以新场景新应用 “反哺”超高清视频技术创新
随着数字经济蓬勃发展，超高清视频在不同领域呈现出愈加广泛的应用前景。在5月8日—10日2023世界超高清视频产业发展大会期间召开的“超高清视频行业应用主题会”上，多位行业专家聚焦超高清视频技术探索与应用经验推广，从智慧医疗、虚拟现实、视觉智能等方面，深入探讨超高清技术在不同行业的最新应用与发展趋势，分享超高清视频融合行业应用的新思想、新经验。
5G为超高清保驾护航
当前，超高清视频与5G、虚拟现实等新一代信息技术深度融合创新发展，催生大量新场景、新应用、新模式，成为千行百业数字化转型的重要赋能力量。
在超高清应用方面，解决超高视频低时延传输的问题，以保障数据的稳定性和安全性，是整个产业链条面临的最重要挑战之一。例如，超高清技术在医疗领域应用核心在于可以提供精细、高质量的医学图像显示，因此如何保证超高清内容的实时传输就显得尤为重要。
与会专家透露，现在的远程医疗方案基本上是通过5G切片技术来结合高性能编解码器。5G切片技术就相当于定制的专用快车道，具有点对点传输、信号稳定、低时延和数据隔离等优势。高性能的解编码器可以近端编码和远端解码，在高质量、低延时和数据稳定这三者中取得一定的平衡。有了这些基础之后，5G技术和超高清技术就可以助力远程医疗。
中山大学中山眼科中心研究员林铎儒指出，目前，中山研究中心已经成立了远程医疗中心，通过高清的影像作为信息载体就可以与合作的医疗机构进行实时讨论。北京协和医院教授团队也通过5G技术和超高清技术对远在3700公里之外的新疆患者，以及处在1200公里以外的浙江患者进行眼底激光治疗。“未来，超清技术和5G技术将继续助力远程医疗继续发展，实现医疗资源下沉，辐射更偏远的地区，提升优质治疗利用率，同时减少患者远距离旅途就医的负担。” 林铎儒说。
5G和视频的融合也正激荡出新机遇。“园区的安全监控需要大范围覆盖，所以要有大带宽网络。”专注于安防监控领域的浙江大华技术股份有限公司副总裁邓志吉指出，现在的视频接入量越来越大，对分布式要求越来越高，需要分布式的智能计算、存储和管理。但是在基础网络里面，以前网络体系对分布式来说建造的复杂度是非常高的，要通过云边端网络分割多层接入汇聚网络的配置，才能解决掉分布式的需求。然而，5G天然具有分布式能力，因其MEC、边缘计算可以通过网络直接汇总到云，所以云边端计算能力分布式刚好在5G原生特性上就能帮我们解决这个问题。“5G解决了视频领域一些传统痛点，从而让我们在新时代可以用视频做更多的事情，这是两者融合碰撞之后所产生的新效果，是行业大趋势。”他强调。
据中国广电医疗基地副总经理李明书介绍，中国广电也依托广电5G网络作为超高清内容的主要传输平台，发挥自身在三网融合、网络赋能等方面的优势，加速超高清内容的分发与价值实现，结合超高清助力医疗、教育等产业转型升级、赋能内容生产。
虚拟现实是绕不开的话题
提到超高清视频的行业应用，虚拟现实技术是绕不开的话题。元宇宙、虚拟现实等融合超高清制作技术为智慧医疗、影视制作、短视频生成、文旅演艺、直播电商和教育培训等行业创新发展提供了新手段，为受众带来新体验。
为提升超高清虚拟制作的效率和质量，2020年，中央广播电视总台联合凌云光公司开展技术攻关，在其机器视觉技术基础上，研发了XR虚实融合超高清制作系统。该系统采用LED屏幕搭建演播空间，通过三维渲染引擎在LED屏幕上实时呈现动态虚拟场景，实现虚拟空间与现实世界的无缝衔接，全面提升了视频内容生产效率和虚拟视觉呈现效果，该系统已在总台春晚、《国家宝藏》等100多档精品节目制作中成功应用。
“运用XR技术，打造实时在线的虚拟场景和高仿真数字人，构建沉浸式视听体验虚拟空间，探索开展文化元宇宙示范应用。同时，通过AR、VR和超高清技术的结合，为医疗、教育等提供更加拟真、更身临其境的体验。”主题会上，广州市虚拟现实行业协会会长周刚毅介绍说，“例如我司协助广东省人民医院将AR技术引入远方查房业务，将现场医务人员的第一视角能传输给远端专家的屏幕，实现更精准高效的协同和指导。”
在XR产业中，图像显示是否清晰是左右着行业发展最关键的因素之一。
身为眼科专家的林铎儒对人眼和近眼显示设备之间的关系有更多理解，他强调，人眼的分辨率理论上能够达到5.76亿像素，远远超过一般的相机，但实际受限于物体的大小与观察的距离。以65英寸的4K电视为例，人们在1.2米之外的距离观看屏幕的时候，就已经超过人眼分辨率的极限，如果佩戴VR头戴设备，屏幕与眼睛的距离更近了，也就是成像视角更大了，这就需要更高分辨率的设备才能够达到更理想的视觉效果。
周刚毅在讲述超高清技术和XR产业的关系时也提到，2016年他第一次买了一台VR设备，那时候显示分辨率较低，放在手机上看没什么问题，但一旦放在VR显示设备上，就模糊一片，之后这台设备就被他“尘封”了。未来，VR头显将主要在以下三方面持续提升：一是视场角，视场角对沉浸感的影响很大，早期的VR头显设备是60度，现在基本能做到120度，和人眼所接受的视场角基本一致；二是PPD，即单位屏幕像素点，在正常视力下，PPD是50～60，如果小于50人眼会产生明显间隔感，头显设备越接近60，产品成像清晰度就越接近人眼的分辨极限，图像就越清晰；三是刷新率，人眼对自然光以及所有视觉感受的速度非常快，如果VR屏幕刷新速度没有办法达到60赫兹甚至是120赫兹，用户容易晕眩。
应用促进产业链加速完善
应用端的如火如荼也促进了超高清产业链条加速完善。
“在我国，超高清前端摄入领域在过去一直处于空白期，经过多年积累，目前，摄像、编解码等前端技术正逐步得到了改善。”作为8K摄像机开发行业的先驱者，广州博冠光电科技股份有限公司董事长曾德祥指出。多年来，博冠光电深耕超高清前端摄录，以8K超高清前端视频采集设备为基础，利用5G+AI技术，打造了8K广播电视行业解决方案，开发广播级超高清摄像机，助力2022年北京冬奥会、2023年央视春晚等赛事节目的圆满直播，同时在电影制作、文旅慢直播等方面进行探索，不断推动超高清产业链的发展。
超高清的具体呈现离不开显示屏幕。平板电视、大屏显示、车载显示、笔记本电脑、手机、可穿戴、AR/VR头显等不同的应用场景为多种显示技术提供了发展空间，OLED、QLED、Mini/MicroLED等新型显示技术不断涌现的同时，也促进了超高清行业发展。数据显示，2021年，我国超高清产业已达到2.45万亿元，同比增长86.87%；2022年总体形成约4万亿元的市场规模。
香港科技大学电子与计算机工程系、香港科技大学先进显示与光电子技术国家重点实验室教授范智勇表示，香港科技大学团队创新性研发“有源驱动铁电液晶显示器（FLCD）”技术，通过“场序显示”这一核心技术，实现更高的分辨率与PPI，相较一般显示器，FLCD除了响应速度快、解像度高，更可削减能耗达3～5倍，成本也比较低。
不仅只有屏幕显示或是摄像机成像才是实现超高清的关键，从图像采集到编解码，到传输到存储，再到调阅使用，产业需要的是端到端全链路超清信息的呈现。
作为以视频为核心的物联网产品和系统方案提供商，海康威视医疗业务总经理豆林炘介绍指出，以海康威视的数字化手术室为例，目前该方案已经具备基于医疗场景的全链路4K超清能力，确保医院数据隐私，5G+4K确保超高清互联互通。针对手术室不同的操作场景，数字化手术室配备术野相机、全景相机等产品，准确还原手术画面。此外，数字化手术室结合AI智能技术，可实现患者识别、术中辅助纱布检测等功能，最大程度满足手术室智能化需求。
中国广电广州网络股份有限公司副总裁刘明亮表示，目前超高清技术发展迅速，中国制定的超高清视频标准持续创新,在超高清视频处理器、传输系统和显示技术等领域具有优势。
广州市工业和信息化局二级巡视员叶嵩指出，超高清视频和新型显示技术已赋能远程医疗、远程教育、办公协作、安防监控、影视制作等场景，技术的应用促进产业高质量发展，同时也不断反哺技术创新。未来，超高清技术势必在更广、更深、更多行业实现深度融合，让超高清走进千家万户。
作者丨谷月
编辑丨邱江勇
美编丨马利亚
监制丨赵晨
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