5G 与超高清视频在广播电视领域的融合应用

钟宜纯

（汕尾广播电视台，广东 汕尾 516600）

0 引言

本文深入研究5G 和超高清视频在广播电视领域的融合应用。首先介绍5G 的概念及发展现状，介绍其高速、低延迟、大连接性等特点；对超高清视频进行概念解释，包括4K 和8K 的分辨率，以及其对数字娱乐和广播电视的技术推动；重点探讨5G与超高清视频在综艺、体育和新闻节目中的应用，展示其在创意制作、观众体验和实时传输方面的革新。通过案例分析，凸显5G 与超高清视频的融合对广播电视领域带来的深远影响，为行业未来的数字化发展提供有力支持。

1 5G 概述

1.1 5G 的概念

5G 是第五代移动通信技术，是一种先进的无线通信标准，旨在提供比前一代技术更高的数据传输速度、更低的延迟和更大的连接性。5G 不仅支持移动通信，还可应用于物联网、智慧城市及虚拟现实等多领域。5G 核心特点包括多波段频谱利用、大规模多入多出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）技术、网络切片以及低功耗设备通信。5G 的概念强调了更强大、更灵活的通信基础设施，为未来数字化社会和创新应用提供了广泛的可能性[1]。

1.2 5G 发展现状

截至2023 年10 月底，我国5G 基站总数达321.5 万个，占移动基站总数的28.1%。5G 的发展及应用推动了各行业经济发展。据中国信息通信研究院测算，2022 年我国5G 直接带动经济总产出约1.45 万亿元，间接带动总产出约3.49 万亿元[2]。2023 年作为《5G 应用“扬帆”行动计划（2021—2023 年）》的收官之年，5G 商用取得突出成果，在应用范围广度与深度方面取得突出成绩。当前，5G 的融合应用已覆盖国民经济97 个大类，其中最具代表性的包括5G+工业互联网、5G+智慧电力、5G+智能油气、5G+智能采矿、5G+车联网以及5G+智慧物流等方面[3]。

2 超高清视频概述

2.1 超高清视频的概念

超高清视频是一种高画质的数字视频格式，主要包括4K 和8K 分辨率，远超过传统高清视频。4K 拥有3 840×2 160 像素，而8K 则达到7 680×4 320 像素，为观众提供更为细致、逼真的图像体验；强调高像素密度、更广泛的色域和更高的动态范围，使观众能够沉浸在更清晰、更生动的影像中。超高清视频关键技术包括高动态范围、编解码、先进计算、三维声、超分技术、数字版权管理及视频云等。超高清视频的出现，推动了数字娱乐和广播电视领域的技术进步，为电影、电视节目和在线流媒体服务提供了更高质量的内容。然而，与之相关的挑战包括更大的数据传输需求和更高的存储要求，需要先进的传输技术和设备支持。

2.2 超高清视频的现状

超高清视频的发展与虚拟现实（Virtual Reality，VR）、增强现实（Augmented Reality，AR）及5G 产业的发展密不可分。超高清视频产业迎来新的发展机遇，美国、日本、韩国超高清视频产业的代表企业包括索尼、三星、松下、杜比等企业。国内企业也在纷纷布局超高清视频产业全链条，包括内容采集、制作、传输、显示、应用等各领域，代表企业包括中国移动、中国电信、中国联通、京东方、华为、腾讯等。2022 年，我国超高清视频产业规模超3万亿元。截至2021年末，我国4K 电视渗透率超72%，4K 频道8 个，8K 频道2 个[4]。

2.3 5G 与超高清视频的融合应用领域

5G 与超高清视频的融合应用赋能千行百业的数字化转型，推动了新场景、新模式、新应用的发展。5G 与超高清视频的融合应用场景包括工业制造领域的智能码头、智能工厂；在医疗制造领域，为远程会诊、远程手术、远程监护、远程急救等提供技术支持；在智能交通领域，超高清+人工智能（Artificial Intelligence，AI）、人脸识别、视频智能分析及超高清探头等，应用于交通管控、道路执法等领域。在广播电视、文教娱乐等领域，5G 与超高清视频的融合应用于百城千屏、北京冬奥会等场景。

3 5G 与超高清视频在广播电视领域的融合应用

3.1 5G 与超高清视频在综艺节目中的应用

在综艺节目中，5G 与超高清视频的融合应用为节目制作和观众体验带来革命性变革。5G 网络提供高速稳定的数据传输，支持实时互动、多摄像头制作和虚拟现实元素的集成，增强了综艺节目的创意和互动性。超高清视频则提供更清晰、更逼真的画面，提升观众的沉浸感。这种结合使得综艺节目更具吸引力，创造出独特而丰富的观赏体验。通过5G 网络的低延迟和高带宽，综艺节目能够实现实时直播、云制作和全球范围内的同步观看，推动了综艺节目制作和传播方式的创新。

以河南广播电视台中国节日系列节目为例，充分利用5G+4K 技术，打造了一场超高清、沉浸式的视觉盛宴。河南广播电视台中国节日系列节目自2021 年开始，连续3 年深受观众喜爱。其艺术形式丰富，包括舞蹈、戏剧、歌曲及情景剧等，节目元素涉及绘画、诗词、遗址及习俗等。该系列节目主要包括《元宵奇妙夜》《清明奇妙游》《端午奇妙游》《七夕奇妙游》《中秋奇妙游》《重阳奇妙游》等。2021年《端午奇妙游》直播方案主要包括访谈和晚会节目两个环节。访谈环节的现场直播在河南广播电视台8 号演播厅完成，采用5G+4K 方案完成节目制播环节，通过8 号全景演播室将视音频信号等接入4K超高清转播车，再通过5G 网络完成传输工作。

以2022 年"动感地带"中国街舞联赛（上海站）暨中国国家霹雳舞队选拔赛为例，由4K 花园与咪咕视频联合提供技术支持，依托5G+8K+VR 技术打造沉浸式8K VR 直播视觉盛宴。此次直播活动，4K 花园搭建了完整的8K 3D VR 多机位大型现场转播系统，布置了6 个8K 3D VR 转播机位，通过5G 背包完成现场信号采集，向咪咕平台推送2D 4K 360°VR 全景、3D 4K 和8K 180°立体VR3 种不同的直播信号，保证观众获得8K 立体VR 影像的沉浸体验[5]。

3.2 5G 与超高清视频在体育节目中的应用

5G 与超高清视频在体育节目中的应用彻底改变了观众对体育赛事的感知与参与。通过5G 网络，实现了低延迟的高速数据传输，使观众能够在几乎实时的环境中观看比赛。超高清视频提供更清晰、更生动的画面，细致呈现运动员的每个动作和比赛中的细节，不仅改善了观看体验，还为远程观众创造了身临其境的感觉。5G 还支持多摄像头拍摄、虚拟和增强现实元素的融合，丰富了体育节目的呈现形式。这一技术的应用促进了体育数据分析和实时互动，使观众能够深度参与比赛。

以2022 赛季中国足球协会超级联赛海口赛区转播活动为例，国内首辆国产5G+4K 大型转播车应用于赛事转播活动，在活动现场配备了12 台4K 摄像机，确保现场拍摄、视频技术调整、音频制作、导播切换及编码等工作顺利进行。此次转播活动中，国产35 mm 全画幅8K 讯道摄像机及国产全伺服电影变焦镜头得以测试应用，这是国产超高清设备的重要实践[6]。5G+4K 大型转播车采用12G-SDI 基带构架，具有20 路4K 讯道接入能力，配备8 套国产4K 讯道摄像机、两套6K 无线摄像机、5G+4K 背包等设备，保障两个赛场、12 场比赛的直播任务顺利完成。

3.3 5G 与超高清视频在新闻节目中的应用

通过5G 网络，新闻报道可以更快速、实时的传输，使新闻现场的图像和信息能够以极高的清晰度和迅捷的速度传达给观众。超高清视频不仅提供更详细、真实的画面，还支持虚拟现场体验，使观众更深入地理解事件背后的细节。5G 的高带宽和低延迟使新闻机构能够利用更多多媒体元素，如实时图表、虚拟演示等，提升报道的信息密度和可视性。通过5G 的实时连接，新闻工作者可以更灵活地进行远程采访和协作，实现全球范围内的即时新闻报道。这一技术的应用不仅提升了新闻质量，也加强了观众与新闻事件之间的互动和参与感。

以2019 年全国两会新闻报道为例，这是5G 商用的第一年，两会新闻报道面临新的发展机遇，具有高速率、大带宽、低时延特性的5G，支持超高清视频、AR/VR 等业务场景的应用。在全国两会期间，5G 与超高清视频的融合应用包括超高清视频直播内容的回传制作、基于5G 的大带宽超高清视频服务以及基于5G 的VR 服务。全国两会多个新闻报道区域实现5G 全覆盖，新闻记者通过4K 摄像机、5G+VR 高清摄像头采集超高清画面，通过5G 网络传输视频流，使用VR 眼镜360°沉浸式观看部长采访直播，各大运营商联合主流媒体资源，为新闻媒体提供高质量的视频回传及直播报道服务[7]。

4 结语

文章深入研究了5G 与超高清视频在广播电视领域的融合应用。通过对5G 和超高清视频的概念、发展现状以及在综艺、体育、新闻等方面的应用进行综合分析，揭示了它们在广播电视行业的巨大潜力和变革性影响。5G 的高速、低延迟为超高清视频的传输提供了理想条件，拓展了广播电视内容制作的可能性。所述案例进一步证实了这一融合应用在实际场景中的成功应用。展望未来，这一技术结合将推动广播电视向更高质量、更创新的方向发展，为观众提供更丰富、沉浸式的娱乐体验。