4K 技术在电视节目制作与传播中的应用

沈 元

（湖州市新闻传媒中心，浙江 湖州 313000）

0 引 言

积极发展4K 超高清电视，是近年来我国广播电视行业积极开展创新发展、深化与文化、科技传播融合的重要目标。随着《超高清晰度电视系统节目制作和交换参数值》（GY/T 307—2017）和《高动态范围电视节目制作和交换图像参数值》（GY/T 315—2018）等标准以及《4K 超高清电视技术应用实施指南（2018 版）》《4K 超高清电视节目制作技术实施指南（2020 版）》等指南的陆续发布和实施，4K技术在超高清电视节目制作与传播中的应用逐步深化。对于电视媒体来说，4K 技术的应用更多地要围绕用户的节目体验感，将技术应用到用户需求度比较高的方向，以确保节目收视率的稳步提高[1]。当然，4K 技术在电视节目制作与传播中的应用，要求电视媒体要系统性、准确性地掌握技术应用的方法和技巧，实现技术优势向节目优势的充分转化。

1 4K 技术的特点

1.1 分辨率高

4K 技术的分辨率对应的是超高清电视标准的分辨率。关于超高清电视标准的分辨率，2012 年5 月，国际电信联盟发布的BT.2020“超高清电视UHDTV”标准的建议中将其明确为屏幕物理分辨率达到3 840×2 160及以上的电视[2]。据此可以看出，4K 技术对应的分辨率规格在3 840×2 160，这一分辨率标准是高清电视分辨率的4 倍。就电视节目的画面而言，传统高清电视的分辨率只能够保证画面中演员面容的清晰显示，而4K 技术可以高清晰地展现人物和景物的细节，不仅能够实现图像的清晰，而且图像的层次性也更丰富。

1.2 编码性能强

在信号源方面，4K 技术可以支持电视信号实现H.265 编码，能够极大地满足4K 电视信号高水平传输的要求。并且，H.265 编码方式能够在可供使用的带宽有限的情况下传输更高质量的网络视频，这是因为这种视频编码方式可以将网络视频压缩至原来的1/2。相关研究表明，在图像质量相同的情况下，通过H.265 编码方式制作的视频的大小要比以H.264 编码方式制作的视频小约39%～44%[3]。同时，4K 技术采用的H.265 编码方式可以支持4K 至8K 视频，这为电视节目实现网络化的传输提供了技术方面的支持。

1.3 视频接入方式多样

目前，4K 技术可以支持包括HDMI，Display Port，HDBase T 在内的多种视频接口接入，这为用户更方便、快捷地接入视频系统、获取相关节目视频提供了有力的支持。并且，4K 技术可以支持相关接入技术的更新迭代，提高了技术的适应性。例如，在4K 技术的支持下，HDMI2.0 标准在物理性能上实现了较HDMI1.4 更高的性能，其视频传输带宽由原来的10.2 Gb·s-1提升到了18 Gb·s-1，这样可以直接满足4K 超高清电视信号传输的需要；Display Port 接口则实现了音视频信号传输的同路径，可以实现多种高质量数字音频与视频在同一条线缆上的传输；HDBase T 接口则可以将完整的4K非压缩视频信号传输至网络设备，并实现点对点的连接[4]。

2 4K 技术在电视节目制作与传播中的应用

2.1 4K 技术在电视节目制作流程管理中的应用

电视节目制作，是4K 技术应用的主要方面之一。在电视节目制作过程中，借助4K 技术，可以实现以RAW 格式为基础的电视节目制作。这种格式可以保证电视节目制作流程的规范性和衔接性，减少节目制作中的技术难题[5]。同时，在4K 技术的支持下，电视台一方面可以较好地解决低码流素材的初编以及高码流素材的合成，从而保证电视节目制作的管理，另一方面可以对电视节目制作的整个流程进行科学规划和严格实施，并明确电视节目制作中的数据管理流程，整合原本分散、多样的电视节目制作方案流程，满足高质量4K 电视节目的制作。

2.2 4K 技术在电视节目前期拍摄中的应用

前期拍摄是超高清电视节目制作的基础。4K技术在该环节的影响主要体现为高清晰节目素材的获取。在4K 技术的支持下，节目组可以根据超高清电视节目制作的要求，拍摄符合4K 超高清标准的音视频素材，并通过不同格式记录超高清画面质量制作的相关信息。在相关信息的记录方面，4K 技术提供了利用线性伽马以及RAW 编码格式进行记录的技术支持，可以实现录制内容的高效转码。同时，4K 技术可以与索尼等品牌高分辨率4K摄像机进行灵活的搭配，从而实现超高清节目素材的灵活拍摄。例如，个别电视台基于4K 技术搭建的4K ENG 系统就直接采用了索尼高分辨率4K 摄像机PMW-F55，该摄像机采用全画幅35 mm CMOS成像器件和多种格式的编解码器，具有1 160 万像素高数据量和14 档宽容度的优异性能，能够满足前期拍摄对画面质感的高标准要求，使拍摄的画面呈现出浅景深影像效果[6]。

2.3 4K 技术在电视节目后期制作中的应用

后期制作是提高电视节目质量的关键环节，也是将前期拍摄的素材编制成为能够吸引用户注意力和提高节目观看效果的重要措施。在该环节，技术人员主要借助4K 技术，根据不同类型节目制作的要求选择合理的编辑方式进行节目制作。首先，技术人员可以利用4K 技术对在Log 模式下拍摄的蓝绿背景布的抠像影片进行调色。在制作中，技术人员可以先在Log 或者Linear 模式下对前期拍摄的素材进行合成，再直接对合成的节目文件进行整体的调色，也可以先对拍摄的素材进行调色，然后在Log模式下对素材进行调整和合成。这种灵活的调色方案使得节目的整体调色更加灵活，最终形成的是具有正常饱和度和对比度的图像。其次，技术人员可以在Linear 工作空间下实现节目素材合成的多项操作。在4K 超高清电视节目制作中，技术人员可以在具有直线伽马和ACES 色域下形成的Linear 工作空间中开展包括图像混合、镜头模糊和虚焦、运动模糊、抗锯齿、亚像素定位、3D 渲染、颜色校正、渐变图像制作、视频格式转换、色彩反转以及颗粒和噪声处理等一系列的素材处理工作，最终使得电视节目的整体画面感和音质感保持高标准效果[7]。

2.4 4K 技术在电视节目传播中的应用

4K 技术在电视节目传播方面的应用主要体现在节目压缩编码和传输方面的应用。由上文分析可知，4K 技术在编码和传输方面具有优势，这也成为其在电视节目传播中的重要优势所在。在4K 技术支持下，技术人员可以利用高效的视频编码技术，实现在保证节目质量的同时，压缩节目所占用的空间，进而实现高效率的节目信号传输。例如，部分电视媒体在4K 超高清电视节目传播方面，采用了高效的压缩编码标准，可以将4K 超高清节目信号的数据量压缩为30 ～40 Mb·s-1的码率，这样既可以达到现实传输条件的要求，又可以保证节目的图像画面和音响效果，使用户体验到真正的超高清效果[8]。

3 4K 技术在电视节目制作与传播中应用需要注意的问题

3.1 明晰4K 超高清电视节目制作的关键技术

目前，我国在4K 超高清电视节目制作方面拥有一系列较为明晰的技术标准和行动指南，这为电视媒体科学地应用4K 技术进行电视节目制作与传播提供了明确而具体的行动方案。通过对《4K 超高清电视节目制作技术实施指南（2020 版）》中的相关内容进行分析发现，该指南除了明确4K 技术在超高清电视节目制作方面的要求以外，还提出了一系列相匹配的参数。而当前电视媒体在节目制作方面的技术掌握和应用情况并没有达到这些要求的参数标准。因此，在实际的电视节目制作与传输实践中，电视媒体应当以指南中明确的内容为参照，明确自身在4K 超高清电视节目制作方面存在的短板，确定4K 超高清电视节目制作的关键技术内容，将其作为4K 技术应用的重点方向。

3.2 培养高水平的技术人才

尽管4K 超高清电视节目制作拥有技术方面的硬件和软件支持，但是，对于用户多样化的节目体验需求来说，仅凭标准的技术应用是很难完全感知和满足所有需求的。因此，在实际的4K技术应用中，需要有相应数量的技术人员作为保障，以提高技术应用的精准性和有效性[9]。在这方面，电视媒体需要引进和培养一批高素质的4K 技术应用人才，并安排这些人员在日常的4K 超高清电视节目制作与传播技术实践中积累4K 技术应用的相关技术使用方法和经验，以匹配4K 超高清电视节目制作与传播的要求。例如，技术人员要掌握如何在不同峰值亮度的HLG 监视器中有效调整监视器的伽马值，以补偿眼睛适应人类视觉系统相应的变化的能力，这样才能够有效提升节目制作的效果。

4 结 语

4K 技术，是4K 超高清电视节目制作、传输及播出的关键技术要素。随着近年来我国关于4K 超高清电视节目制作与传播技术标准的逐步完善，如何挖掘和利用4K 技术在电视节目制作与传播方面的优势和潜力，逐渐成为电视节目技术开发与应用的重点内容。通过本文的分析梳理可以看出，4K技术在电视节目制作流程管理、节目前期拍摄、节目后期制作及节目传播等方面都有广泛而深入的应用。考虑到4K 技术在电视节目制作与传播中应用的现状和趋势，相关主体要在明晰4K 超高清电视节目制作的关键技术的同时，培养高水平的技术人才，以更好地保证技术应用的效果。