太空4K超高清直播，NASA和亞馬遜要改寫好萊塢歷史了

摘要： NASA 被廣泛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。

NASA 宇航員佩吉·惠森（ Peggy Whitson）與傑克·費舍爾（Jack Fischer）在直播中打起了「太空乒乓球」

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。

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（NAB SHOW）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英里的國際空間站（International Space Station）的直播，以 NASA 傳奇女性宇航員佩吉·惠森（ Peggy Whitson）為主打。

作為國際空間站的指揮官，惠森打破了美國宇航員的太空飛行時間記錄，一共完成了543天。就在直播的前兩天，美國總統唐納德·特朗普（Donald Trump）還與女兒伊萬卡·特朗普（Ivanka Trump）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（Jack Fischer），通過與 AWS Elemental 公司 CEO 兼聯合創始人山姆·布萊克曼（Sam Blackman）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。

NAB SHOW 直播現場，左為 AWS Elemental 公司 CEO 兼聯合創始人山姆·布萊克曼（Sam Blackman）

直播由 NASA 聯合全美廣播電視展，以及亞馬遜集團 AWS（Amazon Web Service）共同完成。視頻流通過 AWS Elemental 編碼軟體在國際空間站進行編碼，然後傳輸到地球表面的約翰遜航天中心（Johnson Space Center），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，AWS Elmental 的工程師瓦克哈姆·沙姆斯（Khawaja Shams）曾表示，國際空間站的軌道在地球上方約250英里，以每小時17200英里（約27600公里/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，為了滿足宇航員的需求，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-definded video）和雲技術的靈活性，使得 Elemental Live 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台 Amazon CloudFront，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（Streaming real-time video），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英里的視頻對話中，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：與 NASA 和好萊塢連接未來》（Reaching for the stars: Connecting to the future with NASA and Hollywood）。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》（ Mission to Mars），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》（The Martian）在北美公映。據外媒報道，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》（The Salesman， 2016）獲得了最佳外語片獎，《海邊的曼切斯特》（Manchester by the Sea，2016）及其主演卡西·阿弗萊克（Casey Affleck）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，流媒體網路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 AWS Elemental，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Elemental Technologies Inc. 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路服務部門 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、衛星和電視廣播網路上傳輸，從而使重新編碼後的視頻頻段傳送到桌面電腦、智能手機以及平板電腦。

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，AWS Elemental 通過其工作流將直播內容同時轉到亞馬遜 CloudWatch、亞馬遜 Route 53 以及亞馬遜 CloudFront 內容分發網路以方便觀眾觀看，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 NAB SHOW 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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