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商会动态

8K 和光场/全息技术的发展现状

四川省超高清视频产业
新闻来源: 四川省超高清视频产业联盟
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发布日期:2021-11-23

本次演讲由 Insight Media 的总裁, 也是 8k 协会的执行董事 Chris Chinnock 带来。演讲的主题是 8K 和光场/全息技术的发展现状,探讨了使用 8K 的现实动机,并概览了目前正在进行的工作,即把成像进一步推向光场和全息技术。

           



首先 Chris 分别从 8K 内容的生产、分发以及显示技术等方面进行展开。


8K 是分辨率演变的下一步,正如我们在 4K 中看到的那样,除了分辨率,它还涉及更高的动态范围、更广色域和更高帧率。8K 提供了很大的灵活性,它创造了一些机会,但也带来了一些挑战,



  • 8K 内容生产


8K 内容捕获有许多好处,8K 因其更密集的像素会给我们带来更宽阔的视角,而且内容噪声也很低,除了 8K 本身,你可以提供一个单一的摄像机画面,它可以被切割成两个、三个或更多的高清画面,看起来像三个不同的摄像机,重新组织成低分辨率(4K/2K),从而为较低的分辨率内容的生产与分发也提供了更多选择。

市场上也涌现了一批 8K 相机,包括电影级、广播级、消费级(智能手机)等,越来越低的硬件成本无疑也会推动 8K 产业的发展。8K 的应用也开始广泛起来,包括正在举办的东京奥运会,以及 2022 年的北京冬奥会和世界杯,8K 都在发挥它的作用。此外,8K 电影也在逐渐进入人们的视野。

8K 直播内容和离线内容制作流程已经逐渐趋于成熟,而它的痛点在于它需要更强大的处理能力、更大的存储能力以及更大的传输带宽,这与当年 4K刚开始的发展的痛点是一样的,这些痛点在基于离线的应用上已经被解决,得益于云上基础设施的完善,云处理、云存储和远程生产带来了新机。而在广播方面,挑战仍然存在。


  • 8K 内容分发


对于内容分发,解决带宽问题是关键,这意味着需要更高压缩率的编码器,然后传递给观众。HEVC、AV1、LCEVC、VVC、EVC、AVS3 和其他编解码器各有优势,这些编解码器有望帮助将8K内容进行分发。NHK 正在使用 HEVC 以及 80~100Mbps 带宽的卫星服务进行分发,这不适用于大规模的使用。如何将带宽降低到更容易管理的 15~25Mbps 是急需解决的问题。

除了更高效的编码器,智能媒体流策略成为了 8K 内容分发的一个解决方法。中心思想是将 8K 内容智能降采样到 4K,再通过现有编码器进行编码分发,再在客户端升采样到 8K。为了更好的质量,基于 AI 的重采样、内容感知编码、自适应编码、AI 辅助编码也被更多的应用到 8K 内容分发中来。至于传输方面,卫星传输和 5G 传输对于消费级应用还是一个长期挑战,目前为止,有线传输还是最好的方案。



  • 8K 内容显示

8K 转向显示器的问题关键点,Chris 认为是基于 AI 的升采样,而目前许多 8K 电视也支持此功能。这类方法与传统的升采样方法如最近邻或简单双三次方法具有更大的优势,尤其是对 4K 内容的升采样,而 2K 或者更低分辨率则会有保真度的明显下降。

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而 8K 显示设备方面,现在主要是一些电视为主;戴尔也推出了 8K 显示器,夏普也会在今年推出;8K 头戴式 VR 设备(每只眼睛 4K)也已经涌入市场,有传言称苹果将推出每只眼睛 8K 的头戴式设备;至于手提电脑的 8K 显示器也将在 2022/2023 年推出。蓬勃发展的 LCD、OLED、MicroLED 技术将为显示设备的升级助理。

最后,Chris 指出,未经压缩的 8K 视频格式需要 30Gbps 的速度,HDMI 2.1、DisplayPort 1.4a 和 Thunderbolt 都能轻松满足。

随后进入第二个话题,Chris 探讨了为光场显示器或全息显示器生成沉浸式内容。首先这种沉浸式内容的生成主要包括两方面:一方面是使用许多相机来捕捉真实的场景和大量的数据,另一方面是使用 Unity 或 Unreal 等游戏引擎来进行渲染合成。

多相机捕获的形式又具有多种,包括容积捕获(volumetric video)、球形相机、1D/2D 相机阵列、光场相机等等;而使用物理引擎生成需要的元素包括骨架模型以及对不同波长、密度、角度的光照引起对应反射效果的表面材料特性。


除了视觉部分,这类沉浸式内容还需要音频、交互式操作等的配合。而且沉浸式内容还缺少一个具体的标准,庞大的数据率、合成渲染与相机捕获的配合、渲染操作在整个分发流程的位置(云端、边缘还是客户端)、双向交互以及内容压缩都还面临巨大的挑战。

ITMF,即沉浸式技术媒体格式,是一个建议的沉浸式媒体容器,可以容纳计算机图形、体积信息、光场阵列等。对应的解码器只从文件/流中提取它需要的东西,取决于它是一个完整的全息显示还是更简单的东西。媒矿工厂的往期IDEA系列文章有它的具体介绍。

[IDEA Session 7] 理解ITMF标准


在演讲的最后,Chris 介绍了沉浸式显示器的现状,包括光场显示器以及全息显示器和谁在制造它们。


文章来源:煤矿工厂