8K超高清电视发展现状和发展趋势

刘 宁

摘 要本文介绍超高清电视的技术特点，从技术和市场两个变革，电视网络化和数据化是技术发展最突出的特点，电方面分析超高清电视的发展现状；从技术方面介绍了日本视技术全面拥抱互联网，极大提升了电视制作效率和传播NHK8K超高清电视设备在在8K超高清电视发展方面情况；从市场方面分析了效果。用户使用手机或平板电脑在网络环境下（4G或是NAB和CES展会上的展示情况；展WiFi）可以更快、更方便地看电视，使随时随地看电视成示未来8K超高清电视的发展趋势。为可能。而在大屏方面，电视机生产技术不断发展，可以生产的电视机尺寸越来越大，而客厅中的大屏中看到的电视质量并未有大的改变。高清电视已经不能满足用户需求，关键词用户对于更高质量图像和声音的需求催生了超高清电视。超高清电视 8K为适应超高清电视的发展，国际电联一直在推动制定超高清电视标准，在超高清电视标准方面做了大量工作。超高清电视（UHDTV）是4K超高清电视和8K超高国际电联ITU-R BT.2020和ITU-R BT.2100分别对标准动清电视的统称。相比高清电视（HDTV），4K超高清电视的态范围（Standard Dynamic Range，SDR） 、宽色域（Wide 像素数是高清电视的4倍，8K超高清电视的像素数是高清Color Gamut，WCG）的超高清电视（UHDTV）和高动电视的16倍，它们的画面清晰度远超高清电视。超高清电态范围（High Dynamic Range，HDR）视频（包含HDTV视相比高清电视不仅在像素数量上成倍增加，其他性能也和UHDTV）的技术参数进行了规定，这两个标准已成为有很大提升，如：再现色域范围扩大，色彩还原能力超越目前超高清电视技术方面最主要的标准。下面从超高清电高清电视；亮度的动态范围扩大，再现高反差景物的能力视主要技术参数入手看看超高清电视较高清电视到底有哪得到增强。

些变化。

本文首先简单介绍超高清电视的技术特点，然后从技术和市场两个方面介绍超高清电视的发展现状。日本在8K1. 超高清电视像素数量大幅提高

超高清电视发展方面走在了世界前列，本文从技术方面介绍了日本NHK在8K超高清电视发展方面的现状。NAB和CES是广电行业的全球盛会，本文从市场方面介绍了8K超高清电视设备在这两个展会上的展示情况。通过对技术的分析和对市场的观察，我们可以看到未来8K超高清电视的发展趋势。

一 8K超高清电视的技术特点

电视已经进入大屏和小屏并行发展时期。在过去的十多年中，电视传播环境和传播方式发生了性

1FULL HD、4K、8K图像像素数量对比现代电视技术

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关 注 与 交 流高清电视HDTV像素约为200万，4K超高清电视像视相比不仅仅是一个像素数量的变化，更是一个画面质量素数约为830万，8K超高清电视像素达到3300万。从图1的飞跃。因此，有人也把8K超高清电视的特点描述为更多可以直观看出高清电视（HDTV）、4K超高清电视（UHDTV）的像素（水平方向达到8000个像素）、更快的像素（帧率和8K超高清电视的像素数量的差别。8K超高清电视像素达到120帧/秒）、更好的像素（12bit量化）。数在垂直和水平方向上都是高清电视的4倍，总像素数量是高清电视像素数量的16倍。

二 日本NHK超高清电视发展现状

2. 超高清电视重现色域范围大幅度提升

日本NHK在超高清电视技术研究和应用方面走在了ITU-R BT.709规定了高清电视的色域范围，ITU-R

世界前列。根据NHK在2015年IBC上的介绍，NHK从BT.2020则对超高清电视的色域范围进行了规定。以CIE 1995年开始超高清电视的研究，在技术性能研究、产品开1931色域范围（人眼可见颜色范围）作为参照，高清电视发、技术标准化方面做了大量工作。2012年NHK的超高覆盖了大约35.9%，而超高清电视则覆盖了大约75.8%（见清电视视频标准获得国际电联ITU认可；2012年日本建图2）。这就是说，超高清电视可以重现的色彩范围超过了立了4K广播服务委员会；2013年建立了4K测试平台，高清电视的一倍以上，可再现的色域范围大幅提升。目前2014年9月制定了超高清电视（4K/8K）发展路线图（如4K电视已经在市场销售，我们可以看到电器商店内展示的图3）。发展路线图中确定了日本超高清电视发展的关键节4K超高清电视机其色彩和高清电视机完全不同，颜色更加点和节点目标：2016年通过BS卫星进行4K/8K试验广播，自然鲜艳逼真，这就是色域范围提升带来的变化。

2018年通过BS卫星或是其他方式开始4K/8K的商业广播，在2020年东京奥运会上采用8K进行转播并在日本国内普及超高清电视。为实现超高清电视发展路线图确立的发展计划，日本成立了下一代电视和广播推广论坛（The Next Generation Television and Broadcasting Promotion Forum，NexTV-F），日本所有电视台、设备厂家和电信公司都加入了这个组织，共同推动超高清电视的发展。这个组织成立的目的是研究确定超高清电视的技术参数（如像素数量，帧频等），为节目制作和国际节目交换做准备，目前重点研究和开发内容制作、播出、传输、接收等技术设备。

3日本内务省2014年公布的超高清电视（4K和8K）路线图2超高清电视和高清电视的色域对比（黄色三角是高清电视的色域范围，NHK按照其超高清电视发展路线图，充分利用奥运会黑色三角是超高清电视的色域范围）和世界杯等大型赛事对超高清电视技术进行测试。2012年伦敦奥运会和2014世界杯期间，NHK进行了4K超高清测3. 像素深度（bit depth）

试广播。2015年巴西世界杯期间，NHK在巴西的五个比高清电视HDTV的取样深度是8bit或是10bit，而超高赛场地安排了试验团队采集信号，在里约安排了三处接收清电视达到了10bit或是12bit。这就意味着亮度层次更多，点，在日本国内安排了四处接收点，继续测试4K超高清电细节更加细腻逼真。

视。2016年巴西里约奥运会期间，NHK开展了4K/8K广从上面三个主要参数可以看出，超高清电视和高清电

播试验，NHK首次投入8K转播车对开幕式、游泳比赛和

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Viewpoint & Interaction关注与交流田径比赛进行转播，每个项目都使用了4~7台摄像机。考会主角，更多的8K超高清电视设备开始出现。展会期间展虑到观众当时无法买到8K超高清电视机，NHK在日本东京、示的8K超高清专业设备包括摄像机、编辑机、显示器、投大阪和巴西的几个城市设立的展示区中安装8K超高清电视影仪等。机，向公众展示介绍8K超高清电视。SHARP公司在2018年NAB期间主题是“用8K改变2018年平昌冬奥会上，NHK派出了两辆8K超高清转世界（Changing the world with 8K）”，展示了摄像机、编辑机、播车进行制作，两辆音频车用于22.2声道制作，转播了开传送设备等一系列8K超高清产品，展示了在医疗、教育、幕式、花样滑冰、短道速滑、跳台滑雪以及单板大跳台等广播等方面的应用。SHARP展示的8K超高清摄像机是世比赛。每个项目最多有10台摄像机参与制作，包括120帧界上第一台同时实现拍摄、记录、播放、输出功能的8K摄摄像机和慢动作重放设备。花样滑冰和短道速滑比赛转播像机。同时展出的70英寸8K HDR显示器，亮度可以达到中使用了池上和Sony的超高清摄像机，同时使用了NHK1000nit，另外还展示了8K超高清电视信号通过IP进行传的8K 120帧摄像机用于慢动作重放。NHK把8K信号送到输的技术。SHARP公司认为通过构建8K超高清生态系统，日本五个观看展示区，供观众欣赏使用8K超高清技术转播8K超高清电视将改变人们的生活方式。

的比赛，同时也通过卫星进行了8K超高清广播测试。NHKSony公司在2018年NAB展示了8K×4K HDR CLED在2018年平昌冬奥会国际广播中心使用了350英寸投影系屏幕，此巨型屏幕高5.5米，宽9.75米。同时展示的Sony 统，将8K超高清转播信号向记者进行了展示。

UHC-8300 8K超高清摄像机是由Sony公司和NHK公司合NHK在过去的四年中一直在按照其制定的路线图开展作开发，采用了三片1.25英寸的8K CCD，可以输出8K、超高清技术研发和测试工作，我们可以预见在今年6月开4K、HDTV信号。

始的俄罗斯世界杯上，NHK会提升8K制作能力，开展更池上公司在2018年NAB推出了8K超高清摄像机大范围的测试。另外，NHK准备在今年12月开始8K超高SHK-810，这个摄像机也是和NHK合作开发，其外观尺清商业广播，这也将成为世界上第一个8K超高清电视频寸和目前摄像机没有差别，内部使用了3300万超级35mm 道。按照日本超高清发展路线图，NHK所做的工作都是为CMOS感光器件。

2020年东京奥运会8K超高清转播进行准备，并利用2020NHK在2018年NAB上演示了其开发的8K慢动年东京奥运会实现普及超高清电视的目标。

作摄像机，帧频可以做到240帧/秒。Digital Projection NHK在进行8K超高清广播试验的同时，一直在和各International公司 做了3200万像素8K投影机的演示。

设备厂家开展设备研发工作，其研发涵盖了从制作到播出的各个环节，例如：在制作设备方面，NHK已经研制了8K2. 2018小型便携摄像机、8K转播车、8K编辑系统、8K显示系统。

2018年年CESCES展会上，展上8KSony电视机的展示情况

等多家主要的电视设备厂

NHK除了以重大体育赛事为契机推广超高清电视外，家都展示了8K超高清电视机。事实上，2016年就已经开还在2016年里约奥运会后开始利用4K超高清电视播放电始有多个厂家开始展示8K超高清电视机，只是在2018年视剧、自然、历史、旅行和音乐节目，一方面是探索适合展示超高清电视机的厂家更多，产品更丰富。

超高清电视的节目类型，另一方也是吸引观众转向超高清2018年CES新闻发布会上Sony演示了最新的85英电视。

寸8K电视原型机（A8F），亮度达到了10000nit，而目前电视机的最高亮度是2000nit，这台电视机在亮度显示方面已三 从广电展会看8K超高清电视的发展

经做到了极致。SHARP公司在2018年CES展上推出了27英寸的超高清显示器，其像素密度超过了iPhone8，主要用NAB是全球最有影响力的广播电视展会，CES展则是在是图像和视频编辑的专业领域。LG仍然在按照它的“让全球消费电子行业的风向标。通过对NAB和CES展会的我们做一个大的美丽的OLED”的路线，展示了88英寸的观察，可以了解8K超高清电视的市场发展现状，并合理预8K原型机。三星宣布了一个计划，通过AI技术对4K内容测8K超高清电视的未来发展趋势。

进行升级，模拟8K的效果。我们可以看出，各主要电视机厂家都在8K超高清电视机方面进行投入了研究力量，虽然1. 2018在技术方向上有所不同，但都是在为迎接8K超高清电视时2018年年NABNAB上的展会上，全面走向成熟的8K超高清电视技术的展示情况

4K设备成为展

代的到来进行准备。

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关 注 与 交 流四有可能全面采用8K设备制作奥运会公共信号，并把8K、 8K超高清电视的发展特点和发展趋势4K、HDTV等多种格式信号提供给全世界的广播机构，届时肯定会有更多电视台采用4K信号在本国直播奥运比赛，1. 日本更多观众将第一次亲眼目睹采用超高清电视技术转播的奥8K超高清电视应用从全球范围看仍处于起步阶段，目

NHK全面领跑8K超高清电视的发展运会。与此同时，记者和观众在奥运场馆和国际广播中心前仅日本制定了4K/8K超高清电视发展路线图。美国、英国、将会看到8K转播信号，8K将为更多人认识，从而助力8K中国、印度都先后开通了4K广播，但8K广播均没有明确超高清电视的发展。借助东京奥运会，日本也将成为第一计划。

个普及超高清电视的国家，4K如果能被用户接受，那8K日本自2014年发布4K/8K超高清路线图以来，完全按肯定就不远了。日本超高清的普及肯定会给其他国家带来照路线图规定的时间节点开展了试验广播，并逐步在日本示范效应，进而推动8K超高清电视在全球的发展。因此，国内进行推广。进入2018年，平昌冬奥会和俄罗斯世界杯我们相信2020年东京奥运会将成为8K超高清电视发展史两个重要赛事是NHK进行8K超高清电视试验广播的重要上重要的里程碑。

节点。从平昌奥运会的转播情况看，NHK在开幕式以及几个重要项目上都进行了8K超高清制作，相信在马上开始的4. 内容是8K超高清电视发展中短板

世界杯上，NHK将扩大8K超高清制作的范围。在利用重据预测2018年4K超高清电视机将成为市场销售的主要的节目内容开展测试的同时，NHK不断完善8K超高清流，中国也将成为4K电视机最大的市场。目前4K超高清电视的标准和规范，通过和专业设备厂家开展合作研发，电视和8K超高清电视发展中最大的问题是节目内容匮乏，丰富和完善专业制作和传输设备种类。可以看出，日本不足以支撑整个频道的播出，目前开播4K电视的DirectTVNHK从技术和应用等方面全面领跑8K超高清电视的发展。

和Dish平台播出的4K超高清节目内容还是集中在风光纪录片和电影、体育比赛的点播。电视台也在2018年初2. 8K超高清电视技术将进入快速发展时期

基于“央视专区”启动了4K超高清节目试播服务，试播主电视制作网络化和数据化是最近十年来电视制播领域发要提供4K超高清冬奥、2018年春晚节目内容，但节目内生的最大的变化，电视传播手段从以前的开路播出、有线电容距离支撑一个频道播出还有很大差距。提高4K超高清电视、卫星广播进化到通过IP网络进行传播。在电视中心网视节目制作能力是当务之前，各国都在这方面进行部署。络化和数据化的同时，电视技术正在从高清向超高清演进。

目前好莱坞正在考虑用4K或是8K拍摄电影，电影《银河4K设备已经成为2018年NAB展会上的主流设备，在护卫者2》将采用8K进行拍摄。虽然国内外都在尝试制作消费电子市场上4K电视机已经摆满了电器商店的货架，更多的4K或是8K超高清电视内容，但相对于4K和8K4K家用摄像机和带4K功能的数码相机也越来越多，甚至超高清电视技术的快速发展，内容是4K和8K超高清电视很多手机也具备了4K拍摄能力。

发展中的短板。

4K技术和产品的成熟必然会带动8K技术和产品的发展。我们通过观察2018年NAB和CES两大展会，可以看五 总结

出8K超高清设备的生产厂家逐年增加，产品也越来越丰富。从2018年NAB上SHARP公司展示的产品看，8K设2018中国超高清视频（4K）产业发展大会3月在广州备已经不再是单个设备，已经能组成完整的应用系统。我召开，行业内专家认为2018年是4K超高清电视的重点部们有理由相信，8K超高清电视会在4K技术的带动和引领署年，未来五年是关键发展时期。中国移动、中国电信、下，发现更多的市场机会，8K超高清技术会逐步进入快速中国联通三大通讯运营商在超高清电视发展方面都进行了发展时期。

提前布局，腾讯等互联网公司也在技术和内容方面进行了部署，准备迎接超高清电视时代的到来。

3. 2020年东京奥运会将成为8K超高清电视发展史目前在世界上只有日本进行了8K超高清电视的系统测上重要的里程碑

试，没有成熟的运营经验，8K到底可以做什么在行业内也按照日本NHK超高清电视发展路线图，NHK将在是争论的问题。但是如果我们回顾电视行业在过去的发展道2020年东京奥运会进行4K/8K超高清转播。可以预测NHK

路，不论是数字电视刚刚出现时，还是高清电视刚刚出现时，

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Viewpoint & Interaction技术与艺术将启动，调用绑定的事件，并通知自然森林场景建设完成。此时只需要将根节点加入到创建节点中就完成了实现。三 结论可视化编程系统可实现原有无法完成的复杂工作，同时能够快速迅捷地完成重复性工作，这为艺术创作提供了良好的创作手段和技术保障。可视化编程系统基于直观的人8场景生成的最终效果机交互模式增加了逻辑建构时的速度和复杂性。借助应用物位置生成，植物将在创建好的网格中随机生成。在0至可视化编程系统能够创作中大规模且具有可管理环境下的植物数量变量为循环的过程中，采用随机网格策略进行挑艺术场景效果，能够为电视特效生产提供有效的帮助。

选。根据每一个生成域自定义结构的索引变化将其结构中的布尔值进行修改为真值。同时，为了避免重复绘制生参考文献

成域自定义结构的情况发生，在每次进行植物的随机生成[1] Sewell B. Blueprints Visual Scripting for Unreal Engine[M]. Packt Publishing 后，依据索引删除生成域自定义结构中的网格项（图7）。

Ltd, 2015.

而后我们开始执行实际事件，首先设置一个自定义事[2] Valcasara N. Unreal Engine Game Development Blueprints[M]. Packt 件，当这个事件被调用的时候，它会传入网格中最后执行Publishing Ltd, 2015.

的索引，这让工作组知道从哪里开始。完成后会生成一个[3] Shah R. Mastering the Art of Unreal Engine 4-Blueprints[M]. Lulu. com, 2014.角色类，在这里工作组将获得需要关于工作的信息，并且[4] Nitsche M, Ashmore C, Hankinson W, et al. Designing procedural game 变量在创建期间被传递。完成后，事件将被绑定到工作组spaces: A case study[J]. Proceedings of FuturePlay, 2006, 2006.

分发器上。当事件建立完成后，整体执行蓝图闭环形成。[5] Mirahmadi M, Shami A. A novel algorithm for real-time procedural generation 启动时采用分时频率调用机制，即在每个固定的时间戳节of building floor plans[J]. arXiv preprint arXiv:1211.5842, 2012.

点中触发生成事件。

[6] Freiknecht J, Effelsberg W. A Survey on the Procedural Generation of Virtual 最后，当我们启动工作组循环时，可视化编程系统会Worlds[J]. Multimodal Technologies and Interaction, 2017, 1(4): 27.

自动增加植物并对应创建对象的数量。当循环结束时，或[7] De Finetti B. Theory of probability: a critical introductory treatment[M]. John 者工作组创建完成我们所定义的植物数量时，事件分派器

Wiley & Sons, 2017.

（上接第119页）

人们对于技术的质疑，对于如何开展应用都是一无所知。奥运会的契机发展8K超高清电视，可以说是找到了发展随着市场和技术的发展，内容会带动技术的进步，技术也8K超高清电视最好的突破口。

会引领内容的创作。现在手机也可以拍摄高清视频，有的2022年北京冬奥会是2020年东京奥运会后又一重大体甚至可以拍摄4K视频，由此我们可以预测8K从试验到走育赛事，也是我国举办的第一届冬奥会，对于中国有特别向普及只是一个时间问题。

重大的意义。我国提出把2022年冬奥会办成一届精彩、非电视发展史上，需求带动了电视技术的发展，节目内凡、卓越的奥运盛会，使用最新技术对奥运会进行转播也容是电视技术发展的重要推动力。满足受众需求，给观众应是题中应有之义，8K超高清电视技术便成为一个绕不过提供更逼真优美的画面、更生动的声音，一直都是电视技的话题。我们看到，广东已经在2017年底在全国率先开播术所追求的目标。有影响力的内容在电视发展过程中一直了4K频道，电视台也计划在2018年开播4K频道。扮演了很重要的角色，我们所熟悉的世界杯、奥运会、英按照目前的节奏，相信8K频道测试等工作也肯定会提到日超联赛、日本红白歌会，美国超级碗决赛、NBA总决赛等程上来，留给中国进行测试的时间也仅有四年时间，在大内容是电视技术发展的最重要的内容推动力。这些内容对力推进4K广播的同时，适时开展8K广播试验，不仅可以电视技术提出了越来越高的要求，电视技术在需求的推动为2022年奥运转播的进行充分准备，而且会促进8K超高下也不断将视听体验推向更高的高度。日本抓住世界杯和

清电视在中国的普及和发展。

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