中央广播电视总台2021春晚科技创新应用
【慧聪广电网】牛年春节即将来临，中央广播电视总台2021年春晚就要向全球进行直播。自2020年以来，中央广播电视总台依托国重实验室全面推进5G、4K/8K、AI、AR/VR等新技术的创新应用，并围绕2021年春晚8K/4K/HD直播、新媒体传播、舞美效果、安全播出等开展针对性的技术创新。应广大观众用户的要求，按照每年春晚工作惯例，在今天的发布会上，我向大家介绍一下中央广播电视总台2021年春晚科技创新应用：
一、2021春晚将全球首次进行8K制播呈现全链路直播试验
2020年总台以超高清视音频制播呈现国家重点实验室建设为抓手，全面推进8K技术研究和应用，围绕8K超高清电视制作、播出、传输和呈现全链路开展技术创新，研发了8K超高清演播室和后期制作系统、8K电视IP主控交换调度系统、8K频道播出系统、8K AVS3编解码系统和8KIP电视集成分发和接收系统。2月1日，总台在台内IP网以组播方式开播了8K超高清电视试验频道。2021年春晚总台将在8K试验频道直播，总台用户可直接可通过8K机顶盒收看，同时，总台联合四大运营商将春晚8K超高清电视信号传送到北京、上海、深圳、海口等9个城市公共场所，共有27块屏幕同步播出，为观众们呈现精彩纷呈的8K春晚。这次春晚8K直播是基于国重实验室8K科研成果，是世界首次在8K超高清电视频道进行的重大活动直播。
二、2021春晚将实现全要素4K超高清电视智能直播，并在上海传媒港电影城同步播出
总台在2020年春晚成功实现4K超高清电视伴随HD高清电视智能同播的基础上，融入了总台国重实验室超高清制播设备国产化研究成果，以国产集中控制系统实现了对监看系统的快速配置、应用场景的快速切换以及信号的调度控制，实现了技术设备控制系统的最优化配置，提升了4K伴随HD节目制播效率。2021年春晚我们将在一号厅演播室全面采用4K超高清设备，所有摄像机、播放服务器、包装虚拟均同步输出4K超高清和高清视频信号，并采用IP技术将一号厅演播室高清系统和第八演播室4K超高清系统进行智能联动，实现全功能、全要素的春晚超高清HDR和高清SDR的智能同步直播。春晚4K直播信号不仅在CCTV-4K频道播出，信号还将传输至上海传媒港电影城，实现4K春晚电视和影院同步直播。同时，总台牵头研发的AI语音转写平台将以基于云部署的方式应用于2021春晚节目制作，打破了字幕生产的地域限制，快速、准确、高效的转写和协同工作，全面提高了春晚节目后期制作的生产效率。
三、2021春晚将采用5G+VR、智能切换、主体跟踪、三维声制作等技术，在“央视频”、“央视文艺”新媒体平台实现多视角直播
为提升VR全景视频收视互动体验，2021年春晚将在一号厅部署三套超高清VR摄像机，并配备专业的三维声采集技术设备，通过5G技术将高质量VR内容回传至现场VR渲染系统，实现多机位三维环绕声VR信号在央视频、央视文艺新媒体平台直播。
2021春晚将首次采用总台研发的智能切换和多主体智能追踪技术，通过AI学习算法对拍摄人物与场景状态进行智能分析，自动裁切生成特定人物集锦，全面打造新媒体平台精准和个性化直播。
2021春晚还将全面采用三维声采集制作，并首次应用于央视文艺新媒体春晚直播，全面提升用户对音频的沉浸感受。
四、采用交互式摄影控制和AR技术应用于春晚特效制作，增强春晚的视觉感受
2021年春晚将全面采用4K超高清AR在线虚拟技术实现4K HDR和HD SDR的虚拟同步制作，全面提升节目包装效果和屏幕的感染力，同时，采用交互式摄影控制系统可以实现对摄像机运动轨迹进行精准设定和控制，完成春晚节目的视觉特效拍摄，2021春晚将有13个节目采用虚拟场景制作，AR在线虚拟技术和交互式摄影拍摄控制系统将为春晚带来创新性的视觉效果，为观众带来更加震撼的视觉感受。
五、采用全景视场的自由视角拍摄技术应用于春晚制作，创新节目制作方式
春晚中大型歌舞、武术、杂技等演员动作难度高、变换幅度大、观赏性极强的节目，但由于传统拍摄方式的局限性，以往只能通过普通二维视角来呈现，无法用空间性镜头为观众展现完整的精彩动作画面。为了丰富节目内容呈现，提升观众收视体验，总台牵头研发了具有全景视场的自由视角系统，通过多台呈圆环形分布的影视级摄像机对舞台主体进行360度环绕式采集，能够获得全方位的旋转视野，从而实时生成以三维视角任意旋转且视效平滑连续的自由视角节目内容。
2021年春晚我们将在一号厅演播室搭建自由视角拍摄系统，以100台摄像机组成的圆环型阵列对节目主体演员进行360度的环绕拍摄，在合成端对实时采集的视频流进行处理并生成“时空凝结”般的精彩瞬间视频流或超高清视频文件，用于春晚节目制作，以360度的旋转视角对演员的动作进行全面展示，奉献给观众更为震撼的节目画面。
六、总台首创AI+VR裸眼3D演播室技术应用于春晚制作，提升节目视觉效果
AI+VR裸眼3D演播室技术是总台国重实验室2020年最新科研成果，它是以多面拼接而成的LED屏幕打造多维融合的立体舞台空间，现场通过摄像机跟踪系统和VR渲染引擎在LED屏幕上实时呈现动态虚拟场景，演员能够根据屏幕画面灵活表演，打破了传统虚拟制作抠像技术限制，实现了虚拟空间与现实世界的无缝衔接。
为提升节目视觉呈现效果，2021年春晚将首次采用AI+VR裸眼3D演播室技术，通过渲染引擎制作千变万化的全景虚拟场景，让演员在可视化的三维空间里与身边的虚拟元素深入沉浸式互动，突破传统舞台空间呈现形态，打造新颖炫酷、科技感十足的春晚精品节目，带给观众焕然一新的视觉体验。
七、虚拟伸缩摇臂和轨道机器人等特种设备全面支撑春晚节目制作
2021年春晚将使用到高位索道摄像机、地面轨道摄像机、伸缩虚拟摇臂等多种特种设备。其中天鹰座索道摄像机系统为总台研发并拥有自主知识产权的拍摄设备，可提供左右、上下等移动拍摄方式。这次春晚一号厅首次同时使用两套天鹰座4K索道摄像机系统，其中一套为高位快速移动拍摄系统，一套变形为快速垂直升降拍摄系统。同时，春晚现场还将使用1套吊顶遥控云台摄像机、2套轨道摄像机、1套虚拟摇臂、1套虚拟伸缩摇臂和1套斯坦尼康等特种设备，全面支撑春晚现场拍摄和AR在线虚拟的直播。
八、总台研发的演播室大屏幕播放系统确保春晚舞台全景8K视频安全播放
为提升2021年春晚舞美效果，今年春晚舞台分为舞台表演区和云互动观众区，舞台整体大屏幕由11470块模块组成，总面积达到4317.5平米。其中主屏采用P1.85像素点距，面积达到584平米。为满足春晚制作的超高像素要求，今年首次采用8K超高清屏幕播放器，让春晚舞台现场大屏幕显示画面更细腻、色彩还原更逼真、视觉层次更丰富。
为确保春晚直播安全，针对春晚主会场大屏播放需求，总台自主研发了智能“控、管、监”大屏幕播放系统。该系统共使用4K播放服务器32台，8K播放器2台，解决了120个播放通道的视频文件裁切、合成、播放环节的低效率、高风险问题，满足了“全局监看、重点监测，提前预警、及时处置，本地故障、本地处理”春晚现场大屏幕安全播出要求。
为满足春晚节目云观众互动需求，现场特别搭建了154名云观众屏幕，由1232块P3点距屏幕模块和9组投影拼接组成。春晚大屏幕视频裁切系统新增了8k超高分辨率视频计算和渲染功能，能够实现云观众区域拼接计算，解决了矩形视频到曲面屏幕的播放映射问题，并在仿真模型里同步呈现实时效果。
2021年春晚是科技与艺术相融合的一次盛会，中央广播电视总台将依托国重实验室持续开展“5G+4K/8K+AI”科技创新，将最新的媒体技术应用到春晚节目的制作中是我们每一年春晚的重要任务，可以说春晚也是展现媒体应用创新的一次盛会，希望这些科技创新能为广大受众带来赏心悦目的体验和精彩难忘的文艺盛宴。
