5G高新视频-沉浸式视频技术白皮书（2020）_85页_3mb

5G高新视频—沉浸式视频技术白皮书（2020）总结

核心内容

《5G高新视频—沉浸式视频技术白皮书（2020）》是由国家广播电视总局科技司组织编制，旨在推动5G环境下沉浸式视频技术的发展，为行业提供技术指导与应用参考。白皮书围绕沉浸式视频的定义、发展现状、核心技术、应用场景及端到端解决方案进行系统阐述，强调沉浸式视频作为5G视频新业态的重要组成部分，具有“更高技术格式、更新应用场景、更美视听体验”的特点。

沉浸式视频通过裸眼观看方式实现，覆盖人眼至少 $120^{\circ}$（水平） $\times 70^{\circ}$（垂直）的视场角，结合三维声音技术，为观众提供身临其境的视听体验。其核心技术包括全景视频拍摄、图像缝合、三维图像映射、计算机图像制作、三维声技术、编码及传输、媒体播控、投影呈现、LED屏呈现等。

主要观点

• 沉浸式视频的定义：沉浸式视频是一种具有大视角、高画质、三维声的视频系统，能够营造出包围感和沉浸感，形式包括球幕、环幕、CAVE等。
• 技术发展趋势：5G技术的高带宽、低时延特性为沉浸式视频提供了良好的传输基础，推动其在直播、点播等场景中的应用。
• 画质要求：沉浸式视频需满足高分辨率（4K/8K）、高动态范围（HDR）、广色域（WCG）、高帧率（HFR）和高色深（10bit以上）等标准。
• 声音技术：三维声技术分为基于声道、基于对象和基于场景三种，其中基于对象和场景的技术是主流，能够实现更真实的音场空间表现。
• 应用场景：沉浸式视频在重大活动、游艺场馆、展陈场馆、教育培训、家庭终端和虚拟拍摄等多个领域展现出广阔的应用前景。
• 挑战与前景：沉浸式视频在内容制作、传输分发和终端呈现等方面仍面临挑战，但随着5G、HDR、EAC等技术的不断成熟，其发展前景广阔。

关键信息

1. 沉浸式视频核心要素

• 画面包围感：视场角需达到 $120^{\circ}$（水平） $\times 70^{\circ}$（垂直）以上。
• 画质：分辨率、动态范围、色域、帧率、色深是衡量画质的关键指标。
• 沉浸式声音：三维声技术是实现沉浸式体验的核心，包括基于声道、对象和场景的三种方式。

2. 沉浸式视频关键技术

• 全景视频拍摄技术：包括多机组合拍摄和一体化全景相机拍摄。
• 视频图像缝合技术：主要分为模板缝合和光流缝合，光流缝合效果更优但处理复杂。
• 三维图像映射技术：包括鱼眼映射、等距圆柱映射（ERP）、正六面体映射（CMP）和等角方块映射（EAC），其中EAC是目前最优映射方式。
• 三维声技术：包括基于对象和场景的音频处理，如Dolby Atmos、MPEG-H、AVS2-P3等。
• 编码及传输技术：沉浸式视频编码采用H.264、H.265、H.266、AVS等标准，传输方式包括有线电视网络、5G无线网和互联网。
• 媒体播控技术：包括视频解码播放、投影拼接融合、自动校准、透视校正、环境特效控制等。
• 投影呈现技术：需考虑几何校正、异形边沿融合、球面亮度均一化等。
• LED屏呈现技术：包括异形无缝拼接、透声及吸声、图像球形矢量变换等。

3. 沉浸式视频端到端解决方案

• 总体工艺架构：沉浸式视频分为直播和点播两种业务类型，分别对应不同的制作流程。
• 直播工艺流程：包括拍摄、实时拼接、实时编转码、传输分发及终端播放。
• 点播工艺流程：包括后期剪辑、特效合成、调色、三维声处理、编码打包等。

4. 应用场景

• 重大活动应用：如赛事直播、活动展示等，需高带宽、低时延的传输环境。
• 游艺场馆应用：如飞行影院、环幕展览等，强调沉浸式体验与互动性。
• 展陈场馆应用：如科技馆、博物馆等，沉浸式视频用于增强展览效果。
• 教育培训应用：沉浸式视频可用于虚拟课堂、模拟训练等场景，提升学习体验。
• 家庭终端应用：未来将发展更具沉浸感的家庭影院终端。
• 虚拟拍摄应用：结合CG制作与三维声技术，实现虚拟场景的沉浸式呈现。

挑战与前景

• 挑战：内容制作成本高、传输带宽需求大、终端呈现技术复杂。
• 前景：随着5G、HDR、EAC等技术的成熟，沉浸式视频将在多个领域实现快速应用，推动广播电视行业高质量发展。

参与单位与编写人员

• 指导单位：国家广播电视总局科技司
• 牵头单位：国家广播电视总局中广电广播电影电视设计研究院
• 参与单位：包括北京广播电视台、杜比实验室、华为、利亚德等多家机构和企业。
• 编写人员：周耀平、欧阳玥、王建雄等专家共同完成本白皮书的编写。

参考文献与缩略语

• 白皮书引用了多个国际标准，如ITU、SMPTE、DCI等。
• 缩略语涵盖了如AR、VR、HDR、EAC、ERP、CMP等专业术语。

总结

《5G高新视频—沉浸式视频技术白皮书（2020）》为沉浸式视频技术的发展提供了系统性的指导，明确了其核心要素、关键技术、应用场景及解决方案。通过推动5G与沉浸式视频的深度融合，白皮书旨在提升观众的视听体验，促进广电行业的转型升级与高质量发展。