北京冬奥8K超高清的“练兵场”和“展示台”

2022年02月10日/ 浏览 1016

从标清到高清,再到超高清4K、8K……北京2022年冬奥会,在为观众带来身临其境极致体验的同时,也将作为我国转播技术的“练兵场”和“展示台”。

中国电影电视技术学会转播技术专委会专家委员陈辰,从雅典2004年奥运会的技术切换者,到中央广播电视总台北京2022年冬奥会外场转播项目负责人,亲历了我国转播技术的快速发展,见证了我国超高清应用探索向世界第一方阵进军的时刻。

不久前,陈辰带领团队进入北京冬奥场馆,开始了架设和测试工作。由于前期准备充分,此时的他并不觉得紧张,反而感到平静。

       8K“看”冬奥

8K是目前世界上电视播出技术最高标准,8K电视节目画面分辨率可达7680×4320像素,比4K超高清画面增加了4倍的像素点,可以带给观众更真实、更震撼、沉浸式的极致体验。

为实现“科技冬奥·8K看冬奥”的目标,陈辰团队除了承担北京冬奥会全4K超高清信号制作任务,还提供开闭幕式、首钢滑雪大跳台的8K 公共信号制作,同时对花样滑冰和短道速滑进行8K内容制播。

在陈辰看来,此次8K超高清技术得以在冬奥会中应用,与此前4K技术的突破和应用密不可分。

2019年,陈辰团队接到了一项重要任务——国庆70周年阅兵式的4K超高清直播。

“当时的4K超高清技术投入时间短,对全世界而言都是一个新技术,我们必须保证它的稳定性和先进性。”陈辰说。

为此,他们开始了紧锣密鼓的“边测试边建设”。一方面,开展大量测试,及时发现系统架构和设计上的漏洞,保证技术稳定性;另一方面,进行转播系统的工程建设,并保证转播车车体建设的安全可靠。

阅兵式的转播工作是不允许出现任何问题。为了确保万无一失,他们经常进行长时间的密集测试,有时是从早到晚,有时是通宵达旦。经过近半年的攻坚克难,最终让亿万观众享受到一场身临其境的4K超高清视听体验。

为切实实现“8K看冬奥”,2022年1月24日,中央广播电视总台8K超高清频道开播暨“百城千屏”公共大屏项目正式启动。北京冬奥会期间,总台CCTV-8K超高清频道将在北京和广东有线电视网进网入户,并在全国数百块超高清大屏上同步播出。

       高速精准捕捉

参赛选手冲刺、争夺、庆祝的瞬间,往往也是观众最激动的时刻。这就需要能够实现快速精准捕捉的特种摄像系统,尤其是在冬奥会的速滑比赛项目上。

在国家速滑馆里,由陀螺仪轨道车和一个360米长的U型轨道组成的大型设备,“包围”着速滑馆赛道。这就是名为“猎豹”的特种摄像系统,将完成速滑比赛的拍摄任务。

速滑比赛中,运动员平均速度约50公里/小时,有些运动员极限速度可达70公里/小时,而“猎豹”可实现90公里/小时的高速跟踪拍摄。

中央广播电视总台特种设备科负责人赵伟说,之所以叫“猎豹”,是因为它高速和敏捷,不仅能实时跟踪运动员,还能在运动员弯道争夺时,快速从其身后超越,捕捉精彩画面,并完成瞬间加速和减速等动作。

实际上,赵伟参与了很多特种摄像设备的研制,但“猎豹”是比较特殊的,因为以往赛道主要是直线型的,而速滑比赛是U型弯道,这对特种设备有着更“苛刻”的要求。

他介绍说,直线赛道摄像系统主要有两种实现途径。一种是通过电动机直接驱动轨道车轮高速运转,进而带动轨道车上的摄像机完成拍摄任务,但由于高速轨道截面积小且光滑,摩擦系数无法支持轮系的频繁加减速动作,容易造成轨道车弯道打滑。

另一种方法是牵引式,在轨道端头放置电动机,通过缆绳拉动载有摄像机的轨道车来回穿梭,但这种方法也难以实现弯道拍摄需求。

最终,他们将整个轨道系统设计成一套感应式直线电动机,轨道车成为电动机的初级,通过电磁力驱动承载陀螺仪摄像机的轨道车实现敏捷的加速和减速。

“猎豹”特种摄像系统  受访者供图

       从进口到自主研发

当时国际上已经有一台可以实现U型赛道摄像的特种设备,但在赵伟看来,研发我国自主的特种摄像设备更具有重要意义。

“一方面,作为国家媒体,中央广播电视总台应该起到技术引领作用。另一方面,速度滑冰的电视转播技术,可以说是冰上项目转播的‘天花板’,这将在国际舞台上展示我国电视技术水平。”

经过两年多的研发,“猎豹”终于成型。研制出来的特种设备需要在模拟赛道上测试参数,但360米的U型赛道需要1万多平米的场地,而且“猎豹”属于精密设备,不能“风吹雨淋”,必须选择室内场地,高昂的试验成本难坏了他们。

最终,在中央广播电视总台的支持下,他们在台里的地下车库一层搭建了270米的U型测试轨道。

赵伟说,“作为一名技术人员,我希望研发的成果能发挥出价值,不辜负台里的信任”。赵伟1987年就进入中央广播电视总台工作。当时我国的电视设备主要源自进口,甚至有些转播车上的螺丝钉也是进口。这深深触动着赵伟。

30多年来,每当他与团队看到新技术和新设备时,总会思考如何把新技术用在自己的设备上,研发出我国自己的系统,“这是我们电视科技工作者的分内之事”。

“我们作为冬奥会的科技工作者,要把自己的工作做到最佳状态,也要让设备呈现出最佳效果。这就是对冬奥会最好的诠释。”赵伟说。

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