5G:超高清的希望田野
IT老友記
曹亦卿
5G如一場春雨,潤物雖無聲,卻注定將帶來變化。
可以預見的是,在某些領域,5G甚至將會引發(fā)狂飆突進式的迭代。其中,視頻行業(yè)必將會是其中一個繞不過去的爆發(fā)點。同時,作為視頻的載體,智能硬件終端也將會隨之迎來新的增量。
其中,最占據天時地利的終端便是大屏電視。
8K電視的呼聲一浪高過一浪。今年以來,全球頭部電視品牌紛紛推出8K電視。目前,國內多個城市也已陸續(xù)打通了5G視頻通話,開啟5G在B端的試點。
5G+8K這對CP,正在躍躍欲試。
這不禁讓人想起4K電視在剛推出時也曾令人驚艷,但最終的市場效果卻并不理想,直到如今才逐漸起勢。4K之難,猶歷歷在目,8K的發(fā)展又能否一帆風順?
想說愛你不容易
8K面板、8K電視、8K視頻、8K轉播……在2018年的CES、AWE、IFA等各類科技展上,8K成了一個不能忽略的關鍵詞。從星星之火到啟動量產,熱鬧的景象讓2018年貼上了“8K元年”的標簽。
8K如此火爆,似乎已經近在眼前,但究竟何為8K?
要了解8K,就要先從分辨率說起——無論是電視、電腦還是手機,屏幕上的圖像都是由像素組成,一塊屏幕上可顯示的像素越多,畫面就越精細。而分辨率,代表的正是一塊屏幕上能顯示的像素數量,代表著屏幕圖像的清晰程度。
如果把整個圖像想象成是一個大型的棋盤,像素就是棋盤上的點,分辨率的就是點的數目。曾體驗過功能機的“渣像素”的人,更能切身理解這一概念。
而1K,代表的正是1024像素。
那2K是不是就是2乘以1024呢?
事實并非如此簡單。
我們熟知的2K、4K、5K、8K并不是簡單的用前頭的數字去乘以1024,這是因為在不同寬高比的圖像中,像素點數量都是不同的。
為了在拍攝、存儲、傳輸、播放等各個環(huán)節(jié)實現統(tǒng)一標準,迪斯尼、??怂?、米高梅、派拉蒙、索尼、環(huán)球影視和華納兄弟等主要電影制片廠于2002年成立了數字影院創(chuàng)導組織(DCI),并為數字顯示制定了標準,定義了不同寬高比圖像中的各個K值類別中的像素數。
在DCI制定的電影標準中,主流的2K分辨率為2560x1440,4K分辨率則是4096×2160。
而在電視行業(yè),則采取了另一套由聯合國旗下國際電信聯盟(ITU)制定的標準。
ITU規(guī)定,2K電視采用19201080分辨率;4K電視采用3840x2160分辨率;還熱乎著的8K電視,則采用了7680x4320分辨率——這一標準是日本NHK電視臺在2012年向ITU建議后被采納的8K超高畫質電視(SHV)標準。
掐指一算,便會發(fā)現,在電視行業(yè)標準中,從2K到8K其實都達不到其數字意義上所代表的解像度。所以,這些2K、4K和8K并不代表確切的數字,而是一種標準化的分類。
真正的2K電視現身于2006年。
當年年底,夏普發(fā)售了全球第一臺真正對應1920x1080物理分辨率的32寸液晶電視。
在此之前的32寸液晶電視雖然聲稱可以播放1920x1080視頻信號,但事實上它們的屏幕物理分辨率只能達到1366x768,當1920x1080信號輸入時會被自動壓縮,導致影像失真,完全失去高清的意義。
技術決定實力。
被稱為“液晶面板之父”的夏普之所以能搶得這個先機,在于其供應鏈實力。夏普的龜山第二工廠正是這臺全球首臺2K電視的面板供應者,其提供的LCD面板,在切割成32寸屏幕時能達到真實的1920×1080物理分辨率,完全點對點地顯示1080p高清晰影象。
技術迭代的腳步不停,很快就來到了4K的時代。
2011年,東芝推出了全球第一款4K電視。2013年,全球各大電視廠商開始密集推出4K電視,其價格也高達數萬元甚至幾十萬元。到了2014年,4K概念大熱,其架勢正如今天的8K。
在拍完4K電影《比利·林恩的中場戰(zhàn)事》后,李安感慨道:“新的速率、新的清晰度、新的分辨率、亮度,這些訊息在觀眾腦筋里的詮釋感是不一樣的。你會變得更聰明,要求更多,然后情感更豐富。這也是我現在才知道的。”
這句評價并非夸張,因為4K像素數量已經達到了829萬,是2K的4倍,達到了“毛孔級”的顯示效果。
然而,如此優(yōu)質的4K顯示卻難以飛入尋常百姓家。
其最大的阻礙在于內容的匱乏和網絡的低速。
當時,中國的電視節(jié)目還處于從標清向高清過渡的階段,能提供普通高清分辨率節(jié)目源的電視臺并不多,更別提4K頻道了。而部分所謂“4K專區(qū)”的片源大多是由普通高清轉碼而來。
直到2018年10月1日,國內才有了首個上星超高清電視頻道:CCTV 4K超高清頻道。
相比電視臺,給了4K電視更多內容支持的反而是網絡流媒體,這點和3D電視的內容匹配路徑相似。YouTube、Netflix等網絡流媒體相繼開通了4K視頻服務之后,在某種程度上緩解了4k電視的內容匱乏困境。
但在國內,低速的網絡環(huán)境成了另一道攔路虎。
一部4K電影有多大?
比如,索尼F65所拍攝的4K畫面每一幀的數據量約為40M,即每秒數據量高達2000M,一部90分鐘的電影的數據量就是7000G。再經過渲染之后,電影源文件的大小將超過18T。
之后,通過300:1的比例進行壓縮后,最終呈現給觀眾的視頻大小約為60G,也就是說每秒鐘的數據量為11.4M。如此一來,如果想看一部4K電影,寬帶下行速度要達到11.4M才能流暢播放。
因為單位不同(Mbps和MBps相差8倍),所以50M的寬帶,下行速度只能達到其八分之一,也就是每秒鐘6.25M。
于是,理論上,至少要100M的寬帶才能勉強播放4K電影。但是當時很多小區(qū)里的下行速度甚至還是以K為單位,怎么“下得起”4K電影?
與此同時,“假4K”之風盛起。
部分廠商只注重分辨率,對HDR、高幀率、廣色域等關鍵指標都“一笑而過”。還有各式各樣的花招只有你想不到,沒有廠商們做不到的:比如,液晶面板達不到超高清4K分辨率但卻可以支持“非點對點”4K信號的播放;電視最大支持30Hz逐行,不支持50Hz逐行;支持所謂的HDR,卻只是打了概念的擦邊球等等。
顯然,市場的不成熟、標準的匱乏,給了渾水摸魚者機會。
在這樣的環(huán)境下,4K的普及之路走得并不順利。
春江水暖鴨先知
就這樣,4K電視的發(fā)展一路走了將近十年。
如今,網絡速度大幅提升,4K內容也日漸豐富,4K電視才得以獲得適合發(fā)展的好土壤。
根據奧維云網數據,2018年,中國4K電視保有量約1.1億臺,4K電視銷量占到總體銷售比例的69%;全球范圍內,這個數字為35%。
中國互聯網絡數據中心的數據則顯示,目前,有線電視用戶數量正在加速減少,收視份額已經跌破50%,與此同時IPTV、各類電視盒子用戶數量在增加,總體通過電視接入互聯網的人也越來越多。雖然有線電視用戶數量在降低,但是收看高清和4K視頻的用戶卻在逆勢增長,而且4K點播用戶同比增長超過70%。
柳暗花明,4K電視總算是克服了水土不服,開始揚眉吐氣。然而,8K電視卻又冒出了頭。
4K的像素數是2K的4倍,而8K的像素數優(yōu)勢4K的4倍。曾經在4K身上發(fā)生的限制和困難,在8K身上一個也少不了。
參考4K的發(fā)展路徑,難道8K就不怕生不逢時嗎?
老話說得好,趕得早不如趕得巧。如今,8K正是趕了個巧。
改革春風吹滿面,政府對于超高清產業(yè)的扶持讓這一領域不再是民間藝人。
今年3月,工信部聯合廣電總部、中央廣播電視臺印發(fā)了《超高清視頻產業(yè)發(fā)展行動計劃》,為未來三年這一領域的發(fā)展規(guī)劃藍圖。其中包括建立產業(yè)標準體系、推動專業(yè)設備形成產業(yè)化能力、開辦超高清頻道等等。
這份規(guī)劃提出了“4K先行、兼顧8K”的路線——在4K艱苦奮斗了10年之后,8K成了年度最佳撿漏王。
三大運營商也鼎力相助。
今年5月,中國電信董事長柯瑞文在2019世界超高清視頻產業(yè)發(fā)展大會上就曾表示,超高清視頻是繼視頻數字化、高清化是一個重要的技術革新,中國電信將重點發(fā)展“5G+4K/8K”戰(zhàn)略。
不僅是電信,聯通、移動也紛紛把5G+4K/8K作為2019-2022年的重點部署。
如果說,政策的出臺為行業(yè)標準的建立開通了快車道,那么5G的出現就是8K的希望之光。
5G的逐步商用,成為了8K的最大推力,讓8K顯示普及的時間表大步提前,和4K共享這一輪技術革新所帶來的優(yōu)勢——今年的MWC上,高通展示的5G技術將下行傳輸速度提升至4.5Gbps,足以讓120幀的8K視頻實現在線播放。
而對于家庭場景來說,寬帶更換的成本較高,而5G無線通信可以滿足8K超高清顯示的需求。而且,5G具備的超大寬帶傳輸能力,將為超高清視頻提供非常堅實的網絡支持。
這樣的機會,對于5G中流砥柱的華為來說,可謂是近水樓臺先得月。
日前,傳聞已久的華為電視登陸了國家質量認證中心。據悉,華為將把8K+5G+AI作為電視產品的核心競爭力,通過在電視中內置5G芯片降低延遲,實現VR游戲及360度超清視頻體驗。此前,華為也曾多次與京東方聯手拓展8K顯示市場,展示5G通訊時代的8K顯示解決方案。
足以可見,推出電視終端,華為很顯然并不是要簡單地與傳統(tǒng)電視廠商進行競爭,而是要挑戰(zhàn)三星、蘋果的家庭娛樂霸主定位,5G和8K才是華為發(fā)力的主戰(zhàn)場。
不止是終端廠商,流媒體平臺也再一次站上了浪尖。
今年4月底,虎牙完成了5G+4K高清戶外直播的嘗試,這是直播領域首次進行的5G商用探索。當天,虎牙主播兔三歲在廣州珠江游輪上進行直播,現場畫面通過4K攝像機采集,利用5G網絡上行傳輸至邊緣節(jié)點進行處理,再經由超低延時的邊緣分發(fā)傳輸和5G網絡到達觀看端。實現了5G+4K直播全鏈路的打通。
春江水暖鴨先知,無論是終端廠商還是流媒體平臺,都是對技術革新最敏感的先行者。無論是4K還是8K,它們都沖在前方,把戰(zhàn)旗插在了戰(zhàn)場的最前線。
除了5G助推,8K還要感謝體育賽事提供的絕佳契機。
一直以來,視頻產業(yè)的發(fā)展與重要盛會的關系都很密切,一場場奧運會,讓電視產業(yè)不斷從3D、4K到向8K演進。
早在2016年的里約奧運會上,日本NHK就進行了8K廣播測試,并于2018年正式開始8K衛(wèi)星電視廣播,提供4K及8K 22.2聲道內容。更重磅的消息是,NHK還宣布將在2020年東京奧運會上進行8K電視轉播。
作為全球最盛大的體育賽事,奧運會的重要性,點燃了8K領域的激情。
從去年開始,顯示行業(yè)相關廠商都在加速布局8K,以趕上2020年東京奧運會這一關鍵的窗口。屆時,將會產生大量4K/8K內容,5G網絡的傳輸能力也將得到集中考驗。
毋庸置疑,東京奧運會,將會成為8K顯示的一大重要節(jié)點,助推超高清影響進一步向消費市場普及。這對于消費者來說,肯定是一件好事。
因為,完整的4K/8K影像意味著高幀率(HFR)、高動態(tài)(HDR)、高分辨率(HD)、寬色域(WCG),以及更優(yōu)質的音效等等,多維度的共同優(yōu)化帶來的是更極致的體驗升級,客廳的娛樂性將進一步提高。
這也賦予了電視大屏新的競爭力。
在移動互聯網時代,網絡流媒體的內容能力越來越強大,以手機為代表的各類小屏足以覆蓋電視所能提供的大部分內容。與此同時,IMAX、3D等電影顯示分類也給消費者帶來了更震撼的視聽沖擊。
于是,重體驗的用戶越來越多地走進電影院,而只關心內容的用戶只要一臺手機就夠了。
電視變得越來越尷尬,其客廳中心入口的優(yōu)勢正在喪失。
在這樣的情況下,超高清影響所帶來的視聽變革,是電視媒體的關鍵機遇,8K正迎來讓曾經的4K羨慕嫉妒恨的發(fā)展契機。
牽一發(fā)而動全身
在產業(yè)分工細化的背景下,4K/8K超高清顯示的突破,將影響全產業(yè)鏈的資本投入和研發(fā)方向,牽一發(fā)而動全身。
首當其沖的就是面板行業(yè)。
從2K到8K,從小屏到大屏,電視產品規(guī)格的提升無一例外都是由面板技術的突破所帶動的。
這次也是如此。三星、夏普、京東方、友達光電、華星光電、群創(chuàng)光電等大廠都已經將靶心瞄準了65寸以上的大尺寸LCD屏,整個行業(yè)的競爭急劇提升。而LGD的大尺寸OLED電視面板,在短期內仍將是OLED面板領域的絕對霸主,今年出貨量預計將達到370萬片。
聚焦到國內,面板領域的“追趕超越”一刻也沒落下。
今年3月,目前全球最高世代TFT-LCD生產線——京東方合肥10.5代線開始量產,成為了8K普及的第一步。
TCL也不甘示弱,大手筆砸下427億元,在深圳投建11代線,主打65"、70"、75"的8K超高清顯示屏及65"OLED、75"OLED顯示屏。這一產線計劃將在2021年3月正式實現量產。
在面板廠商的助力下上,全球主流電視廠商紛紛入局:夏普率先推出消費級8K電視;三星推出了最豐富的8K電視產品線;LG發(fā)布了全球最大的8K OLED屏幕,首次將8K與OLED的相結合;索尼研發(fā)基于8K HDR顯示的高端畫質圖像處理引擎;TCL則專注于4K畫質高動態(tài)渲染。
據IHS預測,2019年8K電視出貨量將從2018年的2萬臺增至43萬臺,到2020年接近200萬臺。所有的增長都集中在60英寸及以上尺寸的電視上,其中65寸電視將占據逾半數。到2020年,8K電視將占據60英寸及以上尺寸面板市場的9%。
然而,如火如荼的架勢之下,這條產業(yè)鏈的脆弱是不容忽視的。
就連跑得最快的面板領域,無論是良率還是產能都還處于爬坡階段,這也導致了8K電視的價格高到與太陽肩并肩。
另外,整個8K產業(yè)鏈非常長,包括芯片、顯示面板、拍攝設備、內容、存儲、網絡傳輸、編解碼等環(huán)節(jié)——眼下,除了面板之外,其它環(huán)節(jié)都在拖8K電視的后腿。
例如,由于8K液晶面板像素密度更高,需要更強的驅動能力、計算能力和處理能力。但是,T-Con、驅動IC和SoC等關鍵元器件目前均沒有實現大規(guī)模量產。
同時,HDMI音視頻接口也是拖后腿的一員。目前,HDMI 2.0最高僅支持60Hz 4K內容傳輸,HDMI 2.1才能支持60Hz 8K內容傳輸,但是HDMI 2.1還沒有成熟。
制約8K發(fā)展的,還有編解碼技術。為了實現8K信息的傳輸,需要更高效率的壓縮技術。H.265技術比H.264技術的壓縮效率提升50%以上,可以進一步降低8K的傳輸帶寬。但是目前H.265的硬件開發(fā)主要集中在4K。
在這里就不得不提三星。受益于全產業(yè)鏈垂直整合布局的戰(zhàn)略,三星的8K電視解決方案較為完備,其目前推出的QLED電視都支持HDMI 2.1版本接口,而且能夠推進驅動IC等元器件的快速落地。
但有一點,三星也難以控制,那就是內容。
和4K一樣,8K也逃不了內容匱乏的困境。目前,除了日本NHK宣布推出了8K節(jié)目頻道之外,全球幾乎沒有任何平臺化8K的內容。
最直接的原因就是“貴”。8K設備門檻更高,一個8K攝像鏡頭價格超過200萬美元,而通常一場體育直播需要20多個鏡頭——昂貴的價格背后仍舊是產業(yè)鏈過于稚嫩。
據IHS Markit預測,2019年,8K電視出貨量將為43萬臺,2020年達到360萬臺,增速很大,體量卻很小。
但是,這樣的階段性難題與絕佳的發(fā)展機遇相比,并不會動搖超高清產業(yè)崛起的趨勢。
國家隊的入局更堅定了這一方向的正確性。
為了推動4K和8K的普及,2018年3月,中國超高清視頻產業(yè)聯盟成立。2018年底,中央廣播電視總臺與中國電信、中國移動、中國聯通、華為公司簽署戰(zhàn)略協議合作建設國家級5G新媒體平臺,進行4K超高清頻道落地和5G新媒體試驗。
同時,在5G商用日漸普及之后,在超高清遠程醫(yī)療、超高清遠程教育等領域,8K將起到至關重要的作用。
雖有困難,但前途是光明的。在5G這片希望的田野上,8K已經遇到了最好的發(fā)展契機。5G+8K的王炸組合,正在展現力量。
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