【摘要】 ? ?本文以浙江衛(wèi)視2021跨年晚會的轉(zhuǎn)播系統(tǒng)為實(shí)例背景，介紹了晚會中的轉(zhuǎn)播方案和其中運(yùn)用的技術(shù)亮點(diǎn)。文中還結(jié)合大型演藝活動轉(zhuǎn)播中的共性技術(shù)需求，延伸探討了相關(guān)解決方案和實(shí)踐體會。

【關(guān)鍵字】 ? ?IP化技術(shù)節(jié)點(diǎn) ? ?畫面選切 ? ?切換臺輸入口動態(tài)復(fù)用 ? ?特效上鍵

引言：

近年來，各大媒體平臺制作的定制晚會日益增多，規(guī)模也逐步擴(kuò)大。晚會的轉(zhuǎn)播解決方案是節(jié)目內(nèi)容制作中的重要環(huán)節(jié)。2020年12月31日晚，“美好有你“浙江衛(wèi)視2021跨年晚會在深圳灣體育中心體育場進(jìn)行直播。晚會直播信號由浙江廣播電視集團(tuán)4K/IP超高清轉(zhuǎn)播車和三維聲音頻車制作。下文將解析對晚會直播的視頻系統(tǒng)，并探討其中的技術(shù)要點(diǎn)。

一、實(shí)例背景

本場跨年晚會有兩個現(xiàn)場，第一現(xiàn)場為體育場，是主舞臺表演區(qū)域，第二現(xiàn)場為室內(nèi)演播室，是主持人串場區(qū)域。晚會的主舞臺劃分為A舞臺、B舞臺、C舞臺三個區(qū)域。晚會現(xiàn)場直播的視頻系統(tǒng)圍繞4K/IP超高清轉(zhuǎn)播車搭建。第一現(xiàn)場共有27個機(jī)位，其中18個機(jī)位為系統(tǒng)內(nèi)訊道攝像機(jī)SONY HDC4300，9個機(jī)位為外來信號，均為特種攝像機(jī)位，如斯坦尼康、飛貓、飛梭等。第二現(xiàn)場4個機(jī)位，其中3個機(jī)位為系統(tǒng)內(nèi)訊道攝像機(jī)，1個機(jī)位為外來信號。

晚會訊道機(jī)中有5個AR虛擬合成機(jī)位，分別為CAM5、CAM8、CAM9、CAM16、CAM20。轉(zhuǎn)播車將這個5個機(jī)位的本機(jī)信號通過CCU板卡直出送給AR合成機(jī)房，AR合成機(jī)房在這5個機(jī)位畫面的參考基礎(chǔ)上，進(jìn)行AR虛擬合成，產(chǎn)生5個AR合成后畫面信號，通過幀同步機(jī)回傳入轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)。

晚會直播共使用3臺車載字幕機(jī)外加1臺外接包裝機(jī)進(jìn)行直播的在線字幕與包裝。晚會控臺區(qū)及后臺區(qū)的各類工位監(jiān)看由現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分發(fā)。晚會的視頻連接示意圖如圖1所示。

二、技術(shù)要點(diǎn)

2.1 IP化技術(shù)節(jié)點(diǎn)

晚會的視頻技術(shù)節(jié)點(diǎn)設(shè)立在體育場內(nèi)的控臺區(qū)。因?yàn)樵诳嘏_區(qū)離轉(zhuǎn)播車距離較遠(yuǎn)，且控臺區(qū)及其周邊有大量的工位有視頻監(jiān)看需求、視頻回傳需求以及通話需求。

視頻技術(shù)節(jié)點(diǎn)的核心為IP技術(shù)節(jié)點(diǎn)箱，又可以稱作“EFP機(jī)箱“（以下均簡稱為”EFP機(jī)箱“）。該機(jī)箱承載了技術(shù)節(jié)點(diǎn)與轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)的雙向高帶寬數(shù)據(jù)傳輸，其中包括視音頻信號向場內(nèi)的分發(fā)、視音頻信號向轉(zhuǎn)播車的回傳、通話信號的互通、控制信號的互通等。

EFP機(jī)箱中集成了交換機(jī)、IPG視音頻網(wǎng)關(guān)、P64通話網(wǎng)關(guān)等設(shè)備。每個EFP機(jī)箱與轉(zhuǎn)播車之間由24芯集成光纖打通。EFP機(jī)箱的IPG視音頻網(wǎng)關(guān)上配備了6個SFP模塊，每個SFP模塊可傳輸雙向10Gb的數(shù)據(jù)流。IPG視音頻網(wǎng)關(guān)支持SMPTE 2022-7標(biāo)準(zhǔn)，每一對SFP模塊互為備份，當(dāng)檢測到其中一個SFP模塊所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)發(fā)生丟包時，IPG可無縫切換到另一個SFP模塊所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流。這個機(jī)制確保了視音頻傳輸?shù)陌踩浴?/p>

EFP機(jī)箱的控制交換機(jī)與轉(zhuǎn)播車的控制交換機(jī)打通后，在轉(zhuǎn)播車上通過SDN軟件，可監(jiān)控技術(shù)節(jié)點(diǎn)的IPG視音頻網(wǎng)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)，并控制該IPG視音頻網(wǎng)關(guān)調(diào)用車上的IP流視音頻信號。IPG視音頻網(wǎng)關(guān)支持18路SDI輸入或輸出。只要在帶寬支持范圍內(nèi)，IPG可以配置每一路通路的SDI信號格式與傳輸方向。根據(jù)本次晚會的具體需求，現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)的IPG視音頻網(wǎng)關(guān)的設(shè)置為12路HD SDI輸出，6路HD SDI輸入。

晚會的現(xiàn)場監(jiān)看點(diǎn)分布在體育場的各個區(qū)域，包括舞臺區(qū)、控臺區(qū)、藝人區(qū)等。轉(zhuǎn)播車上由畫面分割器制作的16分割畫面包含了PGM、全景、近景、第二現(xiàn)場等關(guān)鍵機(jī)位畫面，還有PGM音軌及時間碼信息，可滿足多數(shù)工位的共性監(jiān)看需求。

現(xiàn)場技術(shù)節(jié)點(diǎn)共布置了兩臺EFP機(jī)箱，第二臺EFP機(jī)箱鏡像復(fù)制第一臺EFP機(jī)箱的所有調(diào)用配置，作為其設(shè)備故障時的冷備份。

EFP機(jī)箱的使用，讓轉(zhuǎn)播車技術(shù)節(jié)點(diǎn)與轉(zhuǎn)播車之間的連接線材大量簡化。僅使用1根多芯光纜，便可雙向傳輸帶寬容納范圍的視音頻信號，同時打通了轉(zhuǎn)播車與技術(shù)節(jié)點(diǎn)的雙向控制，通話，使轉(zhuǎn)播車技術(shù)節(jié)點(diǎn)成為了轉(zhuǎn)播車延伸出的一個棧道。如果進(jìn)一步展開，同時使用多個EFP機(jī)箱在多個技術(shù)節(jié)點(diǎn)，形成以轉(zhuǎn)播車主體為集中控制中心，多節(jié)點(diǎn)散布的轉(zhuǎn)播外圍集群。示意圖如圖2所示。這種集群可以實(shí)現(xiàn)任意節(jié)點(diǎn)之間的互聯(lián)互通，在多場館互動的大型融媒體直播中將為轉(zhuǎn)播系統(tǒng)外圍搭建帶來許多便利。

2.2 切換臺輸入口的動態(tài)復(fù)用

在大型活動直播中，機(jī)位數(shù)量眾多，切換臺PP級面板往往需要容納所有的信號源。但是在部分環(huán)節(jié)中，需要切換的信號源可能相對少，PP級面板過多的資源對于導(dǎo)播而言，繁雜無序，容易混淆。如果可以根據(jù)節(jié)目進(jìn)程動態(tài)調(diào)整切換臺的信號源，可以精簡PP級面板，讓導(dǎo)播更專注于內(nèi)容制作。但是在節(jié)目進(jìn)行過程中通過切換臺內(nèi)部設(shè)置調(diào)配PP級面板容易引起誤操作，安全性低。更好的解決方案是在維持源名和tally正常顯示邏輯的前提下，通過直觀清晰的選切面板調(diào)整切換臺的輸入源內(nèi)容，動態(tài)復(fù)用PP級輸入口。

本場晚會中就有相關(guān)的實(shí)例。在直播進(jìn)行過程中，AR合成前的本機(jī)畫面和AR合成后的畫面都是可能被切換的信號源。在設(shè)計了AR效果的節(jié)目中，切換臺需要切出AR合成后的畫面。在直播中的其他時間，切換臺需要切出AR合成前的本機(jī)畫面。如果將AR合成前，AR合成后的信號均作為切換臺信號源賦予給切換臺PP級切換列表上，會造成PP級面板上的資源冗余，切換效率不高，影響導(dǎo)播操作。為了精簡PP級切換列表，復(fù)用切換臺鍵位，在技術(shù)導(dǎo)播區(qū)增加了一塊矩陣選切面板，用于統(tǒng)一切換CAM5、CAM8、CAM9、CAM16、CAM20的切換臺信號源。通過這塊面板的快速切換，可以實(shí)現(xiàn)讓切換臺在AR相關(guān)節(jié)目中切換AR合成后的畫面，在其他時間切換AR合成前的本機(jī)畫面。面板的布局如圖3所示。

該面板的邏輯功能由轉(zhuǎn)播車上的VSM管理軟件來實(shí)現(xiàn)。VSM通過協(xié)議可以調(diào)配管理轉(zhuǎn)播車中各端口之間的的信號路由，也可以制作面板用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與使用者之間的交互。為了實(shí)現(xiàn)以上功能，首先設(shè)立5個虛擬的信號單元，我們把它們視為信號的“空殼”，它們具有固定的源名，但是實(shí)際信號輸入由其鏈路的前端決定，并會將tally狀態(tài)傳遞給鏈路的前端。切換臺的入口調(diào)用這5個“空殼”，但其前端的真實(shí)信號輸入受選切面板控制。這就實(shí)現(xiàn)了節(jié)目過程中，切換臺輸入源畫面的批量切換。

2.3 多級特效上鍵

本次跨年晚會以歌舞類節(jié)目居多。為了更好地呈現(xiàn)節(jié)目效果，導(dǎo)播團(tuán)隊結(jié)合具體的節(jié)目內(nèi)容，在PGM切換中采用了大量畫面特效設(shè)計。其中包括特效包裝機(jī)輸出的特效，SONY 切換臺自帶的DME鍵特效，轉(zhuǎn)場特效，以及多種特效疊加使用的混合特效。特效的高頻使用，鍵屬性的高頻變化，轉(zhuǎn)場模式的高頻改變，畫面的高頻切換，使得人工實(shí)時操作切換具有很低的容錯率，所以跨年晚會的歌舞類節(jié)目均采用自動切換軟件進(jìn)行程控切換。導(dǎo)播團(tuán)隊在節(jié)目彩排中將事先設(shè)計好的特效與切換點(diǎn)均編入切換流程板。無論是切換臺自帶的特效還是包裝機(jī)輸出的特效，均由多層ME級上鍵與相互切換實(shí)現(xiàn)。

例如在某個片段中，導(dǎo)播團(tuán)隊需要使ME1級的PGM畫面呈現(xiàn)單色特效。Sony切換臺為了防止母線信號自激，每級母線的table表中無法調(diào)用該級母線的PGM、PVW、CLN輸出信號。在這樣的原生限制之下，比較傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式是ME1級上單色效果的DME鍵，鍵源選擇其他母線的PGM，在其他母線進(jìn)行畫面切換;或者M(jìn)E1級上單色效果的DME鍵，鍵源由ME1級的字幕母線進(jìn)行切換?？蛇@兩種實(shí)現(xiàn)方式均有一定弊端：前者的實(shí)現(xiàn)方式會占用總共2條切換臺母線的資源，后者的實(shí)現(xiàn)方式無法對字幕母線的畫面進(jìn)行監(jiān)看。

但在實(shí)際的技術(shù)設(shè)計中，ME母線并不會調(diào)用該級母線的CLN輸出作為本級的信號源，而是DME鍵將該級母線的CLN輸出作為鍵源，且使用的DME鍵均為全畫面覆蓋鍵，所以整個信號流程并不會產(chǎn)生信號自激。所以根據(jù)節(jié)目實(shí)際情況，將切換臺的ME1、ME2、ME3級的CLN輸出信號通過矩陣環(huán)路接入切換臺的輸入源，每條ME級母線特效鍵的鍵源均調(diào)用該母線的CLN輸出信號。這種方法提高了母線的使用效率，使操作者可直接在母線主面板上選擇該ME級將要做特效的信號源畫面。配合多級母線的多畫面監(jiān)看，在多級母線疊加使用的情境下對操作者更為直觀友好。

三、結(jié)束語

浙江衛(wèi)視2021跨年晚會在新年的凌晨順利完成直播。在如今的大型演藝活動的轉(zhuǎn)播制作中，IP化的轉(zhuǎn)播系統(tǒng)具有高帶寬、高穩(wěn)定性、低線材量等明顯優(yōu)勢，而且具有巨大的擴(kuò)展?jié)撃?。面對越來越?fù)雜的技術(shù)需求，轉(zhuǎn)播技術(shù)的精益求精，可以為內(nèi)容制作產(chǎn)生助推作用。

馮宇瀟（1993—），男，漢族，浙江省杭州市，本科，助理工程師，研究方向：轉(zhuǎn)播視頻技術(shù)、衛(wèi)星傳輸技術(shù)