【摘要】5G網(wǎng)絡(luò)的高速數(shù)據(jù)傳輸能力能夠滿足超高清視頻直播的需求，為觀眾帶來更加清晰、細(xì)膩的畫面質(zhì)量。本文深入探討了基于5G網(wǎng)絡(luò)的廣播電視工程技術(shù)在直播中的應(yīng)用，分析了5G網(wǎng)絡(luò)的高速率、低延遲、大容量等特性為廣播電視直播帶來的新機(jī)遇，闡述了包括超高清視頻傳輸、多視角直播、虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)融合等應(yīng)用場(chǎng)景，并對(duì)未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】5G網(wǎng)絡(luò)；廣播電視工程技術(shù)；直播應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TN92" " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " " " " " " " " " " " " DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.24.008

在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代即將到來。5G網(wǎng)絡(luò)由于具有高速率、低延遲和大容量的顯著優(yōu)點(diǎn)，給各產(chǎn)業(yè)都帶來了一場(chǎng)深刻變化。廣播電視行業(yè)這一媒體傳播的重要領(lǐng)域也面臨著全新的發(fā)展契機(jī)。在直播領(lǐng)域中，以5G網(wǎng)絡(luò)為載體的廣播電視工程技術(shù)可以給受眾帶來更高質(zhì)量和更多的視聽體驗(yàn)。本文旨在對(duì)基于5G網(wǎng)絡(luò)直播的廣播電視工程技術(shù)進(jìn)行研究，以期對(duì)促進(jìn)廣播電視行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展起到一定借鑒作用。

1. 基于5G網(wǎng)絡(luò)的廣播電視工程技術(shù)在直播中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 低延遲

就廣播電視直播而言，5G網(wǎng)絡(luò)的推出給業(yè)界帶來一場(chǎng)革命，低延遲特性表現(xiàn)得尤其突出。5G網(wǎng)絡(luò)憑借高速傳輸能力與優(yōu)化后的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)獲得了空前的低延遲，這一變化對(duì)廣播電視直播來說意味著更平滑、更即時(shí)的用戶體驗(yàn)。5G網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間可以明顯減小到毫秒級(jí)，對(duì)廣播電視直播實(shí)時(shí)交互具有重要意義，傳統(tǒng)廣播電視直播受網(wǎng)絡(luò)延遲等因素影響，受眾對(duì)直播內(nèi)容的交互通常具有明顯滯后性，從而影響受眾參與感及滿意度。不過有了5G網(wǎng)絡(luò)支持，直播時(shí)的交互能夠達(dá)到近乎即時(shí)的反應(yīng)[1]。以體育賽事直播為例，受眾可通過手機(jī)應(yīng)用參與實(shí)時(shí)投票、競(jìng)猜，并可即時(shí)將這些賽事的比賽結(jié)果發(fā)布到直播現(xiàn)場(chǎng)，大大增強(qiáng)了受眾的參與積極性和觀看體驗(yàn)。5G網(wǎng)絡(luò)具有低延遲特性，也給廣播電視直播帶來技術(shù)融合和革新的可能性。伴隨著虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，AR）等先進(jìn)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，這些技術(shù)已被廣泛運(yùn)用在廣播和電視的直播節(jié)目中，為觀眾提供了更為沉浸式的觀賞體驗(yàn)。但是，這類技術(shù)在使用過程中通常會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)延遲性能提出極高要求。5G網(wǎng)絡(luò)低延遲的特點(diǎn)使上述技術(shù)能夠更順暢地運(yùn)用于廣播電視直播當(dāng)中，受眾能更真切地感受直播現(xiàn)場(chǎng)氣氛。另外，5G網(wǎng)絡(luò)支持多終端設(shè)備同步直播，使受眾能夠通過不同設(shè)備同步收看直播內(nèi)容，從而進(jìn)一步提高收看靈活性與便捷性。5G網(wǎng)絡(luò)具有低延遲特性，這也給廣播電視直播應(yīng)用場(chǎng)景拓展帶來了巨大空間。在新聞直播時(shí)，記者能夠?qū)F(xiàn)場(chǎng)畫面通過5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳送，使受眾能夠在第一時(shí)間掌握新聞事件進(jìn)展信息。在演唱會(huì)、音樂會(huì)等文藝演出現(xiàn)場(chǎng)，聽眾可通過5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高清直播和實(shí)時(shí)參與交互，如臨其境。另外，5G網(wǎng)絡(luò)在遠(yuǎn)程醫(yī)療和在線教育應(yīng)用場(chǎng)景中對(duì)直播的需求也得到了支持，對(duì)上述方面的發(fā)展起到了強(qiáng)大的支撐作用。

1.2 大容量的連接

就廣播電視直播而言，5G網(wǎng)絡(luò)大容量的連接特性也給業(yè)界帶來了明顯變化，5G網(wǎng)絡(luò)以其對(duì)頻譜的有效利用以及優(yōu)化后的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)獲得了空前的高容量連接能力，這種變化對(duì)廣播電視直播來說意味著更穩(wěn)定、更有效的直播服務(wù)，廣播電視直播特別是大型體育賽事、演唱會(huì)等熱門活動(dòng)的現(xiàn)場(chǎng)直播，受眾通常都很廣泛[2]。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)面臨高并發(fā)訪問，通常存在網(wǎng)絡(luò)擁堵和延遲增加現(xiàn)象，從而影響受眾觀看體驗(yàn)，但5G網(wǎng)絡(luò)大容量連接的特點(diǎn)，有效地解決了上述問題，使直播過程能夠變得更加通暢，5G網(wǎng)絡(luò)以其有效的頻譜利用和優(yōu)化后的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)支持海量用戶對(duì)直播內(nèi)容進(jìn)行同步接入，保證了受眾能夠順暢地收看直播畫面而不受網(wǎng)絡(luò)擁堵問題的困擾。5G網(wǎng)絡(luò)大容量的連接特點(diǎn)，也為廣播電視直播質(zhì)量的提高提供了強(qiáng)有力的保證。

在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，受網(wǎng)絡(luò)帶寬制約，直播畫面經(jīng)常發(fā)生卡頓和延遲現(xiàn)象，從而影響受眾觀看體驗(yàn)，但有了5G網(wǎng)絡(luò)作為支撐，上述問題得到了有效解決。5G網(wǎng)絡(luò)在保證直播畫面能夠平穩(wěn)順暢地傳送給受眾的過程中，提供了網(wǎng)絡(luò)帶寬大、延遲小等特點(diǎn)，使受眾能夠享受更為清晰順暢的直播體驗(yàn)。同時(shí)，5G網(wǎng)絡(luò)大容量連接特點(diǎn)，也給廣播電視直播服務(wù)拓展帶來了巨大空間，在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)日益發(fā)展的背景下，更多受眾選擇在手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備上收看直播內(nèi)容，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)通常不能滿足此類設(shè)備高并發(fā)接入需求，5G網(wǎng)絡(luò)大容量的連接特點(diǎn)使這些設(shè)備能夠更順暢地獲取直播內(nèi)容，給受眾帶來更方便和靈活的收看方式。另外，5G網(wǎng)絡(luò)支持各種終端設(shè)備同步直播，讓受眾能夠通過各種設(shè)備同步收看直播內(nèi)容，從而進(jìn)一步提高收看靈活性與便捷性。

2. 基于5G網(wǎng)絡(luò)的廣播電視工程技術(shù)在直播中的應(yīng)用

2.1 超高清視頻直播

借助5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，超高清視頻直播已經(jīng)成為廣播電視工程技術(shù)領(lǐng)域中的重頭戲，5G網(wǎng)絡(luò)憑借高帶寬和低延遲等優(yōu)勢(shì)，在超高清視頻直播中提供了有力的技術(shù)支撐，使直播畫面更清晰流暢，給受眾帶來了一場(chǎng)空前的視覺盛宴。超高清視頻直播以高分辨率、高幀率為核心，傳統(tǒng)視頻直播受網(wǎng)絡(luò)帶寬、傳輸速度等因素限制，通常很難達(dá)到真實(shí)超高清標(biāo)準(zhǔn)。而5G網(wǎng)絡(luò)則突破了瓶頸，5G網(wǎng)絡(luò)高帶寬特性使超高清視頻數(shù)據(jù)可以高效快捷傳輸，以確保直播畫面清晰流暢[3]。同時(shí)，5G網(wǎng)絡(luò)具有低延遲特性，還保證直播內(nèi)容實(shí)時(shí)，使受眾可以近乎同步地看到場(chǎng)景。以體育賽事直播為例，超高清視頻直播在比賽中的運(yùn)用使觀眾可以清楚地觀察到選手們的一舉一動(dòng)，甚至可以捕捉到選手們面部微妙的表情變化。這些高清精美的直播畫面在增強(qiáng)觀眾觀看體驗(yàn)的同時(shí)，還能為賽事解說與點(diǎn)評(píng)提供更為豐富的資料與視角。另外，超高清視頻直播在演唱會(huì)、音樂會(huì)等文藝演出上也一樣能展現(xiàn)舞臺(tái)精致的設(shè)計(jì)和演員細(xì)膩的演出，使觀眾猶如身在其中。

在改善觀看體驗(yàn)的同時(shí)，超高清視頻直播也給廣播電視行業(yè)提供了更加廣闊的商機(jī)，隨著受眾對(duì)于視頻質(zhì)量的要求越來越高，超高清視頻直播已經(jīng)成為了吸引受眾和提高收視率的重要途徑。與此同時(shí)，超高清視頻直播也給廣告商帶來了更大的投放選擇與創(chuàng)意空間，讓廣告內(nèi)容可更準(zhǔn)確地觸及目標(biāo)受眾。

2.2 多視角直播

多視角直播是5G網(wǎng)絡(luò)在廣播電視工程技術(shù)領(lǐng)域中的另一個(gè)重要運(yùn)用。傳統(tǒng)直播方式通常僅能提供固定角度，影響受眾觀看角度與感受。而多視角直播是通過多臺(tái)攝像機(jī)同時(shí)進(jìn)行拍攝，給受眾多種觀看角度可供選擇，使受眾可以根據(jù)個(gè)人喜好與需要，自由地選擇觀看角度[4]。5G網(wǎng)絡(luò)高帶寬、低延遲的特點(diǎn)為多視角直播的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐，高帶寬使多條高清視頻流可以同時(shí)進(jìn)行傳輸，低延遲保證各視角間的同步性。這一技術(shù)支持使多視角直播廣泛運(yùn)用于廣播電視直播。以體育賽事直播為例，多視角直播使受眾可以根據(jù)個(gè)人偏好與需要選擇不同觀看角度，例如，觀眾可選擇看運(yùn)動(dòng)員特寫鏡頭更仔細(xì)地觀察其運(yùn)動(dòng)與表情，還可選擇看全場(chǎng)鏡頭以便對(duì)整個(gè)賽事有一個(gè)更完整的認(rèn)識(shí)。另外，多視角直播也給受眾帶來了更多的交流與參與感，觀眾可在手機(jī)或者電腦等設(shè)備上觀看視角的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換，還能以投票的形式確定下一場(chǎng)拍攝的視角，運(yùn)用多視角直播在增強(qiáng)受眾觀看體驗(yàn)的同時(shí)，給廣播電視行業(yè)提供了更多創(chuàng)新機(jī)遇。廣播電視機(jī)構(gòu)通過多視角直播能夠推出更多種類的直播內(nèi)容與服務(wù)以滿足受眾不同的需求。與此同時(shí)，多視角直播給廣告商帶來更大的投放選擇與創(chuàng)意空間，讓廣告內(nèi)容更準(zhǔn)確地觸及目標(biāo)受眾。

2.3 將VR與AR技術(shù)結(jié)合進(jìn)行直播

融合VR和AR技術(shù)進(jìn)行直播，是5G網(wǎng)絡(luò)在廣播電視工程技術(shù)方面的一項(xiàng)創(chuàng)新性應(yīng)用。VR技術(shù)以模擬真實(shí)環(huán)境的方式給受眾帶來身臨其境的體驗(yàn)，而AR技術(shù)通過虛擬元素與現(xiàn)實(shí)環(huán)境的結(jié)合，給受眾帶來了更多視覺信息，兩大技術(shù)結(jié)合的直播給受眾帶來空前的觀看體驗(yàn)[5]。5G網(wǎng)絡(luò)高帶寬、低延遲等特點(diǎn)為VR、AR融合直播的發(fā)展提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐。高帶寬使高清VR、AR視頻流傳輸高效快捷，并且低延遲保證了虛擬元素和現(xiàn)實(shí)環(huán)境同步，這一技術(shù)支持使VR和AR的融合直播被廣泛運(yùn)用于廣播電視直播。以演唱會(huì)直播為例，將VR和AR結(jié)合起來進(jìn)行直播，觀眾可以沉浸在演唱會(huì)氣氛中。觀眾可通過VR設(shè)備進(jìn)入虛擬演唱會(huì)現(xiàn)場(chǎng)與歌手、觀眾交流，同時(shí)AR技術(shù)也能結(jié)合現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的虛擬煙花和燈光，給受眾帶來更多視覺體驗(yàn)。這一融合直播在增強(qiáng)觀眾觀看體驗(yàn)的同時(shí)，給演唱會(huì)主辦方帶來了更加豐富的創(chuàng)作與營(yíng)銷手段。除演唱會(huì)直播之外，VR和AR的融合直播也可運(yùn)用到體育賽事、文化旅游等諸多領(lǐng)域。通過VR、AR等技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用，廣播電視機(jī)構(gòu)能夠推出更多種類的直播內(nèi)容及服務(wù)滿足受眾的各種需求。

2.4 沉浸式互動(dòng)直播

在以5G網(wǎng)絡(luò)為載體的廣播電視工程技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中，沉浸式互動(dòng)直播逐漸成為非常具有創(chuàng)新與魅力的直播形式，在5G網(wǎng)絡(luò)大行其道的今天，其高速率和低延遲等特點(diǎn)為沉浸式互動(dòng)直播奠定了扎實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。在這一直播模式中，受眾不再處于被動(dòng)接受者的地位，可以深入地參與進(jìn)來并得到空前的感受。

一是沉浸式互動(dòng)直播以先進(jìn)視聽技術(shù)為受眾營(yíng)造真實(shí)直播場(chǎng)景。利用全景攝像頭，可以360度無死角地捕捉直播現(xiàn)場(chǎng)的畫面，讓觀眾仿佛置身于事件發(fā)生的中心。高分辨率影像、清晰音頻讓受眾能感知每個(gè)細(xì)節(jié)，提升直播真實(shí)感。比如在某體育賽事直播時(shí)，觀眾能從全景視角看球，好像坐在球場(chǎng)邊上，親密地感受到運(yùn)動(dòng)員們的奮力拼搏與現(xiàn)場(chǎng)熱烈氣氛。

二是互動(dòng)性作為沉浸式互動(dòng)直播最核心的特征。在5G網(wǎng)絡(luò)低延遲優(yōu)勢(shì)的幫助下，受眾能夠?qū)崟r(shí)與主播等受眾交互。受眾可以用彈幕、留言、投票表達(dá)意見和情感，并與主播溝通。主播還能根據(jù)受眾反饋適時(shí)對(duì)直播內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)受眾需求。這一互動(dòng)在提升直播趣味性的同時(shí)，也使受眾體會(huì)到其參與的價(jià)值。比如一次音樂直播，聽眾可通過投票來決定演唱者所唱的曲目或和演唱者實(shí)時(shí)交流，使直播更具有個(gè)性化。

3. 基于5G網(wǎng)絡(luò)的廣播電視工程技術(shù)在直播中的問題應(yīng)對(duì)

在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生，給廣播電視工程技術(shù)提供了新的契機(jī)與挑戰(zhàn)。在直播領(lǐng)域中，以5G網(wǎng)絡(luò)為載體的廣播電視工程技術(shù)顯示出了巨大潛力的同時(shí)，也面臨一定的問題。

5G網(wǎng)絡(luò)盡管有高速率和低延遲的優(yōu)點(diǎn)，但是其網(wǎng)絡(luò)覆蓋穩(wěn)定性在實(shí)踐中還是個(gè)難題。由于5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)還處于持續(xù)發(fā)展階段，部分偏遠(yuǎn)地區(qū)或者特殊地點(diǎn)可能會(huì)出現(xiàn)信號(hào)覆蓋不到位等問題，這將會(huì)給直播穩(wěn)定性造成一定的影響。以戶外直播活動(dòng)為例，一旦處于信號(hào)不穩(wěn)的地區(qū)，就有可能造成直播畫面出現(xiàn)卡頓和中斷等現(xiàn)象，極大地影響了受眾的觀看體驗(yàn)。為解決這一難題，廣播電視機(jī)構(gòu)一方面可加強(qiáng)與電信運(yùn)營(yíng)商的合作，協(xié)同推動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及優(yōu)化工作，提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣度及深度。另一方面可利用多鏈路備份這一技術(shù)手段保證主鏈路發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)向備用鏈路切換以保證直播持續(xù)進(jìn)行。

5G網(wǎng)絡(luò)高帶寬在給高清視頻直播帶來強(qiáng)大支撐的同時(shí)，對(duì)于存儲(chǔ)與傳輸設(shè)備的需求越來越大。高清視頻數(shù)據(jù)量較大，對(duì)存儲(chǔ)空間要求較高，傳輸速度較高。若存儲(chǔ)設(shè)備的容量或者傳輸速度不到位，就有可能造成視頻數(shù)據(jù)的損失或者延遲傳輸而影響直播質(zhì)量。為了解決這一難題，廣播電視機(jī)構(gòu)可增加存儲(chǔ)與傳輸設(shè)備投資，使用高性能存儲(chǔ)服務(wù)器和高速傳輸網(wǎng)絡(luò)保障視頻數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)與快速傳輸。同時(shí)可采用云計(jì)算，邊緣計(jì)算對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與處理，使其分布于不同節(jié)點(diǎn)，從而提高系統(tǒng)可靠性與效率。

另外，以5G網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái)的廣播電視工程技術(shù)直播應(yīng)用也面臨人才短缺等諸多問題。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與廣播電視工程技術(shù)融合發(fā)展，需要有跨領(lǐng)域知識(shí)與技能并重的專業(yè)人才。目前這類人才比較缺乏，很難適應(yīng)市場(chǎng)需求。為解決這一難題，廣播電視機(jī)構(gòu)可加大人才培養(yǎng)及引進(jìn)力度，并通過聯(lián)合高校，科研機(jī)構(gòu)等方式進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)及研究項(xiàng)目，培養(yǎng)出一批不僅懂得廣播電視工程技術(shù)，而且對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有較深了解的專業(yè)人才。與此同時(shí)，它還能以優(yōu)厚待遇、良好發(fā)展空間等方式吸引外界優(yōu)秀人才加盟，從而給廣播電視直播事業(yè)帶來新生機(jī)。

4. 結(jié)束語(yǔ)

以5G網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái)的廣播電視工程技術(shù)應(yīng)用于直播有著廣泛的前景。通過發(fā)揮5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)新直播內(nèi)容與形式，廣播電視行業(yè)會(huì)給受眾帶來更高質(zhì)量、更豐富的視聽感受，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展。在5G網(wǎng)絡(luò)日益完善、廣播電視工程技術(shù)不斷創(chuàng)新的今天，會(huì)看到越來越精彩、越來越多樣的廣播電視直播給人們的生活添加更多色彩與趣味，滿足現(xiàn)代化的直播需求。

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