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超高清視頻產(chǎn)業(yè)解析及政策建議

2021-10-13 13:41:51
來(lái)源:中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導報 作者:施煒 評論:0
  核心閱讀

  超高清視頻(UHD)是具有4K或8K分辨率,符合高幀率、高位深、寬色域、高動(dòng)態(tài)范圍等技術(shù)要求的新一代視頻。我國視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展可分為發(fā)展期、成熟期、爆發(fā)期和超視頻時(shí)代4個(gè)階段,視頻技術(shù)經(jīng)歷了由模擬向數字標清、數字高清的演進(jìn),正在向超高清(4K/8K)跨越式發(fā)展。

  視頻是信息呈現、傳播和利用的重要載體,視頻技術(shù)是電子信息產(chǎn)業(yè)的核心基礎技術(shù)之一。超高清視頻以更強的信息承載能力和更具潛力的應用價(jià)值,將為消費升級、行業(yè)創(chuàng )新、社會(huì )治理提供新場(chǎng)景、新要素、新工具,帶動(dòng)信息產(chǎn)業(yè)整體升級,加速以視頻為核心的行業(yè)向智能化轉型。展望未來(lái),關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化加速,將彌補產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節短板;5G、VR、AI與超高清視頻快速融合,將促進(jìn)行業(yè)應用規模持續擴大;公共服務(wù)平臺和區域產(chǎn)業(yè)載體不斷完善,將加大對產(chǎn)業(yè)支撐服務(wù)力度。


超高清視頻的六維技術(shù)

  一、超高清視頻產(chǎn)業(yè)概況

  1.超高清視頻的定義

  超高清視頻(UHD)是具有4K或8K分辨率,符合高幀率、高位深、寬色域、高動(dòng)態(tài)范圍等技術(shù)要求的新一代視頻。從視頻分辨率上劃分,可以分為標清、高清、全高清、超高清4種。其中,超高清是指視頻畫(huà)面分辨率在4K以上。相比全高清,超高清在分辨率和像素上有了明顯的提升,4K和8K的像素點(diǎn)數量分別是全高清的4倍和16倍。更高分辨率最直觀(guān)的體現就是,視頻畫(huà)面呈現在相同尺寸電視屏幕上會(huì )更加清晰,畫(huà)質(zhì)更加出色,具有更豐富的畫(huà)面細節。

  除了分辨率以外,視覺(jué)效果的提升,還需要考慮其他技術(shù)指標。超高清從6個(gè)維度:分辨率、高幀率、高色深、寬色域、高動(dòng)態(tài)范圍、三維聲提升視聽(tīng)效果。每一個(gè)維度都從特定方向提升畫(huà)面的觀(guān)感,6個(gè)維度的同步提升能夠給觀(guān)眾帶來(lái)顛覆式收視體驗,更美妙的沉浸感和代入感。

  2.我國超高清視頻的演進(jìn)過(guò)程

  國內視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展,可分為發(fā)展期、成熟期、爆發(fā)期和超視頻時(shí)代4個(gè)階段,視頻技術(shù)經(jīng)歷了由模擬向數字標清、數字高清的演進(jìn),正在向超高清(4K/8K)跨越式發(fā)展。我國對超高清電視頻道的探索起步于2014年,規?;l(fā)展始于2018年。2014年8月,我國首個(gè)4K超高清頻道在大連試播;2018年9月,國家廣電總局對4K超高清電視節目制作和播出系統進(jìn)行了標準化,并同意調整廣東廣電綜合頻道為全國首個(gè)省級電視4K超高清頻道;2018年10月,中央電視臺推出了4K超高清實(shí)驗頻道,并在2019年春晚首次運用5G和4K超高清技術(shù)進(jìn)行直播。

  3.產(chǎn)業(yè)驅動(dòng)因素

  相關(guān)政策密集出臺,在國家和地方層面大力推進(jìn)超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展。其中,工信部、國家廣電總局等部門(mén)發(fā)布的《超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計劃(2019-2022年)》提出,全國超高清產(chǎn)業(yè)3年總體發(fā)展路線(xiàn)以“4K先行、兼顧8K”為方向,并從多角度、兩階段明確發(fā)展規劃目標,大力推進(jìn)超高清視頻產(chǎn)業(yè)與相關(guān)領(lǐng)域的應用。國家定調超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標后,地方政策加速跟進(jìn),北京、上海、廣東、山東等多個(gè)省市陸續發(fā)布了地方超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計劃,明確了超高清視頻產(chǎn)業(yè)和應用發(fā)展的主要任務(wù)、推進(jìn)措施,“央地聯(lián)動(dòng)、多點(diǎn)開(kāi)花”的產(chǎn)業(yè)格局逐漸成型。

  在市場(chǎng)方面,超高清視頻顛覆式收視體驗,提升了人們的生活品質(zhì)。作為傳遞視頻信息的重要載體,電視經(jīng)過(guò)多代發(fā)展,已從黑白模擬電視演進(jìn)到超高清數字電視。從上世紀電視開(kāi)始普及后,人們對電視畫(huà)質(zhì)的追求也愈加強烈,對更好的收視體驗有更高的向往,超高清視頻能夠全方位大幅提升視頻畫(huà)質(zhì)和音效,給觀(guān)眾提供身臨其境般的收視體驗,超高清視頻技術(shù)將給人們帶來(lái)更高質(zhì)量的生活。

  在技術(shù)方面,移動(dòng)端和固定端雙雙發(fā)力,推動(dòng)超高清視頻發(fā)展。隨著(zhù)5G大規模商業(yè)化加速和5G手機的加快普及,超高清視頻有望成為5G的首批應用場(chǎng)景。5G具有低延時(shí)、高速率、大容量的特征,能夠滿(mǎn)足移動(dòng)端對收看超高清視頻直播、點(diǎn)播的網(wǎng)絡(luò )需求。同時(shí),隨著(zhù)有線(xiàn)寬帶的進(jìn)一步普及、光纖滲透率的提升,以及IPTV的加快普及,在移動(dòng)端有望加速超高清視頻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

  因此,我國在超高清視頻發(fā)展方面雖然起步較晚,但依托巨大市場(chǎng)空間和雄厚產(chǎn)業(yè)基礎,擁有顯著(zhù)的后發(fā)優(yōu)勢,政策也大力支持該產(chǎn)業(yè),賽道進(jìn)入黃金發(fā)展期。


我國視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展重要時(shí)間線(xiàn)

  二、超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀

  1.產(chǎn)業(yè)鏈分析

  超高清視頻產(chǎn)業(yè)鏈分為核心層、服務(wù)層和應用層。

  超高清視頻本質(zhì)是技術(shù)迭代升級,因此產(chǎn)業(yè)鏈與現有視頻產(chǎn)業(yè)鏈相差不大。與現有視頻產(chǎn)業(yè)不同的是,超高清視頻產(chǎn)業(yè)核心層,在于硬件設備層面。超高清視頻需要使用專(zhuān)用超高清攝像機進(jìn)行內容采集,然后經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)定制的圖形圖像編輯系統進(jìn)行剪輯制作,通過(guò)壓縮效率更高的編碼技術(shù)(主流的超高清編碼模式為H.265),儲存在更大容量的存儲設備上。由于超高清視頻所承載的數據遠大于高清視頻,因此后續需要更大帶寬網(wǎng)絡(luò )傳輸方式進(jìn)行視頻內容傳輸,最終才能以真正的超高清視頻圖像,呈現在用戶(hù)的超高清視頻終端上。

  超高清視頻產(chǎn)業(yè)鏈“木桶效應”十分顯著(zhù)。要讓用戶(hù)體驗到真正的超高清,就需要對現有視頻產(chǎn)業(yè)鏈的幾乎每一環(huán)節進(jìn)行升級迭代才能實(shí)現。如果某一環(huán)節無(wú)法達到上述標準,則無(wú)法實(shí)現真正意義上的超高清,最終影響到用戶(hù)收視體驗。

  2.產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵點(diǎn)

  目前我國超高清視頻產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期階段,超高清視頻內容供給仍較少、采集制作等關(guān)鍵技術(shù)仍需進(jìn)一步提高、消費級終端還未大規模普及等行業(yè)痛點(diǎn),制約了超高清產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。其中視頻編轉碼,是視頻采集、生產(chǎn)、直播、傳輸到呈現的全鏈條中最為關(guān)鍵的環(huán)節之一,編轉碼技術(shù)的先進(jìn)性,很大程度上決定了超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的進(jìn)程。視頻編碼是指通過(guò)壓縮技術(shù),將原始視頻文件轉換為另一種格式的視頻文件的過(guò)程。利用視頻編碼技術(shù),可以去除冗余信息,在保持較高視頻質(zhì)量的前提下,大大縮小視頻的存儲容量。超高清原始視頻的存儲容量通常很大,視頻編轉碼技術(shù)顯得尤為重要。

  視頻編轉碼設備產(chǎn)業(yè)鏈包含硬件零部件、視頻轉碼設備及集成視頻設備,其中硬件零部件主要包括服務(wù)器、顯卡、視頻采集卡、交換機和編轉碼芯片;視頻轉碼設備包含編解碼器、調制器、加擾器和適配器,其中編碼器處于核心地位;集成視頻設備主要有攝像頭和直導播終端等,集成了視頻編轉碼軟件、視頻處理軟件等軟件服務(wù),對原始視頻進(jìn)行智能分析和處理。

  3.市場(chǎng)規模

  超高清視頻產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節持續發(fā)力,產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規??焖僭鲩L(cháng),2020年我國超高清視頻產(chǎn)業(yè)總規模達1.8萬(wàn)億元。其中,超高清視頻核心環(huán)節直接銷(xiāo)售收入超過(guò)8100億元,行業(yè)應用規模超過(guò)9800億元。

  同時(shí),超高清視頻產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的年增長(cháng)率在逐步加快。但是,在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期增長(cháng)率較低,這是因為產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節都處于起步階段,需要應對制作、傳輸和分發(fā)等環(huán)節的諸多挑戰。然而,2019年國家政策對超高清視頻產(chǎn)業(yè)未來(lái)4年的發(fā)展定調,使得產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)一步提速,預計后續將保持34%以上的增長(cháng),且逐年加快,到2022年將超3萬(wàn)億元。其中,應用端市場(chǎng)規模將超過(guò)1.8萬(wàn)億元;核心設備層的終端呈現設備市場(chǎng)規模將接近7000億元、網(wǎng)絡(luò )傳輸設備將超過(guò)2000億元、視頻生產(chǎn)設備將接近1000億元;此外,服務(wù)層市場(chǎng)規模接近2000億元,芯片市場(chǎng)將超過(guò)1000億元,顯示面板市場(chǎng)規模將達1660億元。

  4.應用情況

  在5G網(wǎng)絡(luò )大規模部署和產(chǎn)業(yè)政策利好的大背景下,超高清視頻技術(shù)已廣泛應用于文教娛樂(lè )、工業(yè)制造、安防監控、醫療健康、智能交通等諸多領(lǐng)域。

  5.存在問(wèn)題

  一是產(chǎn)業(yè)鏈部分環(huán)節對外依存度較高,上游核心元器件存在短板。超高清視頻產(chǎn)業(yè)鏈中的采集、制作、編碼、網(wǎng)絡(luò )傳輸、終端等各環(huán)節的設備,均存在關(guān)鍵元器件依賴(lài)進(jìn)口的情況,本土化程度不高。超高清視頻通用類(lèi)短板主要包括存儲芯片、圖像處理芯片(GPU)、激光驅動(dòng)芯片與激光器、網(wǎng)絡(luò )芯片、光學(xué)部件、音視頻測試儀表、智能電視操作系統等,與我國電子信息產(chǎn)業(yè)在核心元器件、電子專(zhuān)用設備、基礎軟件等領(lǐng)域技術(shù)積累淺、研發(fā)實(shí)力弱、產(chǎn)業(yè)化投入不足的狀況基本吻合,美、日、韓、歐等國家和地區在通用類(lèi)技術(shù)產(chǎn)品方面占據較大優(yōu)勢地位。

  二是由于換代成本高,疊加商業(yè)模式不清晰,目前內容生產(chǎn)方整體對視頻生產(chǎn)設備換代意愿較低。對于內容生產(chǎn)方來(lái)說(shuō),生產(chǎn)超高清視頻,意味著(zhù)要對現有視頻生產(chǎn)設備進(jìn)行全面升級換代。這其中包括:設備采購成本、人員培訓成本和內容制作成本。因此,在目前使用超高清視頻技術(shù)尚不能給內容生產(chǎn)方帶來(lái)明顯收益的階段,同時(shí)疊加升級換代成本高昂,使得內容生產(chǎn)方,對超高清換代意愿沒(méi)有終端廠(chǎng)商強烈,極大地限制了超高清視頻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。此外,受廣電內容監管、傳播體系利益分成等因素影響,4K頻道內容覆蓋范圍小,用戶(hù)難以體驗到4K內容,亟待建立電視臺和網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商合作共贏(yíng)的新模式、新業(yè)態(tài)。

  三是國內超高清視頻產(chǎn)業(yè)缺少強有力的實(shí)體化組織,國際影響力和話(huà)語(yǔ)權較弱。我國超高清視頻產(chǎn)業(yè)起步相對較晚,對國內外優(yōu)勢資源的整合利用不足,與海外優(yōu)勢地區、優(yōu)勢企業(yè)的業(yè)務(wù)合作較少,缺乏有行業(yè)影響力的國際性行業(yè)組織,在中國品牌海外推廣、國際標準及規則制定等方面話(huà)語(yǔ)權較弱。


2017-2022年我國超高清視頻產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值

  三、超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

  1.各區域產(chǎn)業(yè)發(fā)展更加聚焦特色

  有條件地區基于自身資源稟賦,積極構建各具特色的超高清視頻產(chǎn)業(yè)基地,開(kāi)展關(guān)鍵設備、系統、網(wǎng)絡(luò )的集成與驗證,強化了產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系構建服務(wù)能力。例如,廣東省將加速建設國家超高清視頻應用示范區,帶動(dòng)超高清面板、芯片和整機規模持續擴大;北京市積極打造以8K集成測試為特色的前端設備基地,帶動(dòng)超高清轉播/直播及產(chǎn)業(yè)化支撐能力進(jìn)一步成熟;四川省主要打造8K制播設備研發(fā)及內容生產(chǎn)基地;安徽省發(fā)揮新型顯示、IC、AI等優(yōu)勢,形成行業(yè)應用示范基地;湖南省集聚內容制作企業(yè),打造視頻文創(chuàng )產(chǎn)業(yè)基地。

  2.應用方向趨于大屏,應用場(chǎng)景偏向文娛

  超高分辨率,對于應用在手機端的必要性不足,且額外增加電池消耗,而越大的屏幕越能發(fā)揮出超高清視頻技術(shù)的優(yōu)勢,因此超高清視頻適用于一切需要大屏的應用場(chǎng)景。超高清視頻典型的應用場(chǎng)景,分為文娛應用和工業(yè)應用,而文娛應用將會(huì )是主要的應用場(chǎng)景。文娛應用場(chǎng)景包括圍繞家庭電視相關(guān)的直播和影視內容、線(xiàn)下場(chǎng)館的沉浸式展演、博物館與天文館虛擬實(shí)境等。工業(yè)應用包括醫療健康、安防監控、智能交通和工業(yè)制造需要大屏進(jìn)行清晰顯示的領(lǐng)域。據預測,到2022年,我國超高清視頻在文娛領(lǐng)域應用的市場(chǎng)規?;驅⑦_到1.3萬(wàn)億元,遠超工業(yè)應用領(lǐng)域的5040億元。因此,文娛應用將是超高清視頻未來(lái)主要的應用場(chǎng)景。

  3.實(shí)時(shí)高清直播或成新趨勢

  超高清直播將被廣泛應用于體育賽事和大型晚會(huì )、活動(dòng)直播、遠程教育等領(lǐng)域,5G技術(shù)將助力超高清有效提升觀(guān)眾的視聽(tīng)體驗感。2020年全國“兩會(huì )”首次實(shí)現“5G+8K+衛星”直播報道,2020年央視春晚應用“5G+8K”進(jìn)行超高清遠程轉播。此外,超高清視頻與VR/AR技術(shù)的融合,也會(huì )促進(jìn)直播內容的豐富。例如,北京故宮博物院與富士康夏普合作,運用8K技術(shù)在2018年推出了《清明上河圖3.0》,通過(guò)多媒體長(cháng)卷、全息互動(dòng)劇場(chǎng)和球幕影院,為觀(guān)眾帶來(lái)了全新而獨特的文化體驗。

  4.各個(gè)衍生領(lǐng)域應用場(chǎng)景多元化協(xié)同發(fā)展

  在教育領(lǐng)域,超高清視頻在在線(xiàn)教育、智慧課堂場(chǎng)景下,具有廣泛應用前景。超高清視頻與AR/VR的結合,幫助在線(xiàn)教育的發(fā)展和教學(xué)形式的多樣化。在娛樂(lè )領(lǐng)域,更多游戲會(huì )從移動(dòng)設備和電腦端走向電視、投影。超高清視頻明顯改善了游戲畫(huà)質(zhì),將提高玩家的視覺(jué)體驗。結合VR/AR技術(shù),游戲效果將更為逼真,使玩家具備沉浸式的游戲體驗。在醫療領(lǐng)域,超高清視頻可以被運用于精準醫療、遠程診斷、遠程疑難病例討論、遠程重癥監護、遠程手術(shù)示教等方向,有助于解決區域間醫療資源不平衡,提高醫療資源使用效率。此外,以5G+AI技術(shù)為主導的4K/8K超高清視頻解決方案,將會(huì )對智能安防場(chǎng)景實(shí)現進(jìn)一步優(yōu)化。


超高清視頻產(chǎn)業(yè)鏈解析

  四、對超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的幾點(diǎn)建議

  1.對政府:發(fā)揮政策先導優(yōu)勢

  政府部門(mén)應梳理超高清全產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節的關(guān)鍵技術(shù),組織攻關(guān)。重點(diǎn)支持超高清視頻采集設備、制作設備、編解碼設備、網(wǎng)絡(luò )傳輸設備、終端顯示設備等研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化;鼓勵擁有4K超高清技術(shù)的企業(yè)發(fā)揮產(chǎn)業(yè)協(xié)同作用,帶動(dòng)更多企業(yè)進(jìn)行8K技術(shù)研發(fā);重點(diǎn)鼓勵芯片企業(yè)進(jìn)行編解碼芯片的研制和產(chǎn)業(yè)化;借鑒國內各地超高清視頻領(lǐng)域的協(xié)同模式,引導發(fā)揮地方區位優(yōu)勢,率先打造超高清產(chǎn)業(yè)應用創(chuàng )新協(xié)同中心;協(xié)調產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)聚焦關(guān)鍵標準研制和評測認證,形成與國家、行業(yè)標準協(xié)同發(fā)展的格局。

  2. 對企業(yè):發(fā)展路徑向“中高端”轉型

  企業(yè)應大力開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研協(xié)作,面向色度學(xué)、HDR轉換函數、音頻處理、編碼算法等基礎技術(shù)研究,加速研發(fā)突破超高清視頻產(chǎn)業(yè)在重點(diǎn)領(lǐng)域的關(guān)鍵核心技術(shù),如高性能存儲芯片、超高清圖像傳感器等,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新成果積累,推動(dòng)創(chuàng )新成果產(chǎn)業(yè)化。針對芯片,編解碼,光學(xué)器件,圖像處理,光電顯示,視頻編輯、剪輯、制作等重點(diǎn)領(lǐng)域,著(zhù)力引進(jìn)和培育超高清視頻領(lǐng)域高端技術(shù)人才,加大高水平創(chuàng )新人才梯隊建設力度,構建開(kāi)放合作交流的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。強化自身技術(shù)創(chuàng )新能力,打破低價(jià)競爭局面,擴展市場(chǎng)利潤空間。

  3. 對投資機構:重點(diǎn)關(guān)注關(guān)鍵技術(shù)及內容應用

  隨著(zhù)5G逐漸商用落地,超高清領(lǐng)域的演進(jìn)將推動(dòng)多個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)新機遇,而高質(zhì)量編轉碼技術(shù)是貫穿超高清產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù),建議著(zhù)重關(guān)注編轉碼技術(shù)領(lǐng)域。此外,工信部等發(fā)布的《超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計劃(2019-2022年)》更是把內容制作作為重點(diǎn),提出到2022年超高清視頻年制作能力達到3萬(wàn)小時(shí)。因此,超高清視頻產(chǎn)業(yè)的重心,正逐漸從終端設備普及過(guò)渡到內容生產(chǎn)和應用,大屏端的新媒體發(fā)展趨勢亦應予以關(guān)注。

  (作者單位系北大科技園創(chuàng )新研究院)

(責任編輯:韓夢(mèng)晨)

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