编者按
万民安康辞鼠岁
欢歌笑语迎牛年
在阖家团圆之日
看春晚早已成为
除夕的 “ 标配 ”
但你知道吗?
今年的春晚
隐藏着一项科技大突破!
根据央视“剧透”
今年的春节联欢晚会
将在央视总台 8K 超高清试验频道
进行首次 8K 直播
配合 5G 、 AI 等最新科技
为观众带来一场
跨时空的视听盛宴
而 8K 直播所使用的
AVS3 编解码标准
正是由北京大学牵头
产学研用数十家单位合作研发的
千位科研人员
呕心沥血、奋起直追
用近二十载光阴
助力 8K 直播走进现实
“ 这一次
我们走在了全世界的前头 ”
中央广播电视总台编务会议成员姜文波介绍2021年春晚新技术应用情况
“8K 版 ” 春晚
除了可以通过8K AVS3机顶盒收看
也将在北京、上海、广州
深圳、成都、杭州、济南
海口、青岛、福州 等
10 个城市 公共场所的
30 多个 8K 超高清大屏
及 8K 电视机
同步播放
中央广播电视总台8K超高清电视频道试验开播,上海国际传媒港超高清大屏同步播放
春回华夏的温暖
辞旧迎新的喜悦
全国各地
都能透过超高清视频
感受到真切的春节味道
以及让人自豪的 “ 中国标准 ”
让我们走进台前幕后
解读这项技术的与众不同
正式叫出这三个字母
2002年,香山饭店。
一场主题为“ 宽带网络与安全流媒体技术 ” 的香山科学会议第178次学术讨论会正在举行,本为“窗外事”的DVD事件猛烈冲击了这个“象牙塔”。
面对外国专利费坐地起价、国内 DVD 行业逐渐沦陷 的冲击,专家们一致认为:制定掌握自主知识产权的流媒体技术标准 , 可以为我国节省巨额专利费,从而扭转视频编码领域国际标准征收高额专利授权费的格局,从而带动中国数字音视频产业的发展。
为了掌握这一主动权,由北京大学牵头,联合浙江大学、清华大学、华为等院校、科研机构及知名企业的千人团队 组成的AVS ( Audio Video coding Standard Workgroup of China ,数字音视频编解码技术标准工作组) 应运而生。
AVS工作组官网首页
简单的三个缩写字母,背后是中国自主知识产权的音视频标准被认可的漫漫付出与过程。
二十载,从追赶到领先
AVS工作组组长、北京大学高文院士回忆:“从AVS1到AVS3,我们差不多经过二十年的打磨。 ”
十五年前,追赶国际的第一代AVS标准AVS1 国家标准 正式颁布。
两年前,中央广播电视总台采用发布推广不足三年的第二代AVS标准AVS2 国家标准 ,进行中华人民共和国成立70周年阅兵式直播。
今年,最新的第三代AVS3国家标准尚未正式颁布,AVS3 技术 已捷足先登“央视春晚”:总台发文明确视频编解码技术采用AVS3标准,春晚通过 8K 超高清电视试验频道,遍播神州万里,千家万户。
2月1日,中央广播电视总台8K超高清电视频道试验开播
历经多年探索,AVS 形成了上百项专利构成的专利群,编码效率达到同期国际标准相当水平,成为了国际范围内三大视频编码标准之一。 AVS3 标准,也是 AVS 标准第一次领先国外标准制定完成。
经测试,AVS3具有重大技术创新,已成为世界超高清视频技术领域的“ 中国标准 ” ,相关应用研究也达到国际领先水平。这一次使用 8K 技术直播春晚,中国技术,走到了全球最前列。
最终的成功离不开多家单位的协同合作与无私奉献,“做这件事儿这么多年,虽然我们一直在口头上讲AVS,但这是第一次,中央广播电视台明确使用AVS3这个名字。”
AVS工作组秘书长、北京大学教授黄铁军说,“ 明确对大家讲出 AVS 三个字,就是我们的工作被认可了,中国标准被认可了。 ”
AVS工作组组长、北京大学高文院士
与国外标准的收费乱局不同,AVS体系由政策主导,这意味着在规范性上会更有保障。黄铁军曾就此表示:“ 和国外的专利费比,不是我们要得太少,而是他们要得太多了,已经远远超过他们应该得到的。 ” 作为产业链上的一环, AVS 标准更多的是促进产业协同发展,而非成为漫天要价,暴利发财的工具。
主导制定国际、国家和行业标准,形成了完全自主的编解码技术体系
逼近世界64倍
8K 技术,意味着什么?
简单来说,就是视频清晰度更高,看得更清楚了。
黄铁军从技术指标上解释:分辨率的每次迭代,就是画面的像素点数升级——点数横纵各提高2倍——所以总数共提高4倍。由此,分辨率每升级一档,就意味着看到的影像又同比清晰了 4 倍。 我们的视野以4倍为阶,不断被擦得更亮。
以多年前的彩色电视的标准清晰度为起点,画面的清晰度不断“乘以4”,世界的能见度展直线翻升:
“高清”清晰了4倍
“4K”清晰了16倍
“8K”清晰了64倍
以眼为舟,8K向世界更深处沉浸,力度是以往的整整64倍。 “看着挺清楚”一句评价,背后是众多科学家无数的计算与心血。
画面点数提升了64倍,即意味着背后的数据量增加了64倍;数据流疯狂膨胀,而带宽有所限制,传输过程需要将内容压得越来越紧,使得内容得以顺畅分发,在各种终端都能完美呈现。
成本太高,老百姓用不起,不行;企业推广不了,也不行。 因此,科学家们不断追求着编码效率的提高,这便是所谓的编解码技术。 一“编”一“解”,AVS3如一台“天平式娃娃机”,使内容提供方和内容消费方遵循一样的标准,不断升级换代。
《中央广播电视总台8K超高清电视节目制播技术要求(暂行)》于1月21日正式发布
2 月1日,央视总台8K超高清电视频道试验开播, 采用了具有自主知识产权的 P2.5mm 户外真 8K 屏幕, 首次实现了户外大屏基于 AVS3 标准的 8K 实时编码、传输、解码和渲染显示验证 ; 画面实时回传到北京时,首次尝试 5G 传输环境下进行 8K 超高清视频的高码率播出,对于验证 5G 的高效率传输意义重大。
2月1日-2月28日,中央广播电视台将持续试验8K超高清频道播出。测试期间内,8K超高清电视频道播出实验信号覆盖北京、上海、广州、深圳、成都、杭州、济南、海口、青岛九个城市的公共场所,在三十个大屏或公共电视机上播放。
为保证8K春晚直播的顺利推进,AVS产业联盟、央视总台、鹏城实验室、广东省超高清视频创新中心联合制定了“8K 春晚直播试验计划 ” 。
8K技术的试行,意味着春晚从家里的电视机,走向城市、商场的各个角落 ;意味着华灯之下,多城的许多家人、朋友、情侣都可以走上街头,通过前所未有的公共超高清大屏观赏春晚, 享受极致的视听体验。浓浓的年味中,更添一抹鲜活、生动、自在的观赏体验。
新年过后,这样的体验将随时间延展,漫溯到更远之处。 中国将率先在世界开展8K电视节目的大范围真实直播,越来越多的生活,将不再被密封在一间屋、一台屏、一顶盒中,而奔向更广阔的四海天地。
深圳作为首批试播点之一,市民可通过安放于深圳地标性位置福田星河COCO Park广场的户外大屏体验8K超高清带来的视觉盛宴
这次尝试,也成为我国“5G+4K/8K+AI”战略 实施过程中的一个重要里程碑。这场“透气式”的2021年春晚直播过后,更大的舞台即刻便来——2022年北京冬奥会。此次的 8K 春晚直播,正是为我国 2022 年冬奥会 8K超 高清视频的转播精心策划的核心技术演练和准备工作。
中央广播电视总台目前现已研发完成8K 超高清电视制播呈现全链路试验系统 ,其中包括8K演播室系统、8K IP调度分发系统等系列系统,标志着我国已走在世界超高清电视发展的前列。2022年冬奥会之际,种类丰富的冰雪运动,配合在冰雪天幕下的现场感, 想必会更加震撼人心。届时,8K技术将为体育爱好者们搭好一座“保暖结界”:不必受冻赶去现场,在家中暖和坐着,即可透过最清晰的画面亲临赛事。
8K超高清电视制播呈现全链路试验系统示意图
真实的渐近线
人类从世界获取信息,其中70%-80%的内容都是来自于视觉。AVS3,作为5G+8K中最合适的视频编码标准,还将带来许多变革:“看电视”首先变了 ,从数码电视机,到投影、激光电视、室外大屏,从在家里客厅看,到在商场大堂、城市街边、旷野户外看;电影或将慢一步赶来, 但在超高清大银幕上产生的视觉冲击力,会使“看电影”变得更加震撼。
超高清视频,还将引发以智慧医疗、智能交通、先进制造、文教娱乐为代表的产业变革 。虚拟现实也变得越来越“不虚拟”:类似“健身魔镜”的智能运动产品,通过相机采集进行呈现、识别、跟踪,依托8K前沿的压缩编码技术,给用户带来游戏般更逼真的交互体验 。打通现实与虚拟的接口,抬眼浸“灵境”,所见即所得。
此外,北京大学牵头的数字视频编解码技术国家工程实验室, 也在尝试新的探索:提升空间维度的同时,开发时间的维度——将视觉复原为一个动态的过程。
现有的视听技术,已足够“骗过”眼睛,但与自然界光子与人类肉眼的碰撞所产生的视觉相比,还有很大距离。
多年的技术进步,从电影的24帧,到电视的30帧,再到4K的50帧……接下来的探索,便要把这个维度一下提升几个数量级,将整个视觉变成一个连续的过程,让我们所看到的光影变化更加逼近自然, 最大限度向真实世界靠近,复现最真实的“灵韵”。
亲爱的读者您好
8K 世界即将到来
请启动你的 2021
与北大共同前行!
采写:陈雪霁
编辑:吕成敏、小太阳
来源:央视新闻、中央广播电视台、央广网、北京大学科研部、北京大学信息科学技术学院、北京大学宣传部海外传播办公室
图片:央视新闻、中央广播电视台、教育部官网、央广网、北京大学信息科学技术学院、谢昊、视觉中国
排版:白雨琪
责编:谭诗颖、以栖、昭花花