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8K协会:专家论坛探讨8K技术未来的机遇和展望

导语:推动 8K 发展的必要条件是什么?

  8K 协会在 NAB Show 2024 活动中组织了一场专家论坛。据现场工作人员介绍,该专题讨论座无虚席,这是本次活动最繁忙的一场会议。

  8K 协会运营总监胡安·雷耶斯介绍了各位小组成员:

  IMAX 集团首席技术官阿卜杜勒·拉赫曼RED Digital Cinema 首席技术官乌代·马瑟

  英特尔研究院技术政策与标准专家拉维·维尔哈尔

  Spin Digital 首席执行官毛里西奥·阿尔瓦雷斯-梅萨

  问题 1:雷耶斯首先请每位小组成员介绍他们的工作职责。

  马瑟解释说,RED(RED Digital Cinema,以下简称 RED) 近十年来一直在生产 8K 摄像机,并且每一代都在努力提高帧率。现在,公司还增加了 IP 和网络功能。阿尔瓦雷斯-梅萨表示,Spin Digital 是 8K 编解码器的开发商,近年来专注于使用 VVC 和 HEVC 进行高达 120Hz 帧率的 8K 实时编码。拉赫曼提到,IMAX 致力于为其影院及其他场所带来与众不同的高端体验。维尔哈尔在英特尔有 26 年的工作经验,最近与其他公司合作实现了东京奥运会的 8K 实况转播,他的工作是推动 8K 技术及未来沉浸式娱乐的发展。

  问题 2:雷耶斯询问了针对不同垂直市场创造 8K 内容所面临的挑战。

  马瑟表示,RED 很早就进入了 8K 领域,在 8K 显示设备尚未普及之前获取内容是一项重大挑战。他们不得不推动内容制作的前沿,同时还需要说服行业接受更高分辨率的必要性,尤其是在缺乏终端显示设备来展示这些高质量内容的情况下。此外,存储、处理和传输如此大量数据的技术难题也是早期面临的重要障碍。

  “现在,随着 8K 屏幕及头戴显示器等替代显示设备的出现,许多这些挑战已经逐渐消退,”他评论道。

  阿尔瓦雷斯-梅萨也提到,早期获取真正优质的 8K 内容以测试他们的编解码器并展示其优势是一项挑战。技术必须尊重创作者的意图,而且 8K 内容需要是 10 位的,这一点在早期较为困难。因此,不仅要明确像素数量,还要澄清其他质量参数,这一点非常重要。

  拉赫曼解释说,观察所有新技术时,都需要解决“鸡生蛋”的问题,即内容与硬件之间的相互依赖。要提供高质量的体验,就必须解决整个生态系统的问题。8K 提供了一个画布,可以帮助讲故事的人以最佳方式与观众沟通。IMAX 热衷于与 8K 协会合作,推动内容的 8K 母版制作。从讲故事到播放的整个过程中,必须保持创作意图不变。需要理解符合人类感知的技术,以实现这一目标。

  “所有这些元素汇聚在一起……那就是魔法发生的时刻”,他补充道。

  Velhal - “需要三项法则的支持”

  维尔哈尔支持了上述观点,并强调“鸡生蛋”的问题是所有技术变革中普遍存在的——从黑白电视过渡到彩色电视时就发生过这种情况。他认为,有三项法则需要考虑。第一条是经济学法则,即随着产量增加,价格会下降,这就是规模问题。这适用于 8K 电视、计算和分发。第二条是物理法则,对于 8K 而言,需要更大的传感器和处理器来处理增加的数据量。第三条是地域法则,比如在日本,8K 是通过卫星分发的,而美国则可能通过流媒体进行分发。

  问题 3:随后,雷耶斯转向讨论关于 8K 内容捕捉的技术前沿问题。

  马瑟表示,他认为高帧率是 8K 区别于其他格式的关键要素之一。目前,为了支持包括头戴式设备使用在内的全新体验,已经有了新的更高帧率标准。相机现在被设计成能够连接到基础设施,而不仅仅是录制到媒介上供后期制作使用。对于直播和“准直播”活动,8K 成为了 RED 的新焦点。

  拉赫曼指出,多年来,24Hz 帧率一直是大片内容的标准。IMAX 正与电影制片厂合作,使讲故事的人能以他们想要的方式讲述故事。《阿凡达》等作品已采用 48Hz 帧率,而 IMAX 的目标是遵循内容创作者的意愿。

  “我们认为以 8K 制作内容非常重要,应该从捕捉的角度出发做到这一点,” 拉赫曼补充说,强调了为了达到最高保真度,现在已经有了可用于 8K 拍摄的认证相机。他还希望制作流程能得到更新改进。

  8K 协会:NAB 2024 Show 展会报告

  8K 在编解码中的应用

  雷耶斯表示,协会观察到 8K 技术正被更广泛地应用于生产流程的下游环节。随后,他咨询了关于编解码过程的看法。

  阿尔瓦雷斯-梅萨解释说,在离线编码中,有足够的时间进行内容分析和处理,但在实时编码方面,他的公司已经积累了使用 HEVC 的经验,现在可以在单个服务器上完成。起初,NHK 在开创阶段经过测试后设定的最终比特率为 80Mbps。现在,使用 VVC 编解码器,这一数值已经降低(在 8K 协会的展位上,演示的平均比特率在 20-30Mbps)。他表示,将视觉科学引入编码过程很重要,这样可以去除观众无法察觉的数据。Spin Digital 将其称为感知编码。

  探显家·百科:感知编码(Perceptual Coding)是一种基于人类视觉系统(Human Visual System, HVS)特性的数据压缩技术,它旨在通过分析和利用人眼在处理图像信息时的感知限制来优化编码过程。简而言之,这种方法允许编解码器在不影响观众视觉体验的前提下,智能地去除或减少图像中的冗余信息,从而更高效地压缩视频内容。具体来说,感知编码技术会着重考虑以下几个方面:1. 视觉掩蔽效应:利用亮度、时间、频率掩蔽等效应,即在某些条件下,强信号可以掩盖周围较弱的信号,使得这部分信息对视觉感知不重要,可以适当降低其编码质量。2. 视觉注意力模型:模拟人眼在观看场景时的注意力分布,对视觉关注度高的区域分配更多的比特,保证细节清晰,而关注度低的区域则可以适当降低编码质量。3. 颜色空间的非均匀性:人类对不同颜色的敏感度不同,例如对亮度比对色度更敏感,编码时可以调整这些维度的权重,优化压缩效率。4. 动态范围适应:根据视频内容的动态范围(如 HDR 内容),调整编码参数,确保视觉效果的同时,合理分配比特资源。通过这些方法,感知编码能够在保持视频质量感知相似甚至不变的情况下,显著降低所需的比特率,这对于高分辨率内容如8K视频的存储、传输和播放尤为重要,因为这些内容通常需要更高效的压缩技术来应对庞大的数据量。

  在 8K 协会的展位上展示了采用 VVC 编码的内容

  维尔哈尔表示,技术专家的责任是保留艺术意图,他的座右铭是“更多像素、更快像素、更好像素(more pixels, faster pixels, better pixels)”。8K60P 非常适合体育赛事,这是一个基本标准,当谈到电影时,它们通常是 24fps,为了保持电影质量,还有很多工作要做。虚拟制作变得重要起来,相机中全局快门的使用也是如此。从背景到视觉特效再到相机,整个管道都需要到位。维尔哈尔说,在东京奥运会上,英特尔与 NHK 合作创造了 216 小时的 8K 直播内容和 200 小时的录制内容,产生了 4.7PB 的数据量和使用 HEVC 编码的 300TB 流媒体数据。

  使用 VVC 降低比特率意味着,以前观众需要 1Gbps 的带宽才能可靠地观看 8K60P HDR 内容,而现在只需要 250Mbps。各公司也在为 8K 电影院铺平道路。这意味着,随着技术的进步,不仅是在家庭观看环境,就连院线放映也正朝着更高分辨率、更低带宽需求的方向演进,为观众提供更为丰富和高质量的视觉体验。

  分辨率只是其中一个因素

  拉赫曼解释说,对于 IMAX 而言,分辨率只是其中的一个组成部分。IMAX 控制着从捕获到显示的整个过程,因此需要将生态系统的所有部分整合在一起。捕获、后期制作和母版制作都必须保持在同一水平。IMAX 拥有最大的银幕之一,或者说是追求最高保真度的银幕。公司的胶片摄影机可以创建出可扫描至 8K 甚至更高的母版。通过适当的扫描,胶片可以被推向 18K,所以 IMAX 力求达到“正确的观感”与最大保真度。公司与克里斯托弗·诺兰等人的合作,就是为了提供他们所期望的这种体验。

  问题 4:雷耶斯问及如何将内容带入家庭。

  马瑟表示,8K 内容已经开始通过头显为直播活动提供。这包括 NBA 体育赛事,也包括音乐会等。

  “头显只是你恰好贴在脸上的一个 8K 显示屏,”马瑟说,“随着硬件成本下降,认为几年内 8K 将无处不在并不是一个巨大的飞跃。”

  阿尔瓦雷斯-梅萨描述了 NHK 在 2024 年底制作的一场交响乐音乐会,这场音乐会通过直播传送到日本多地及德国。高质量的音频同样重要,必须与 8K 结合以获得完整体验。(我们正计划就这个项目采访 NHK——编辑注)。该直播通过公共互联网发送,无需专用连接。8K 现在就可以进行流媒体播放。我们已经掌握了技术。

  拉赫曼表示,将 8K 带入家庭的过程需要特别努力,观众需要有理由向往这种品质,并寻找 8K 体验。这对创作者、基础设施和显示厂商以及观众来说,这必须是一场胜利。创造需求将推动采用,而体育赛事将有所助力。

  维尔哈尔对此表示赞同,称 8K 直播已经在进行中,英特尔已经将北京奥运会直播到 Meta 头显上。延迟已经降低到两秒,而 HLS 流媒体则为 14 秒。维尔哈尔表示,YouTube 上已有数百万个 8K 视频,随着摄影机价格的降低,所有步骤都正在落实到位。“直播是最难的事情。但在电影中,质量必须得到特别保持。”维尔哈尔指出,即使你以 2K 传送内容,如果在制作过程中以 8K 捕获并降采样至高清(HD),质量也会好得多。(这是因为 8K 拍摄能够捕捉更丰富的细节和色彩深度,当这些信息在后期制作中被压缩至 2K 时,画面的清晰度、细节保留和色彩还原都会优于直接在 2K 级别拍摄的素材。简而言之,初始采用更高分辨率的拍摄有助于提升最终输出内容的整体质量,哪怕输出分辨率本身不高)

  近期及未来规划

  当小组成员被问及对当前及近未来 8K 的规划有何看法。马瑟认为,最令人兴奋的领域是向云端的实时捕捉,他表示客户正在采纳这项技术。阿尔瓦雷斯-梅萨同意 IP 的重要性,他也注意到人们对 8K120Hz 捕捉和编码方面的真正兴趣。已经有能够展示这类内容的显示设备,在体育直播中,这很可能会成为新的基准。拉赫曼指出了下一代音频和苹果 Vision Pro 是 IMAX 目前的关键话题。维尔哈尔重申了高质量音频的重要性。他还提到,在 8K 协会的展位上展示的 8K 内容质量非常高且引人入胜,8K 体育内容尤其吸引人且具有沉浸感。

  问题 5:最后一个问题关乎推动 8K 发展的必要条件是什么。

  维尔哈尔称赞 8K 协会将各方参与者聚集在一起,而不是依赖单一公司。对于拉赫曼而言,最大的需求是制作过程必须采用 8K,仅仅留给摄影指导和摄影师是不够的。他们需要技术人员的帮助,以高质量且经济可行的方式完成制作。阿尔瓦雷斯-梅萨认为更好的编解码器是至关重要的。他说,

  “一旦 8K 文件变得非常小,播放非常容易且质量极佳,你就会说‘为什么不呢?’”

  使用便捷且高效的编解码器将促进其普及。马瑟也同意捕捉的重要性。创意人员知道该怎么做,但他们需要帮助将内容“传播出去”。

  雷耶斯总结时感谢了小组成员的发言。

【责任编辑: 徐亚新 】

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