就在前不久,NASA(美國國家航天局)公布了登錄火星的具體計劃,聲稱在2030年代,人類可以真正觸及火星。火星變得不再遙不可及,然而對於普通人而言,能真切感知火星的時間節點,可能還是個未知數。
▲NASA太空人佩吉·惠森(PeggyWhitson)與傑克·費舍爾(JackFischer)在直播中打起了「太空桌球」
超高清視頻直播在一定程度上可以滿足愛好者的需求。
今年4月,在美國拉斯維加斯的舉辦全美廣播電視展(NABSHOW)上,NASA首次實現了來自太空的4K超高清解析度(UHD)直播。
在此之前,4K鏡頭和信號已經從空間發射,但是從未現場直播過。
這場來自距離地球表面250英裡的國際空間站(InternationalSpaceStation)的直播,以NASA傳奇女性太空人佩吉·惠森(PeggyWhitson)為主打。
作為國際空間站的指揮官,惠森打破了美國太空人的太空飛行時間記錄,一共完成了543天。就在直播的前兩天,美國總統唐納·川普(DonaldTrump)還與女兒伊萬卡·川普(IvankaTrump)在白宮總統辦公室,通過視頻通話恭喜惠森取得這一成就。
惠森和她的夥伴傑克·費舍爾(JackFischer),通過與AWSElemental公司CEO兼聯合創始人山姆·布萊克曼(SamBlackman)進行了實時交談,向現場觀眾展示了4K超高清解析度太空場景。
NABSHOW直播現場,左為AWSElemental公司CEO兼聯合創始人山姆·布萊克曼(SamBlackman)
直播由NASA聯合全美廣播電視展,以及亞馬遜集團AWS(AmazonWebService)共同完成這場直播。視頻流通過AWSElemental編碼軟體在國際空間站進行編碼,然後傳輸到地球表面的詹森航天中心(JohnsonSpaceCenter),進而實現了這一次超高清的視頻對話。
太空4K直播的挑戰在哪裡?
與太空進行視頻連線的相關挑戰有許多,更不用說是要求4K實時視頻直播對話了。
作為太空4K次直播活動的技術提供方之一,AWSElmental的工程師瓦克哈姆·沙姆斯(KhawajaShams)曾表示,國際空間站的軌道在地球上方約250英裡,以每小時17200英裡(約27600公裡/小時)的速度行駛,軌道實驗室必須穩定可靠,絕不允許失敗。
這一切,最關鍵的點是尺寸。每一盎司的重量和一英寸的空間都非常寶貴,因此編碼器要儘可能地小,能量消耗要儘可能地簡單。
同時,由於是與NASA合作,包括每個組件的響度、風扇速度和化學成分都有特定的規格,必須要逐一滿足。而由於NASA在太空中進行「人為因素」的工程測試,為了滿足太空人的需求,用戶界面也必須簡單堅固。
除此之外,安全也是十分重要的。ISS運行的軟體上,有大約230萬行代碼,大部分都是飛行軟體。在這樣的情形下,編碼器必須完全被加固,且要內置防火牆。病毒掃描,完全的訪問控制以及埠管理是必須的。
「軟體定義視頻(Software-defindedvideo)和雲技術的靈活性,使得ElementalLive可以解決這些問題。而且,這些技術除了可以完成第一場來自太空的高清直播,還可以利用亞馬遜的內容分發平臺AmazonCloudFront,使其內容傳輸至普通觀眾。」沙姆斯說。
而且,這樣的流媒體式的實時視頻(Streamingreal-timevideo),捕獲的圖像清晰度比現階段的高清技術的解析度要高出4倍,NASA正在提高其觀察,發現和適應關於新的軌道和深層空間的知識的能力。
惠森和費舍爾認為,在太空中實現4K直播的優勢在於,在國際空間站上提供實驗中的實況鏡頭,因為這意味著他們可以使用慢動作攝像機捕獲極高的細節,然後將結果實時傳輸給地球上的研究人員。
費舍爾還在直播中開玩笑說,雖然沒有人願意別人看見自己的毛孔,但是不可否認的是,人們願意以這樣清晰的視角看待整個星空和宇宙。
超高解析度成像和廣播能力,對於NASA進一步進入太空包括火星,是十分重要的。惠森表示,先進的成像能力將作為火星之旅前的決策過程的至關重要一部分,因為火星計劃的一個非常關鍵的部分是,能夠提前查看和研究目的地。
據鈦媒體記者現場觀察,這場跨越250英裡的視頻對話中,現場實時信號傳輸的過程中,還是偶爾出現了一定的延時。不過,現場觀眾對這一切並不在意這些瑕疵,反而沉浸在4K高清展示太空場景的驚奇之中。
NASA和亞馬遜將如何改變好萊塢?
有趣的是,雖然是NASA相關的直播,但是會場討論(Panel)的主題卻與好萊塢相關——《觸達星辰:連接NASA和好萊塢的未來》(Reachingforthestars:ConnectingtothefuturewithNASAandHollywood)。嘉賓們想要傳遞出來的信號是,將NASA的未來與好萊塢聯繫在一起,舉手摘星不再是遙不可及的夢幻。
好萊塢偏好拍攝太空題材的電影,而實際上,NASA和好萊塢已經有過多次合作。在新千年,美國電影人與NASA一起,對研究火星上存在生命並適合人類移居興起了熱潮。
在2000年上映的《火星任務》(MissiontoMars),就得到了NASA的指導幫助進行拍攝,高度逼真地「預演」首次載人登錄火星計劃,還嚴肅地探討了移居火星的可能性及地外生命等科學命題。
2015年9月,NASA發布消息稱,在火星上首次發現了存在液態水的強有力證據。而就在NASA發布消息後三天,電影《火星救援》(TheMartian)在北美公映。據外媒報導,NASA對《火星救援》提供了極大的支持,不僅僅借出了太空衣,也允許了他們拍攝真實火箭發射的一幕。據說,NASA中不少工作人員就是《火星救援》電影原著的書迷。
▲《火星救援》獲得了第88屆奧斯卡7項提名
NASA被廣泛地認為是世界範圍內太空機構中執牛耳者,其每一次科學探索的最新發現,為科幻電影提供了理論基石和想像空間,而攝影技術的革命,也在為好萊塢的電影語言帶來另一種可能。
負責這場太空4K直播亞馬遜集團,從未掩飾其進入影視產業的野心。而就在今年的第89屆奧斯卡頒獎典禮上,亞馬遜購買的《推銷員》(TheSalesman,2016)獲得了最佳外語片獎,《海邊的曼切斯特》(ManchesterbytheSea,2016)及其主演卡西·阿弗萊克(CaseyAffleck)分別攬下了最佳原創劇本獎和最佳男主角獎。
此次進擊奧斯卡,亞馬遜的關鍵詞是「買買買」,然而,流媒體網絡視頻才是亞馬遜集團這樣科技公司的關鍵戰場。
負責這次太空4K直播的AWSElemental,就是亞馬遜在2015年9月斥資5億美金高價收購的。收購價格為當時ElementalTechnologiesInc.公司年收入的約5倍。而這項交易正是由其收入增長最快的網絡服務部門AWS促成的。完成之後,自然而然,Elemental併入了AWS部門。
如此大手筆收購Elemental,亞馬遜主要是將其服務於視頻業務。作為一家視頻發布技術廠商,Elemental主要業務是幫助媒體和娛樂提供商重新改變視頻數據格式,以便更好地在有線、衛星和電視廣播網絡上傳輸,從而使重新編碼後的視頻頻段傳送到桌面電腦、智慧型手機以及平板電腦。
Elemental曾經為多項大型體育賽事提供大規模的直播。比如,其在2012年倫敦奧運會,他們的視頻編碼的硬體和軟體被6家主要的廣播電視公司所使用,而內容傳送至全球40個國家。此外,他們還能為移動視頻以及4K超高清視頻內容製作以及分發提供支撐的HEVC(高效視頻編碼)。
在這次太空4K直播中,AWSElemental通過其工作流將直播內容同時轉到亞馬遜CloudWatch、亞馬遜Route53以及亞馬遜CloudFront內容分發網絡以方便觀眾觀看,並且提供了4K和1080P兩種不同解析度。
當然,4K技術並不是多麼新鮮,但在電影中的應用卻比較罕見。在去年的NABSHOW上,導演李安首次試映了4K電影《比利·林恩的中場戰事》(2016)11分鐘。影片採用的就是當下最領先的4K,120P高幀率、3D拍攝和放映,引起了大範圍的討論,被很多人看作是電影的未來。
大銀幕需要高解析度來呈現細膩的細節。影院為觀眾提供了沉浸感,而高解析度和高幀率可以帶來足夠清晰的視覺感受。不過,上映之後,《比利·林恩的中場戰事》卻口碑呈現兩極分化。影片帶來史無前例的清晰感,將電影技術往前革新了一步,但也有影迷表示,太過清晰而使得過度關注細節,情節反而大大被削弱,導致無法入戲。
不過,正如當下3D和IMAX盛行,技術更新了,電影語言自然也會隨之配套升級。可以預見的是,4K技術將會引領下一步好萊塢甚至整個影視產業的浪潮。
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