未来触手可及,极致视觉体验打开“新视界”大门
作者 | 物联网智库2023-01-05

屏幕带来的简单且自然的显示与交互方式,使其以前所未有的速度渗透到人们生活的方方面面,在万物互联的时代创造出无尽的想象空间。在此背景下,BOE(京东方)联合物联网智库通过对产业领军企业进行深度访谈,探寻显示产业与物联网的融合创新,并正式对外发布首份《“屏之物联”创新应用案例集》,这是其中的第六篇——视觉艺术篇。

智次方

显示设备是信息呈现和传播的最主要载体。自显示技术诞生发展以来,人们对于更高分辨率、更优质画面、更极致视觉体验的追求从未停止。为了给人们带来更高质量、更沉浸式的视觉体验,传递更丰富的视觉信息,在5G、人工智能、物联网等新一代信息技术的加持下,超高清产业迎来了新一轮革命浪潮。

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光影屏表演系统,带来创意非凡的文艺盛宴

作为一份国庆周年庆典的献礼,联欢晚会的创意思路围绕“亮起来,动起来和立起来”,呈现出璀璨而立体的画面,而整场表演的关键就落在了3290名联欢群众每人手中的道具——光影屏上。

为此京东方临危受命,全球首创“光影屏表演系统”,通过将硬核显示技术与文化艺术相融合,最终为全世界带来了一场别开生面、创意非凡的视觉盛宴。

  • “千锤百炼”的光影屏

京东方“光影屏表演系统”是经过“千锤百炼”后的一套包含硬件和软件的全方位、一体化智慧显示系统,蕴含着京东方顶级的集成设计能力。之所以有这样的创新,就不得不提到联欢活动导演组近乎“苛刻”的需求和天马行空的想象了。

“轻量化”是导演组对光影屏提出的最重要也是最关键的一个要求。体量巨大的舞蹈编排和动作设计极大考验着3290名联欢群众的耐力,因此也就需要在表演道具上不断苛求“斤两”。

为此,京东方设计团队从材料选用、屏幕设计、控制系统和电池设计等各种角度优化,一克一克抠细节,通过采用碳纤维、铝合金镂空技术,优化控制单元等方式,最终使屏幕重量相比最初版减轻了60%以上。

未来触手可及,极致视觉体验打开“新视界”大门

当联欢群众拿着京东方交付的手持光影屏彩排后,导演组又被产品精彩的实际效果所征服,继而产生了一个更为大胆的想法——让光影屏全程参与到所有节目当中。这无疑会增加整个晚会的精彩程度,但也意味着对光影屏的要求又提高了,京东方不仅需要保证光影屏整体重量“达标”,同时还要兼顾电池续航以及产品耐用性。

对此,京东方在电池续航方面采用高能量电芯减轻重量,在电池数减少的情况下续航能力反而提升至3小时以上,同时确保光影屏达到超过使用需求60%以上的安全界限;针对联欢晚会室外演出形式,京东方专门为光影屏提供了防水特性,产品通过了IP54级防水防尘认证。

尽管京东方一直在光影屏上做“减法”,但其功能却不减反增。800mm×800mm的光影屏除保障显示之外,还隐藏了两个道具管,分别用于安放小红旗和烟火。此外,京东方对光影屏进行了大量的人体工程学设计,修改超过15次,在满足以上基本需求的同时保证了联欢群众的使用体验和舒适性。

  • 确保内容万无一失

除光影屏硬件方面的挑战之外,面对90分钟演出所需的近50G画面内容,如何绝对可靠且快速地同步下发至3290块屏幕当中,是导演组、京东方不得不思考的另一关键问题。同时,因为联欢晚会的特殊性要求,整个活动筹备组还需要做到信息安全和内容保密。

为此,京东方从软件入手,在光影屏控制系统中搭载了全球领先的异步信发系统,同时采用4G和LoRa低延迟控制系统搭配同步播放时间校正技术,保障了大规模视频内容的快速下发和视频画面的完美同步,整体延迟小于100ms,十分钟视频内同步误差肉眼不可辨识。同时,京东方对视频文件进行了MD5(信息摘要算法)双向密码校验,确保内容万无一失。

当然,除了京东方全面的软硬件整体解决方案和深厚的技术积累外,现场工作人员夜以继日的付出也是保障晚会顺利进行的关键,从技术支持到维修保障,从资源协调到后勤护航,从彩排应援到机动应急,京东方团队用“无处不在,有求必应”的服务撑起了这场晚会的一道防线。

  • 带领艺术再起航

10月1日,华灯初上的夜晚。北京天安门金水桥前的十里长街上,3290名联欢群众手持光影屏,迈着轻盈的步伐,随着时而欢快时而磅薄的音乐不断变换队形,在贯穿全场的近90分钟表演中,完美呈现出《红旗颂》、《我们走在大路上》、《在希望的田野上》、《领航新时代》四个篇章。

从空中俯瞰,京东方光影屏表演系统所呈现的完美画面,不仅折服了现场及电视前的观众,也惊艳了整个世界。但更为难能可贵的是,京东方光影屏表演系统更像是科技与文化交融的一个纽带,带动了文艺演出的创新。

据京东方项目负责人介绍,在国庆周年庆典之后,京东方光影屏表演系统已经应用到越来越多的舞台表演当中,比如在北京卫视和湖南卫视的2020年跨年晚会上。京东方首创的光影屏表演系统,让越来越多的艺术创新和天马行空的想法成为了可能,极大促进了视觉艺术领域的创新应用。

国庆周年庆典执行总导演在回顾项目时也曾有感而发地说道,“京东方助飞了我们的梦想,让艺术家所有的梦想变成了一种可能,并将这种可能变成了现实!京东方光影屏带给了全世界这一次惊艳,这是光影屏带给艺术家的一次梦想的实践。”

“8K+5G”超高清转播车,让观众身临其境

国庆周年庆典上,科技不仅仅体现在当晚联欢晚会的内容创新中。实际上,通过 “8K+5G”超高清实况直播技术,纤毫毕现、实时同步的现场画面仿佛将真实的现场氛围和盛况带到了电视机前的每位观众眼前,让其体验到了身临其境的感受,弥补了万千观众心中不能亲临现场的遗憾。

而实现上述的关键,正是基于北京中联合超高清协同技术中心有限公司(以下简称“中联超清”)联手京东方所打造的全球首台“8K+5G”超高清转播车。该车采用了京东方75英寸8K广播级监视器,能够准确、实时、高清传输直播画面,助力超高清视频转播车实现从拍摄、传输、制作到显示全链路的“8K+5G”直播,为全国各地带去更真实、超高清的实时现场画面。

  • 从“0”到“1”,不断突破

2019年2月28日,工信部、国家广电总局与中央广播电视总台联合印发《超高清视频产业发展行动计划(2019-2022)》,提出了“4K先行,兼顾8K”的总体技术路线。作为国内超高清产业引领者,中联超清响应政策同步启动了打造“8K+5G”超高清转播车的计划。不过虽有政策保驾护航,但技术上的挑战却也是实实在在的。

一方面,自2012年8月23日国际电讯联盟正式明确国际8K超高清画质电视标准以来,尽管已经有多个大型活动对8K音视频进行了实验性应用,但不可否认的是,直至如今8K还依然难以大规模普及,其中最关键的一个因素便是广电转播行业缺乏负责前端超高清视频制作的“利器”——8K广播级监视器正是其中之一。另一方面,按照“8K+5G”超高清转播车的应用计划,其首个应用场景便是国庆周年庆典,因此导致整个工期的进度变的十分紧张。

面对困难,京东方从“0”开始,组建技术团队,完成了从面板、背光板等底层模组到系统级的电路设计、图像引擎等全部复杂工作,最终推出了全球业内首款可支持4通道12G-SDI和HDMI 2.0两种输入方式的8K广播级监视器,每路SDI通道的传输速率高达12.88Gbps,具有7680 x 4320超高清分辨率,适配多种HDR标准。

  • 软硬自研,满足直播需求

京东方8K广播级监视器完全由京东方自主设计,核心的算法也是100%由京东方自主研发。

在硬件方面,由于当时SoC芯片大多是面向大众型TV的产品,并无专业的8K SoC可用,因此京东方只能基于FPGA芯片自主设计专业显示系统。而最终结果验证,通过京东方强大的半导体设计能力,最终实现了完美替代。

另外,亮度作为衡量广播级监视器的重要指标,备受广电行业客户关注。以往很多显示设备很难达到HDR标准所要求的1000 nit最大亮度,尤其针对大尺寸显示器就更难上加难了,而且即便亮度达标,也可能顾此失彼,导致功耗和散热等其他问题产生。为此,京东方从底层发光器件、面板模组中的膜材选择等多方面入手,不仅保证了1000 nit的最大显示亮度,同时也在功耗和散热等方面达到了均衡。

在软件方面,京东方为8K广播级监视器设计了专用人机交互界面,除调节亮度、对比度之外,还针对行业人员提供HDR曲线、色温、色域、声道等关键参数的专业级调校功能。同时,菜单还支持广电从业人员所需要的实时视频信号统计,从而帮助其进行画面的实时分析。

另外,京东方8K广播级监视器在自研图像引擎的加持下,通过内建算法,可以实现信号的完美还原,让摄影师“所拍即所得”。而且通过图像引擎的处理,所有非8K画面也能在智能算法的加持下呈现出近乎8K的显示效果。同时,结合京东方独有的8K面板色彩呈现,能够让HDR的效果更加精准、细节更加生动。

自交付以来,京东方8K广播级监视器不仅圆满保障了国庆周年庆典直播活动,还在2019 FIBA篮球世界杯、春晚直播中大显身手。

户外大屏开启城市8K先河

2022年2月15日,在北京市东城区国瑞购物中心,一台宽高各有十余米的巨幕前围观着大量市民,他们时而高呼加油,时而奋力挥臂,通过巨大的屏幕为画面中镜头聚焦的体育健儿们呐喊助威。像这样在户外观看体育盛会的场景并非这里一处独有,在经开区大族广场、经开区力宝广场、大兴区荟聚购物中心等北京市的16处地方,类似的场景并不少见。

改变人们观赛体验的不是别的,正是尚亦城(北京)科技文化集团有限公司与京东方共同打造的8K超高清户外大屏。早在2019年,为落实践行《超高清视频产业发展行动计划(2019-2022)》,深入推动4K/8K超高清产业发展,满足人们日益增长的视听需求,作为全国超高清视频产业“先头部队”,北京市就制定了北京超高清视频产业发展四年行动计划,并率先开启了全球最大规模城市化8K播放体系建设的探索。

如今,8K超高清视频不仅真的飞到了寻常百姓家门前,让市民能在户外大屏上体会到冬季体育盛会的精彩。同时,在尚亦城和京东方的通力合作下,8K超高清户外大屏也将成为北京打造超高清视听产业链中的一起点,为未来充分发挥对8K产业技术、资金、人才的集聚带动作用,培育和探索超高清视频更多应用场景,推动整个高清视听全产业链高质量发展贡献力量。

  • 先行先试,开城市8K先河

尚亦城与京东方联手打造的8K超高清户外大屏既实现了全球首次规模化使用8K技术直播体育赛事活动,也是全球首次使用我国具有自主知识产权的高可靠、低时延EUHT无线宽带技术,进行8K超高清直播无线传输的展示。在这背后,除了作为项目统筹方的尚亦城对京东方充满信心之外,就不得不提京东方以客户为中心的服务理念了。

首先,8K超高清户外大屏建设工期十分紧迫。为了按时让市民能够通过户外大屏“身临”体育盛会现场,畅享精彩的体育赛事,项目团队必须不分昼夜、无畏风雪地尽快在北京市各大商圈和景区筛选出合适的地点,同时制定可行的建设方案。

其次,8K超高清户外大屏建设相比室内大屏部署更具有挑战性。京东方提供了两种屏幕——立柱式屏幕和建筑外立面挂墙式屏幕,但由于户外复杂的施工环境,导致实际施工中屏幕安装面临着各式各样的挑战。比如有些安装点位的情况与勘察时相比发生了变化,那么方案就必须根据点位的具体情况再进行独立设计。另外,施工标准的不统一、冬季寒冷的温度以及必须保障周围居民居住环境,都相应地增加了施工难度和施工量。

而更重要的还属户外屏的显示效果和耐用性,原本在大屏幕上呈现纤毫毕现的画面就十分具有挑战性,而户外的光线变化、天气情况又都会进一步影响到画面的实际效果。不仅如此,8K超高清户外大屏还面临雨水、降雪,甚至是冰雹等极端天气的影响。

为此,京东方本着“急客户所急”的服务理念,成立了由业务、方案和交付共同组成的超过200多人的“铁三角”团队,涉及现场交付、物流、施工、售后全过程,共同保障项目高效实施。2022年1月25日,由京东方承建的第一块8K超高清户外大屏在历经1个月的紧张施工后得以按时顺利点亮,4倍于4K、16倍于1080P的超高清分辨率,从色域、色深等多方面无限接近于人眼真实视觉的超高清画面充分呈现。这不仅保障了冰雪盛会的直播,同时也真实的展现和检验了京东方过硬的技术。

  • 软硬融合,打造领先系统

整体来看,京东方8K超高清户外大屏解决方案包含了屏体硬件及控制系统两个部分。在硬件层面,京东方提供了P2.5 LED显示屏,可以让整个8K显示屏画面看起来更加鲜艳、逼真,满足商业应用的超高清视觉品质要求,分辨率达7680×4320,保证了屏幕在显示动态画面时的流畅,同时避免拍摄时的恒温现象。另外,采用P2.5 LED显示屏的8K超高清户外大屏不仅具有较好的防水效果,防水等级达到IP65级别,同时还具备防爆、防高温优良性能,保障了屏幕能够适应户外各种极端天气条件,满足全天候的超高清视频播放需求。

在画面显示方面,京东方8K超高清户外大屏配置了智能光感模块,通过与屏幕控制系统的联动,能够保证屏幕在户外光线变化时亮度自调节,实现白天画面更加清晰,夜晚画面更加柔和,同时更具环保效果。

除了从硬件角度实现户外大屏达到8K之外,京东方还基于自研技术设计了控制系统,能够保证输入信号,并且支持HDR功能,为画面带来更丰富的色彩和更生动自然的细节表现,提升画质效果。

另外值得一提的是,8K视频内容传输需要至少500Mbps的传输速度,要实现8K体验,不仅要求硬件设备本身质量过硬,对传输和编解码技术也提出了很高的要求。传输可以依靠5G网络来实现,而在8K编解码方面, 京东方可提供硬编解码和软编解码两种服务模式——硬编解码方案采用基于SoC的嵌入式编解码技术,具有稳定性强、低延时、高解像度等特点;软编解码方案采用高性能GPU+CPU架构,搭配京东方自研编解码技术, 具有拓展性强、兼容性高,成本低等特点。

尚亦城(北京)科技文化集团有限公司总经理助理陈军表示:“超高清的概念虽然提出的时间不算短,但如何推进其产业落地并切实为民众带来价值是主要挑战。此前,5G和8K的技术都已经比较成熟,但却从来没有机构在户外规模性落地实现重大赛事的8K+5G超清直转播,所以该项目是尚亦城和京东方联合业内合作伙伴共同在超高清领域实现的一次创举。在项目实施过程中,京东方提供了从硬件到软件再到编解码技术的整体解决方案,展示了中国显示尖端技术和水平。”

相比以往,北京的夜空在8K超高清户外大屏的衬托下增色不少。与此同时,以此为基础,京东方在户外超高清产业的速度也不断加快,除在北京超过150个社区、10所高校等场所部署了近200台大尺寸的8K电视外,京东方还积极在全国范围内10多个省份核心地标,促成了300多个超高清终端的落地,为超高清视听产业发展,不断贡献力量。

定制化产品助力成都双塔探索商业化创新

在距北京两千多公里外的成都,每当夜幕笼垂月照高楼时,坐落于高新区天府国际金融中心的双塔周围就会迎来大量行人驻足,几乎每一位到蜀地游玩的游客都知晓,成都除了火锅、熊猫之外,还有不得不打卡的双塔夜景——这是自双塔表面52000平方米的LED光影外衣点亮以来的天府日常。而在这光影交错的视觉盛宴背后,其实更离不开京东方城市光空间系统的支持。

  • 流光溢彩的视觉盛宴

中国商用大屏市场自2017年进入快速成长期,据公开资料显示,2018年其市场规模已达到了745亿元。但回望成都金融城双塔“改头换面”之初,要将两座高度为218米的大楼通体打造为LED 8K屏幕,绝对是一项极具挑战性的工程。

作为成都高新区地标性建筑,双塔并不只是占地面积大、楼层高,近观便能发现,整个大楼的外立面均包裹着不规则“冰花造型”的全金属镂空外网,让整座大楼看起来更加“高贵”。首先,为了让改造后的屏幕和建筑本体融为一体,使得人们在白天难以发现它们的踪迹,京东方需要从设计到硬件安装各方面入手,细心琢磨。

为此,京东方特意按照双塔外部不同的窗格尺寸和形状,定制了120种不同造型的“屏幕”以匹配每一个窗格,并且采用卡扣的安装方式固定在双塔窗格上。双塔整体所用LED灯条总长度超过了16万米,是目前国内单体建筑亮化之最。与此同时,由于屏幕工作在室外,京东方还为整个屏幕提供了防水能力,支持IP65级以上的防水处理,即便是阴雨蒙蒙的天气,双塔也能够通过科技光彩为成都的夜空带来更多动感和活力。

其次,在屏幕硬件设计之外,京东方还要解决双塔屏幕上的画面同步播放问题,以及LED屏幕分割成冰花造型之后,整个画面是否会由于双塔圆柱体外形的设计而失真、变形或拉伸的问题。

针对这一问题,京东方首先在后端控制机房内提供了传输速度高达每秒300M的播控系统,不仅能对双塔的两个LED屏幕进行集中控制,也让8K超高清视频同步播放成为可能。此外,京东方还针对每一处LED屏幕进行详细的锚点绘制,描出实际LED显示的位置和显示点,保证输出画面不变,并按照不同的安装方式编写了近千种程序,以保证像素的精准投射。

    “夜经济”加速商业创新

彼时项目启动正临近春节,为满足双塔能够在春节之前点亮,并准时在节日当天带给成都市民不一样的新春问候,京东方专门分阶段定制计划,全力推进实施,最终不但按时交付了城市光空间系统,还助力了双塔实现商业化创新和实践。

  • “夜经济”加速商业创新

改造完成后的成都金融城双塔,以8K超高清的视觉盛宴代替了原来单调的灯光秀,为成都夜晚增添了新的魅力。同时,也凭借地标性的网红景观,带动了成都“夜经济”的快速发展。

谈到“夜经济”,近几年户外显示越来越受到政府和企业的青睐。从行业角度来看,传统的夜景亮化偏向于采用灯光方案对城市景观实现亮化,但除亮化效果外并不能带来更多的收益。

相比之下,京东方为双塔打造的城市光空间系统不仅能够呈现灯光所不能呈现的超高清视觉效果,为城市夜景增添绚丽光彩,同时,还能通过丰富的画面显示技术实现创新的商业投放、文艺投放、社会公益投放等。

迄今为止,金融双塔已经承接了如大运会倒计时、教师节慰问、中秋及国庆节宣传、抗疫宣传、人口普查动员等诸多公益宣传活动,取得了显著的社会效益。同时也多次完成与世界知名品牌的合作,带来了良好的商业效益。2020年,双塔项目荣获了中国广告协会“2020年度城市地标广告媒体”认证和“中国最大的楼体4K全彩广告屏”认证。

客户负责人在介绍双塔运营实绩时表示,“京东方智慧物联网的双塔LED多媒体物联融合项目,极大提升了成都及高新区的城市影响力和夜经济的影响力,该项目目前已经成为成都的新地标。”

本章总结

“人尽其才,物尽其用”。万物智联的新时代,数据将成为重要的生产要素,赋能千行万业的智能化“生长”。京东方作为全球物联网创新企业及全球半导体显示领域龙头,将牢牢把握数据处理在云端、数据流动在网络、数据显示在本地的趋势,凭借在显示技术上所拥有的不可比拟的优势,以及“屏之物联”战略,正式开启以屏为核心的万物智联可视化时代,通过为屏集成更多功能、衍生更多形态、植入更多场景,让显示赋能物联网千行万业,实现数字化的升级与转型。


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