艾迪普自研引擎结合 NVIDIA 技术,为央视春晚与元宵晚会提供 8K 超高清集群渲染及智能播控

by 英伟达中国

在 2022 年央视虎年春晚、央视元宵晚会中,应用了 8K 超高清渲染及智能播控等技术,增加了“竖屏看春晚”的观看选择,并进行了实时红包互动等。借助 NVIDIA RTX A6000NVIDIA G-SYNC 显示器技术及 NVIDIA Mosaic 多显示器技术艾迪普科技股份有限公司(以下简称为“艾迪普”)为央视春晚与元宵晚会提供技术支持,向全球观众带来了两场艺术与科技完美结合的视觉盛宴。

其中,NVIDIA RTX A6000 是适用于台式工作站的强大视觉计算 GPU,具有强劲的性能与功能;NVIDIA G-SYNC 是具有开创性的显示器技术,能够大幅减少显示器卡顿现象和输入延迟;借助 NVIDIA Mosaic 多显示器技术,可轻松地从单个系统横跨多台高分辨率显示器或投影仪使用任意应用,将多台显示器作为单个桌面进行处理,且不会造成应用软件更改或视觉失真。

艾迪普是英伟达初创加速计划会员,专注于计算机图形图像技术研发和产品化。能够提供虚拟现实、增强现实、虚拟仿真、数字孪生、信息三维可视化及交互等数字内容产业创新应用,主要业务覆盖泛媒体、教育、医疗、工业互联网及智慧城市等多个领域。

大面积、多数量、高清晰度显示
带来技术挑战

2022 年央视春晚首次运用 LED 屏幕打造 720° 穹顶空间,且央视元宵晚会也应用同一空间——整体 LED 屏幕面积达到 4306 平方米,相当于 10 个标准篮球场面积,LED 屏幕的面积之大、数量之多,突破了历届春晚的记录。在节目表演时,每一块 LED 屏幕都会随主题播出不断变化的视频内容,通过舞台升降屏、拱屏、穹顶屏与地屏等舞美互相配合,形成连贯的动态视觉效果。且今年春晚首次在 CCTV-8K 超高清频道进行 8K 春晚直播,对画面清晰度、色彩还原度等方面提出了更高的要求。超大规模的超高清信号同步实时渲染及同步播放、超高速度的双 8K 视频实时编解码成为团队需要攻克的首要技术难点。

艾迪普团队面临着以下几方面的挑战:

  • 编解码效率:2022 年央视春晚总时长为 4 个半小时,节目中大幅应用 XR、AR、全息扫描、8K 裸眼 3D 等技术升级视觉效果,整场晚会涉及的超高清视频数据量巨大,视频编解码速度面临极大挑战;
  • 渲染输出的质量和速度:为保证 8K 春晚直播的画质、色彩等呈现效果,艾迪普制定了双 8K 输出方案,双 8K 输出对渲染的质量和速度提出了极高的要求;
  • 同步性:4306 平 LED 屏幕同步播控前所未有,播出时需要每块屏幕都需要达到相同刷新率并且实现帧同步,才能满足超大规模的 LED 屏同步播控需求。


NVIDIA GPU 和显示器技术
提升渲染及播控效果

为了呈现最佳的晚会效果,艾迪普团队制定了详细的技术方案,采用了 NVIDIA RTX A6000NVIDIA G-SYNC 显示器技术及 NVIDIA Mosaic 技术,结合自主研发的实时三维图形图像引擎、大屏智能播控系统、超高清集群渲染技术,以实现央视春晚的 8K 超高清渲染及智能播控,此后这一方案也在央视元宵晚会中到了应用,而使用 NVIDIA GPU 和显示器技术对渲染及播控效果带来了极大提升:

  • 在编解码效率方面,通过采用 NVIDIA RTX A6000,实现 CPU 与 GPU 联合解码,甚至实现单节点基于硬件管线 GPU 双 8K 实时编解码,大幅提升解码速度,有效应对了央视春晚及元宵晚会中大量的超高清素材带来的编解码挑战。在只依托 CPU 进行解码时,需要将 CPU 解码后的实时视频流传输到显卡,再从显卡输出到播出通道,流程较长,且很容易遇到硬件瓶颈。而采用 CPU 与 GPU 联合解码后,可将 CPU 处理好的部分结果及 GPU 解码结果,直接输出给播放通道,大幅降低 CPU 的负载,省去中间环节,同时 NVIDIA RTX A6000 的高性能使 GPU 与电脑其余部分之间的连接速度显著提升,能够有效加速编解码流程。
  • 在渲染输出的质量和速度方面,由于春晚中巨大的素材量、数千块的屏幕数量、8K 超高清播出画面,以及对高分辨率、高帧率的要求,传统媒体服务器已经远远无法满足需求,艾迪普基于自主研发的实时三维图形图像渲染技术及 NVIDIA RTX A6000 与 NVIDIA G-SYNC,构建同步渲染架构服务器集群,实现多节点分布式的超高清集群同步渲染,提升渲染速度与精度,使画面达到双 8K 输出的 15360×4320 分辨率需求。同时,借助 NVIDIA GPU 的强劲性能,将 8K 超高清视频信号的高分辨率、逼真成像还原和现场沉浸感等效果展现得淋漓尽致,让观众在全国各地都如同“亲临”春晚、元宵晚会现场,共享吉庆祥和的视觉盛宴。
  • 在同步性方面,依托艾迪普大屏智能播控系统与 NVIDIA G-SYNCNVIDIA Mosaic 技术配合,实现 4306 平米 LED 屏幕刷新率同步,保证超大规模屏幕能够接收到同一帧画面,画面无撕裂、卡顿或输入延迟,实现超大规模、超高分辨率数字内容的统一和同步播控。
  • 在安全性方面,艾迪普依托多年服务国家级重要项目沉淀的深厚经验,制定了完备方案,通过采用 NVIDIA G-SYNC 技术实现央视春晚、元宵晚会多台主备份服务器的精确同步,实现主备机无缝切换,为春晚和元宵晚会的安全播出呈现保驾护航。


技术赋能数字内容的呈现

借助 NVIDIA RTX A6000NVIDIA G-SYNC 及 NVIDIA Mosaic,艾迪普进一步提升了央视春晚、央视元宵晚会的 8K 超高清集群渲染及智能播控效果,圆满完成了两场重大活动的技术支持任务。

NVIDIA 的 GPU 与显示器技术等与艾迪普密切相关,通过与这一领先的数字内容智能生产及信息三维可视化解决方案提供商合作,双方将进一步扩展技术创新,从而提升数字内容的渲染效率与精度,并加速产品提升与应用落地。同时,艾迪普是英伟达初创加速计划会员,NVIDIA 将与艾迪普持续探讨更多生态合作可能性,为更多领域带来数字内容的便利与美好,助力更多行业实现数字化转型升级。



英伟达初创加速计划

艾迪普是英伟达初创加速计划 (NVIDIA Inception) 会员企业。英伟达初创加速计划为免费会员制、旨在培养颠覆行业格局的优秀初创公司;能够提供『产品折扣』,『市场宣传』,『技术支持』,『融资平台』,『客户推荐』等一系列服务,加速初创公司的发展。

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