)場的燈光、舞美、服裝、化妝都提出了新的要求和標(biāo)準(zhǔn)。8K攝像機(jī)擁有的高動(dòng)態(tài)范圍，相比高清攝像機(jī)為了容納更多的高光，所采用的伽馬曲線將整個(gè)曲線的斜率壓得更平，故對燈光的照度要求也提高了。同一個(gè)節(jié)目同一個(gè)場景如果想采用和高清一樣的光圈進(jìn)行節(jié)目錄制，用燈的數(shù)量和照度會(huì)明顯增加[1]。因?yàn)槌咔錟HD畫面的清晰度、動(dòng)態(tài)范圍、細(xì)節(jié)、層次都明顯優(yōu)于高清畫面，在這樣的放大效應(yīng)下，曾經(jīng)高清畫面尚可接受程度的色差和偏色就顯得不再可以接受，所以也要求在節(jié)目制作時(shí)盡量選擇高顯色指數(shù)的燈具。特別注意控制好雜散光，做到該亮的亮、該黑的一定黑，如果雜散光控制不好則整個(gè)畫面就會(huì)顯雜亂、“臟”、不通透等，嚴(yán)重影響畫面質(zhì)量。

8K影像帶來的畫面超級清晰度以及觀看屏幕尺寸的擴(kuò)展，使得演員的皮膚質(zhì)感和面妝的色彩等問題都更加重要，化妝的技法和化妝品材料都有新要求。舞臺演出的服裝、舞美和道具，往往只能禁得住現(xiàn)場觀眾遠(yuǎn)距離的考驗(yàn)，在8K超高清的呈現(xiàn)下，演出服裝還需要更加精致，舞美布景和道具制作需要更加逼真，任何一些小的修補(bǔ)都會(huì)在巨大的屏幕面前放大呈現(xiàn)。

在制作超高清精品節(jié)目的過程中，感受震撼的畫面效果背后，不單單是音視頻技術(shù)的迭代，更是諸多相關(guān)專業(yè)的配套升級、協(xié)同突破。

4.3 5G+8K技術(shù)的更多創(chuàng)新應(yīng)用

相比HD、4K，8K超高清技術(shù)不僅僅是讓觀眾看得更清楚一些，而在于更廣泛的應(yīng)用，為生活帶來便捷：在醫(yī)療領(lǐng)域，5G+8K的結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程會(huì)診，緩解醫(yī)療資源緊張；在安全領(lǐng)域，5G+8K超高清有利于取證和道路監(jiān)控；在文博領(lǐng)域，采用5G+8K與VR、AR結(jié)合的手段拓展創(chuàng)新應(yīng)用模式，甚至改變未來博物館的參觀模式，如2020年9月6日晚，由五大洲16家頂級博物館參與的“全球博物館珍藏展示在線接力”在中國國家博物館開場，通過“8K拍攝展示+5G直播+AR沉浸”多種技術(shù)完成直播，采用8K拍攝、制作，大屏呈現(xiàn)文物細(xì)節(jié)，通過AR、動(dòng)畫帶給觀眾沉浸體驗(yàn)。在舞臺藝術(shù)傳播的過程中，未來還可以通過8K VR方式對傳統(tǒng)的演唱會(huì)直播，通過多機(jī)位的8K VR拍攝、制作，不僅能夠?qū)⒀莩霈F(xiàn)場的細(xì)節(jié)體現(xiàn)的淋漓盡致，還能夠讓用戶從背面、正面、上方等多個(gè)角度追蹤演員，獲得完全置身舞臺現(xiàn)場的沉浸體驗(yàn)。8K VR對網(wǎng)絡(luò)要求很高，而大帶寬、低時(shí)延的5G網(wǎng)絡(luò)/千兆寬帶能夠更好地保障8K VR方式的直播。

中國5G+8K產(chǎn)業(yè)仍處于技術(shù)和市場早期探索階段，8K影像制作傳播還存在產(chǎn)業(yè)鏈未全面打通、生產(chǎn)制作標(biāo)準(zhǔn)不一、產(chǎn)出回報(bào)周期較長、前期制作成本高等制約因素，但8K的內(nèi)容供給將是增長潛力最大的環(huán)節(jié)。應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識到，未來還要借力新技術(shù)新媒體擴(kuò)大舞臺藝術(shù)傳播，以8K為代表的超高清影像技術(shù)和5G為代表的新一代移動(dòng)通信技術(shù)，具有無限的應(yīng)用潛質(zhì)，要不斷探索“藝術(shù)+科技”“行業(yè)+市場”的融合發(fā)展方式，融合線上線下，為舞臺演藝行業(yè)提供實(shí)踐示范。