8K超高清：追求极致视觉体验的道路，没有终点
【慧聪广电网】如何利用现有通用硬件平台，化解8K制作困境，切实提高8K节目制作效率，真正降低8K制作成本投入，从而帮助广电行业用户提高8K节目产出，是8K采编解决方案探究的主要课题。
文/华为智能数据与存储解决方案部刘川
8K新技术的崛起，媒体产业面临新的发展机遇
近两年来，国内对8K技术及节目制作方面的研究已经起步并开始取得了一定的进展。中央广播电视总台计划于2021年开展8K超高清试验，并可望在2022年北京冬奥会前夕开通8K的超高清试验频道。工业和信息化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台联合发布的《超高清视频产业发展行动计划（2019—2022年）》，提出坚持“4K先行、兼顾8K”的总体技术路线，实现我国超高清视频产业快速、健康、有序发展。
与高清、4K相比，8K又不仅仅是像素数量提升，图像尺寸变得更大这么简单，8K超高清视频对画面质量将带来质的提升，实现对现实场景的高程度还原，甚至接近于人眼的感受。在赛事/演出直播、游戏等消费娱乐领域，8K可以为观众和用户带来更加震撼的视觉冲击力，以及细节上的精密展现。而8K更深层次的价值在于，其更大的信息密度承载能力，以及更多细节呈现力，将可以催生出更多的应用场景。8K节目制作也正逐步融入主流，并且在特殊应用场景中，8K将是不可或缺的。随着5G时代的到来，8K超高清产业将迎来更大的发展机遇。
8K节目制作，视频存储带来新的挑战
就8K节目制作而言，在面对发展机遇的同时，我们同样也要面临8K视频采集、传输、编辑制作效率，存储及制作设备硬件性能等多个方面的难题。8K分辨率图像每帧约3300万像素，是4K画面的4倍，高清画面的16倍，20分钟的未压缩8K节目甚至会占用高达4TB的存储空间！无疑，这样巨大的数据量对存储设备的读写性能、传输带宽等都有着超高的要求。
海量数据融合存储快速传输，营造新的媒体制作环境
可以说，数据存储、传输以及对制作硬件的性能要求，严重限制了8K的制作效率及节目产出。那么，该如何利用现有通用硬件平台，化解8K制作困境，切实提高8K节目制作效率，真正降低8K制作成本投入，从而帮助广电行业用户提高8K节目产出，是8K采编解决方案探究的主要课题。目前已经有应用实践方案，结合华为OceanStor分布式存储的横向扩展文件存储、网络传输技术以及地球山引进的Cinegy软件产品、GPU编解码技术等优势，旨在为广电行业用户建立一种高效率、高性价比的8K节目采、编制作系统。华为OceanStor分布式存储以海量的扩展、高带宽能力，成为超高清视频的收录、制作、存档、备播各个领域的首选存储。
应用实践一：2019第十八届世警会开幕式_8K直播收录
2019年8月8日晚，全国首个5G+8K超高清视频直播车队，对第十八届世界警察和消防员运动会开幕式活动进行了一场实时8K多机位直播录制的大胆尝试。
本次8K收录系统主硬件基于华为OceanStor分布式存储及通用工作站，利用Cinegy先进高效的GPU超高清视频编解码技术——Daniel2以及Cinegy Capture采集收录、Cinegy Convert批量转码等软件产品，实现高效率8K采集与转码处理。开幕式现场共设有5个8K摄像机位，分别对开幕式舞台、嘉年华区域、运动员互动等内容进行拍摄。各台摄像机信号接入转播车中的8K现场制作切换台，并由导播台实现8K信号的切换控制。主监信号分别通过4根12G-SDI线缆接入8K流直播服务器和采集工作站，在直播的同时，利用Cinegy8K收录系统实现8K直播信号的实时同步采集收录。实时采集编码生成的视频数据速率高达4Gbps，通过万兆光纤网络传输后，直接写入华为分布式存储文件系统中。
对于已收录素材，通过转码任务监控和自动提交功能，转换生成可用于点播平台的H.265编码格式素材，生成文件与收录素材均存储于华为OceanStor分布式存储中，在8K转码过程中分布式存储需要支撑8K文件读取与写入的同步操作。
世警会开幕式全程无中断8K录制，总时长达到了2小时45分钟，稳定输出Daniel2编码、码率约为4Gbps的8K(7680x4320p59.94@10-bit4:2:2)视频文件数据，并通过万兆光纤网络实时写入高性能的华为OceanStor分布式存储。整个开幕式录制过程中，监测8K实时收录无丢帧，OceanStor分布式存储表现出稳定可靠的写入带宽能力，收录写入总素材量高达4.13TB！在满足高码率上传的同时，可直接通过万兆或25GE网络，供编辑工作站和转码服务器进行素材读取，稳定读带宽达到1800MB/s每节点。
同时，通过Cinegy Convert自动批量转码软件，对分布式存储中已采集生成好的Daniel2视频片段进行监控并自动提交转码任务，最终生成H.265编码格式、码率为100Mbps的8K(7680x4320p29.97@10-bit4:2:2)视频文件，提供给IPTV点播平台使用。
8K传统拍摄方式，尤其是出外场拍摄，往往需要耗费大量的时间和精力才能完成机身视频数据的导出。而基于华为OceanStor分布式存储的8K采编解决方案，轻松实现8K视频实时采集，分布式存储提供快速读取与写入性能支撑，从而在根源上彻底解决8K视频数据导入导出难题，提高8K节目制作工作流程效率。
应用实践二：2019华为全联接大会(HC2019)8K采编展示
2019年9月，华为再次联合合作伙伴，打造了8K超高清虚拟采编创意推广解决方案，并于当月18日-20日在上海世博展览馆第四届华为全联接大会的上亮相。
创意推广方案涵盖：8K拍摄、实时绿幕抠像与合成、8K实时采集、全闪存存储、8K桌面云非编以及云端8K图像上下载服务等技术应用亮点。亦即在此前方案的基础上，利用8K切换台增添虚拟实时抠像与合成应用点，进一步升级全闪存分布式存储、扩展增加高性能桌面云非编系统，并引入云端上下载服务与现场嘉宾用户形成趣味互动。
8K创意方案推广现场布置绿幕，采用单个8K摄像机位进行拍摄，摄像机信号通过4根12G-SDI线缆接入8K现场制作切换台，并在切换台端实现8K虚拟实时抠像与合成。合成信号同样通过4根12G-SDI线缆接入通用采集工作站，并由Cinegy Capture采集软件进行实时编码处理，编码仍是基于GPU超高清视频编解码技术Daniel2。采集软件稳定输出码率约为4Gbps的8K(7680x4320p50@10-bit4:2:2)视频文件数据，通过万兆光纤网络将视频数据实时写入华为OceanStor全闪存分布式文件存储。
为更好地提升公众8K技术的体验感，现场还特别设置了趣味互动环节——开设了全球首家“8K照相馆”。为此，方案特别引入了华为高性能桌面云以及华为公有云端上下载服务。通过在华为FusionAccess桌面云端的编辑软件和编解码器插件，实现快速高效的8K实时剪辑与画面帧提取。所有到场嘉宾都可以参与到8K制作流程中，在了解和亲身体验8K超高清技术应用的同时，可以在自己参与拍摄的8K视频片段中选择一帧图像，生成个人专属定制8K分辨率电子相片。而后，通过华为云服务下载至个人手机，即便是放大至最高级别，照片面部细节依然清晰可辨，其所呈现出的震撼细节效果引起了现场嘉宾极大的兴趣。
8K采编创意方案展示推广期间，创意展区3日内互动总流量高达1152人次。通过为上千位参与嘉宾打造了专属的8K超高清记忆的方式，丰富了8K采编解决方案及其中所包含8K技术的展现形式，让人耳目一新。
普惠的技术将推动甚至加速8K的发展
华为OceanStor分布式存储，依靠高可靠性、高扩展性、高性能的特点，能有效满足8K采集制作全流程的存储要求。纵观历史，新应用的爆发往往需要普惠的技术作为基础，华为Oceanstor分布式存储使能更低成本的普惠8K，将为8K技术的发展演进提供更大助力。
