论文部分内容阅读
因为夏季奥运会的举办，2020年本该是日本广受瞩目的一年；没想到，突如其来的新冠疫情打乱了全世界的脚步，让东京奥运会不得不顺延至今年夏季举行。为降低疫情传播风险，日本政府决定，禁止海外观众入境观看东京奥运会，且大多数场馆不允许观众入内。
1964年，东京首次举办夏季奥运会。新干线那子弹头形状的列车甫一亮相，即成为日本的标志之一。它也推动了世界交通史上的一次技术进步，为磁悬浮列车的出现打下了良好的技术基础。
时隔近60年的2021年，当日本再次成为夏季奥运会东道主，在经济和技术飞速发展的今天，东京奥运会又将为世界带来哪些亮眼的科技？这届奥运会能否成为一届最具未来感的奥运会呢？
奧运会向来是各国展现自身科技力量的平台。如1936年柏林奥运会首次通过电视广播的方式对赛事进行报道；1952年赫尔辛基奥运会首次采用了终点高速摄像机，通过特殊的方式捕捉运动员冲刺瞬间；1976年蒙特利尔奥运会首次利用人造卫星实现奥运圣火传递；等等。
围绕这些科技项目的投入非常惊人。2008年，北京奥运会的科技专项课题达1180个，投资近32亿元人民币；2012年，伦敦奥运会的总成本高达130亿美元，引入了包括数码管家系统、新兴医疗科技、3D数码分析等新技术为运动员服务；2016年的里约奥运会总投入达144亿美元，VR技术正是在里约首次被应用于奥运直播。东京奥运会在技术方面的投入更是下了血本，日本政府将这届奥运会定位为“日本复兴的起点”，期望展现本国在新能源、新材料、环保产业、生物科技等方面的巨大成功。日本政府有关人士也一直强调，东京奥运会“将成为超越体育框架的一大盛事，也将是把日本优秀的科学技术告诉世界的最好机会”。
自申奥至今，日本政府酝酿了10年之久。据《时代周刊》估算，日本已经为奥运会耗资250亿美元，是成本预算的4倍之多。有专家认为，这是史上第二贵的奥运会。
2014年，日本政府发布《科技创新综合战略》，明确了东京奥运会要把科技创新和社会重大需求紧密结合起来的目标，并正式发布了9个具体的科技项目，希望借奥运会之机促进包括AI、5G、网络安全等在内的一系列新技术的发展和应用，以目标带动发展，从而反哺社会。2016年发布的《日本再兴战略2016》明确了日本在人工智能领域的发展方向，要保持在汽车、机器人领域技术优势的同时，解决人口老化、劳动力短缺等问题，推进超智能社会5.0建设。
奥运会像是一个大型实验室，为各项技术的发展提供了实践项目。
尽管延期一年的东京奥运会举办在即，但全球的新冠疫情依旧没有好转迹象。日本政府只得无奈宣布，将会采用云直播的方式直播本次奥运会比赛。由于所有海外体育爱好者只能通过电视来观看这场体育盛事，在这样的特殊背景下，愈发考验本届赛事的转播能力。
其中，日本公共放送协会（NHK）将会以8K（7680×4320）超高清视频分辨率信号转播赛事，并利用5G技术传输信号。届时，体育赛事呈现从“台前观看”到“身临其境”，不再是天方夜谭。
其实，早在2013年获得本届夏季奥运会举办权的时候，日本就宣布将会采用8K视频转播赛事，其中包括首次运用直升机以8K摄影机拍摄开幕式与闭幕式，同时，在田径、羽毛球、足球、柔道、游泳、桌球、排球等多类比赛及部分精选赛事中使用8K转播技术。这在4K（1080P）电视节目还没有完全普及的2013年可以说得上是惊人之举。虽然科技日新月异，但对大多数人来说，8K视频转播的科技含量很高。
8K是什么概念呢？8K技术可以让屏幕上的每一条水平线充满了约8000个水平像素点，其总像素数量相当于目前高清电视分辨率1920×1080的16倍，显示效果将会有质的飞跃。在超高清分辨率和多声道的加持下，8K电视画面的每一个细节都将鲜活地展现在人们面前，即便走近屏幕，依然看不到任何像素点。那些曾经模糊不清的细节，如泳池的水花、裁判手中的黄牌或红牌、运动员晋级后激动的泪水抑或是失败后的落寞表情，哪怕是跳远赛场上飞扬的沙土，在新技术的加持下，电视机前的观众都能一览无余。另外，这种对细节的呈现效果也为教练修正运动员的技术动作提供了强有力的支持。
此外，日本将5G商用之路的起点也设在东京奥运会上，东京奥运会将成为日本5G商用的首个大型应用场景。
5G指的是第5代信息传输技术，是从信息传输的速度而言的。5G传输信息的速度是4G的10～20倍。
那么，为何选择8K 5G这样一个组合呢？
相较于4K，8K对视频技术参数和网络传输提出了更高的要求，如7680×4320的分辨率、BT.2020标准的色域范围、12bit的色彩深度、120fps的帧率，130Mbps的码率则要求端到端带宽达到300Mbps、时延小于20米每秒。这对于服务器存储和数据传输都是非常大的挑战，只有通过5G网络才能实现。
二者的结合可以使屏幕前的观众体验到5G技术的高速率、低时延，体验到8K视频的高分辨率、逼真的成像还原、全沉浸式的临场感觉和近距离观看的舒适感。
此外，5G在奥运会上还有其他更大的作用。在竞速比赛时，5G技术结合面部识别技术和3D运动员追踪技术，通过人工智能和摄像头的合作，能够在电视上叠加真实影像和游戏元素的信息，把每个赛道数字绘制成不同颜色，并且能够显示运动员的实时速度。
1964年，东京首次举办夏季奥运会。新干线那子弹头形状的列车甫一亮相，即成为日本的标志之一。它也推动了世界交通史上的一次技术进步，为磁悬浮列车的出现打下了良好的技术基础。
时隔近60年的2021年，当日本再次成为夏季奥运会东道主，在经济和技术飞速发展的今天，东京奥运会又将为世界带来哪些亮眼的科技？这届奥运会能否成为一届最具未来感的奥运会呢？
投入巨大
奧运会向来是各国展现自身科技力量的平台。如1936年柏林奥运会首次通过电视广播的方式对赛事进行报道；1952年赫尔辛基奥运会首次采用了终点高速摄像机，通过特殊的方式捕捉运动员冲刺瞬间；1976年蒙特利尔奥运会首次利用人造卫星实现奥运圣火传递；等等。
围绕这些科技项目的投入非常惊人。2008年，北京奥运会的科技专项课题达1180个，投资近32亿元人民币；2012年，伦敦奥运会的总成本高达130亿美元，引入了包括数码管家系统、新兴医疗科技、3D数码分析等新技术为运动员服务；2016年的里约奥运会总投入达144亿美元，VR技术正是在里约首次被应用于奥运直播。东京奥运会在技术方面的投入更是下了血本，日本政府将这届奥运会定位为“日本复兴的起点”，期望展现本国在新能源、新材料、环保产业、生物科技等方面的巨大成功。日本政府有关人士也一直强调，东京奥运会“将成为超越体育框架的一大盛事，也将是把日本优秀的科学技术告诉世界的最好机会”。
自申奥至今，日本政府酝酿了10年之久。据《时代周刊》估算，日本已经为奥运会耗资250亿美元，是成本预算的4倍之多。有专家认为，这是史上第二贵的奥运会。
2014年，日本政府发布《科技创新综合战略》，明确了东京奥运会要把科技创新和社会重大需求紧密结合起来的目标，并正式发布了9个具体的科技项目，希望借奥运会之机促进包括AI、5G、网络安全等在内的一系列新技术的发展和应用，以目标带动发展，从而反哺社会。2016年发布的《日本再兴战略2016》明确了日本在人工智能领域的发展方向，要保持在汽车、机器人领域技术优势的同时，解决人口老化、劳动力短缺等问题，推进超智能社会5.0建设。
奥运会像是一个大型实验室，为各项技术的发展提供了实践项目。
全新的转播方式
尽管延期一年的东京奥运会举办在即，但全球的新冠疫情依旧没有好转迹象。日本政府只得无奈宣布，将会采用云直播的方式直播本次奥运会比赛。由于所有海外体育爱好者只能通过电视来观看这场体育盛事，在这样的特殊背景下，愈发考验本届赛事的转播能力。
其中，日本公共放送协会（NHK）将会以8K（7680×4320）超高清视频分辨率信号转播赛事，并利用5G技术传输信号。届时，体育赛事呈现从“台前观看”到“身临其境”，不再是天方夜谭。
其实，早在2013年获得本届夏季奥运会举办权的时候，日本就宣布将会采用8K视频转播赛事，其中包括首次运用直升机以8K摄影机拍摄开幕式与闭幕式，同时，在田径、羽毛球、足球、柔道、游泳、桌球、排球等多类比赛及部分精选赛事中使用8K转播技术。这在4K（1080P）电视节目还没有完全普及的2013年可以说得上是惊人之举。虽然科技日新月异，但对大多数人来说，8K视频转播的科技含量很高。
8K是什么概念呢？8K技术可以让屏幕上的每一条水平线充满了约8000个水平像素点，其总像素数量相当于目前高清电视分辨率1920×1080的16倍，显示效果将会有质的飞跃。在超高清分辨率和多声道的加持下，8K电视画面的每一个细节都将鲜活地展现在人们面前，即便走近屏幕，依然看不到任何像素点。那些曾经模糊不清的细节，如泳池的水花、裁判手中的黄牌或红牌、运动员晋级后激动的泪水抑或是失败后的落寞表情，哪怕是跳远赛场上飞扬的沙土，在新技术的加持下，电视机前的观众都能一览无余。另外，这种对细节的呈现效果也为教练修正运动员的技术动作提供了强有力的支持。
此外，日本将5G商用之路的起点也设在东京奥运会上，东京奥运会将成为日本5G商用的首个大型应用场景。
5G指的是第5代信息传输技术，是从信息传输的速度而言的。5G传输信息的速度是4G的10～20倍。
那么，为何选择8K 5G这样一个组合呢？
相较于4K，8K对视频技术参数和网络传输提出了更高的要求，如7680×4320的分辨率、BT.2020标准的色域范围、12bit的色彩深度、120fps的帧率，130Mbps的码率则要求端到端带宽达到300Mbps、时延小于20米每秒。这对于服务器存储和数据传输都是非常大的挑战，只有通过5G网络才能实现。
二者的结合可以使屏幕前的观众体验到5G技术的高速率、低时延，体验到8K视频的高分辨率、逼真的成像还原、全沉浸式的临场感觉和近距离观看的舒适感。
此外，5G在奥运会上还有其他更大的作用。在竞速比赛时，5G技术结合面部识别技术和3D运动员追踪技术，通过人工智能和摄像头的合作，能够在电视上叠加真实影像和游戏元素的信息，把每个赛道数字绘制成不同颜色，并且能够显示运动员的实时速度。