影像傳輸的技術一直在進步, 從NTSC 480i/60f, 到目前普遍電視都已經能支援4K/60f, 雖然台灣的無線廣播還停留在1080i/60f, 但是近期透過MOD是可以觀看4K的影像畫質, 另外近年來興起的網路串流平台, 都已經有4K的影像畫質可以選擇, 像是Youtube, Netflix, Disney+都已經有4K畫質可以選擇, 加上近期HDR的加持, 讓影像畫質再近一步的提升.
8K的影像除了可以看到更細緻的影像之外, 還有其它優勢嗎? 以目前主流是4K畫質, 若是使用8K來錄製, 在相同的角度下可以拍攝更廣的畫面, 在影像後製時, 再擷取4K畫質的影像出來, 這樣的好處, 是可以取得更穩定的畫面, 不會因為拍攝時的晃動, 而造成畫面跟著晃動, 雖然攝影機都已經有防抖動, 但還是有其極限; 另外在移動的畫面下, 還可以取得最佳的角度, 可以降低移動的角度沒拍好, 又要再重拍一次的麻煩.
原本在日本東京奧運就要推廣8K的轉播, 但因為COVID-19疫情延後了一年才舉辦了相關奧運賽事, 也實際使用了8K轉播技術, 但只有在日本能收得到, 其它區域都是接收4K的轉播, 像是台灣的MOD上, 也是只能看得到4K轉播; 8K的轉播是傳輸8K/60f HDR 10bit 4:2:2影像，以4ch 12G UHD-SDI的傳輸方式來進行攝影機與伺服器之間的遠距離傳輸, 在伺服器內做影像處理及壓縮編碼, 再透過衛星或網路來達成即時的廣播.
目前DisplayPort 1.4版及HDMI 2.1版, 都已經能支援到8K/60f的影像傳輸, 使用一條cable就能做到8K/60f的影像傳輸, 早期HDMI 2.0使用18Gbps的頻寬只能傳輸4K/60f的影像, 在HDMI 2.1版則是使用48Gbps來傳輸8K/60f的影像, 在使用USB Type-C這種能支援最多種功能的接口, 只要有support Thunderbolt 4的功能, 就已經加入 DisplayPort 1.4 支援能力, 可以達到8K/60f的影像傳輸; 但不論是Thunderbolt 4與DisplayPort 1.4, 或是HDMI 2.1, 都是只能做到幾米的傳輸距離, 若要做到80米到100米的遠距離傳輸, 該怎麼達成呢?
以Semtech的SDI技術來說, 使用多通道的SDI來傳輸, 是可以做到遠距離的傳輸, 又能同時滿足8K/60f的解析度, 但需要使用多少通道的SDI來做傳輸呢? 以早期單通道12G UHD-SDI技術還未推出時, 就已經有使用4通道的3G SDI來傳輸12G UHD-SDI的方式, 而12G UHD-SDI最能傳輸的解析度為4K/60f, 基本上8K/60f影像的長寬各是4K/60f的2倍, 因此需要4倍的頻寬來傳輸, 換算後可以得知, 一共需要16通道的3G SDI來傳輸8K/60f影像, 這看起來真的很驚人, 對吧! 16條同軸電纜, 可真的是好大的一把線, 但這是真的可行的技術, 市面上也有相關的產品是使用16通道的3G SDI來傳輸8K/60f影像.
現在單通道12G UHD-SDI技術已經成熟, 目前已經可以簡化到使用4通道的12G UHD-SDI來傳輸8K/60f的影像, 這樣只需要使用4條同軸電纜, 就可以做到8K/60f影像80米到100米的遠距離傳輸, 而且是即時, 非壓縮, 超低延遲的畫面, 非常適合在運動賽事的轉播上.
若是8K/60f的影像來源為HDMI 2.1, 在影像傳輸站需要一個HDMI 2.1轉4ch HDMI 2.0的轉換器, 再使用4個GS12170 + GS12281的HDMI 2.0 to 12G-UHD SDI轉換器, 將這4個HDMI 2.0轉換成12G-UHD SDI, 即可透過80M ~ 100M的同軸電纜來達成遠距離傳輸, 而在影像接收端, 需要使用4個GS12341 + GS12170的12G UHD-SDI to HDMI 2.0轉換器, 再透過一個4ch HDMI 2.0轉HDMI 2.1的轉換器, 即可還原成HDMI 2.1影像輸出.
圖一 8K/60f HDMI 2.1長距離影響傳輸.
若是8K/60f的影像來源為4個HDMI 2.0, 則只需要搭配4個GS12170 + GS12281的HDMI 2.0 to 12G UHD-SDI轉換器, 將這4個HDMI 2.0轉換成12G UHD-SDI, 即可透過80M ~ 100M的同軸電纜來達成遠距離傳輸, 而在影像接收端, 需要使用4個GS12341 + GS12170的12G UHD-SDI to HDMI 2.0轉換器即可還原成4個HDMI 2.0影像輸出.
圖二 8K/60f 4ch HDMI 2.0長距離影響傳輸.
Q&A 1
Q: SDI最大的優勢為何?
A: SDI使用同軸電纜來傳輸完全無壓縮, 長距離且低延遲的影音訊號, 搭配BNC connector可以提供穩固的連接, 對於有移動需求, 醫療及Live直播不能有任何畫面中斷需求, 提供可靠的影音傳輸.
Q&A 2
Q: 使用12G UHD-SDI的最長的傳距離為何?
A: 使用12G UHD-SDI搭配Belden 1694A的傳距離約70 – 80M, 而搭配Canare 5.5C的距離是可以達100M; 若是有更長的傳輸距離, 則可以搭配12G UHD-SDI專用的SFP+ transceiver, 傳輸距離可以達300M以上.
Q&A 3
Q: 12G UHD-SDI的GS12170晶片是否要分TX與RX?
A: 12G UHD-SDI部份會使用到GS12170 SDI/HDMI bridge, 同一顆晶片可做到TX與RX, 備貨上較輕鬆, 但TX會需要搭配CD GS12281, 而RX會需要搭配EQ GS12341, 可以降低備貨及庫存控管成本.
Q&A 4
Q: 搭配使用4ch 12G UHD-SDI/HDMI轉換器來做到的8K/60f傳輸, 是否會有同步問題?
A: 因為12G UHD-SDI與HDMI 2.0的影像傳輸都擁有非常低延遲的特性, 經過TX及RX轉換後也不會有非常大的延遲, 只要產生的延遲可以在4ch HDMI 2.0接收端所能接受的範圍, 即不會有同步的問題.
Q&A 5
Q: 是否可以用1條同軸電纜來傳輸8K/60f的影像?
A: 因為目前SDI最高的頻寬為12G, 只能傳輸到4K/60f, 若要能1條同軸電纜來傳輸, 頻寬會需要提高48G, 以目前的SDI技術來說, 還無法做到48G 的SDI, 說不定未來會導入在光通訊所使用的PAM4傳輸技術, 來達到更高的頻寬, 用來傳輸8K/60f的影像.