摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及和XR（擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)）技術(shù)的成熟，節(jié)目生產(chǎn)的方式也在趨于輕量化、便捷化。新聞報道的方式也在經(jīng)歷一場革命性的變革。與以往的異地同框新聞連線方式不同，湖南廣播電視臺在2024全國兩會新聞報道節(jié)目中采用5G+XR技術(shù)，讓北京演播室的代表和長沙演播室的主持人通過虛擬合成方式，給觀眾一種處于同一演播室面對面直接交談的觀看感受。這種模式的新聞制作對傳輸技術(shù)提出了更高的要求。該文對2024全國兩會新聞報道節(jié)目的傳輸方案及問題進(jìn)行分析，志在為未來更多此類節(jié)目的技術(shù)應(yīng)用及遠(yuǎn)程制作提供思路。

關(guān)鍵詞：5G+XR；SRT；WebRTC；M-TECH；輕量化

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.09.064

中圖分類號：G 222；TN 943.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編碼：1672-7274（2024）09-0-04

Lightweight Transmission Facilitates National Two Sessions News Interview

HUANG Zhenghai1， ZHAO Pinzheng1， YAO Di2

Hunan Radio Film and Television Group， Changsha 410003; China;

2.China Space-Time Information Co.， Ltd.， Beijing 100029， China）

Abstract： With the popularity of Internet technology and XR （extension） reality technology matures， program production way is also tend to be lightweight， convenient.News report way is also experiencing a revolutionary change. Different from the previous way of different places with the same frame news connection， Hunan Radio and Television Station adopted 5G+XR technology in the National Two Sessions news report program in 2024， so that the representatives of the Beijing studio and the host of the Changsha studio through virtual synthesis， giving the audience a viewing feeling of being in the same studiov/fUmvlA1aefx+OHcPoSLA== and talking directly to each other. This mode of news production also puts forward higher requirements for transmission technology. This paper analyzes the transmission scheme and problems of the national Two Sessions news report program in 2024， aiming to provide ideas for the future technical application and remote production of more such programs.

Keywords： 5G+XR; SRT; WebRTC; M-TECH; lightweight

0 引言

XR技術(shù)是一種涵蓋增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和混合現(xiàn)實(shí)（MR）的綜合性技術(shù)，它通過將計(jì)算機(jī)生成的環(huán)境和真實(shí)世界的結(jié)合，為用戶提供沉浸式的體驗(yàn)。5G技術(shù)以其高速率、低時延和大連接數(shù)的特性，為XR技術(shù)提供了更加穩(wěn)定、高效的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。因此，5G+XR的結(jié)合成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

湖南廣播電視臺這些年也在積極探索5G+XR在節(jié)目生產(chǎn)上的技術(shù)創(chuàng)新與運(yùn)用。在2023年正式投入使用的芒果XR虛擬棚宣告其已具備5G+XR創(chuàng)作的硬件條件。其以UE5為核心，使用高精度XR屏幕，能同時提供虛擬制片（VP）和擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）拍攝兩種拍攝手段，為內(nèi)容制作提高賦能力度。影棚主要拍攝的區(qū)域呈半環(huán)形結(jié)構(gòu)，其中LED立屏長12 m，高5 m，地屏近60 m2，縱深達(dá)6 m，可以滿足綜藝XR、VP虛擬拍攝和4～5人的訪談節(jié)目錄制需求。

除此之外，以往兩會直播采用現(xiàn)場制作的方式，需要傳統(tǒng)大型轉(zhuǎn)播車、衛(wèi)星車到場，動用大量人力財力。在確保業(yè)務(wù)安全的前提下，我們積極探索輕量化生產(chǎn)模式，此次全國兩會新聞報道采用互聯(lián)網(wǎng)+5G傳輸?shù)墓?jié)目生產(chǎn)模式，主會場在長沙，北京會場只需要綠背景的演播室及輕量化的制作和傳輸設(shè)備，相比往年人數(shù)減少40%，整體費(fèi)用大幅降低50%。

本次全國兩會新聞訪談節(jié)目在使用5G+XR節(jié)目創(chuàng)新生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，還真正實(shí)現(xiàn)了低成本、輕量化新聞內(nèi)容生產(chǎn)模式。這次新聞報道案例的成功應(yīng)用，為以后此類型節(jié)目生產(chǎn)提供一個可實(shí)施性方案，也是當(dāng)今融合媒體下新質(zhì)生產(chǎn)力方式的重要嘗試和突破。

1 傳輸方案設(shè)計(jì)

本次節(jié)目制作采用基于互聯(lián)網(wǎng)+5G的遠(yuǎn)程虛擬制作方式。前方現(xiàn)場在北京，臺內(nèi)演播室在長沙，集團(tuán)機(jī)房將對兩地合成后的信號進(jìn)行剪輯與收錄，生成最終播出素材。此次兩會新聞節(jié)目制作的重點(diǎn)在前方現(xiàn)場與臺內(nèi)演播室的遠(yuǎn)程信號實(shí)時傳輸與虛擬合成處理。

本次節(jié)目制作信號傳輸采用基于互聯(lián)網(wǎng)+流媒體協(xié)議的方式進(jìn)行，前方采訪嘉賓和臺內(nèi)主持人的信號互聯(lián)后，再通過實(shí)時綠幕摳圖技術(shù)進(jìn)行虛擬合成，實(shí)現(xiàn)異地同屏、面對面直接交談的節(jié)目制作效果，以低成本、高質(zhì)量、高效能打造科技+文化融合的新聞節(jié)目生產(chǎn)新模式。

北京現(xiàn)場共三路不同機(jī)位信號需要實(shí)時回傳臺內(nèi)，長沙演播室需要返送兩路信號至北京現(xiàn)場（一路主持人實(shí)時連線互動信號，一路虛擬合成后的PGM信號）。

基于需求及后續(xù)測試錄制調(diào)整，制定最終傳輸系統(tǒng)方案如下所述。

（1）SRT點(diǎn)對點(diǎn)雙向低延時傳輸系統(tǒng)作為新聞節(jié)目制作錄制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有低延時、高畫質(zhì)特點(diǎn)，正適配該節(jié)目制作。其中，以某品牌SRT硬件編解碼推流系統(tǒng)作為主路，在北京會場配置2臺雙通道編碼器和2臺解碼器；在長沙會場配置1臺雙通道編碼器及3臺解碼器。另外一品牌SRT軟件編解碼推流系統(tǒng)作為備路，該設(shè)備單臺支持8路可選擇高清信號編解碼，兩邊各配置一臺即可。

（2）SRT傳輸系統(tǒng)與M-TECH云平臺連線系統(tǒng)混搭配合，作為節(jié)目制作對話系統(tǒng)。其中M-TECH云平臺連線系統(tǒng)支持基于WebRTC的低延時、高質(zhì)量視音頻實(shí)時交互，曾用于2023年雙十一晚會“穿屏互動”節(jié)目環(huán)節(jié)。在北京會場配置云連線終端，長沙會場配置云連線網(wǎng)管服務(wù)器，其超低延時的特點(diǎn)，使得對話系統(tǒng)更適合面對面訪談。

（3）臺內(nèi)調(diào)配開通光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)長沙演播室與集團(tuán)機(jī)房之間的主備光纖互連和網(wǎng)絡(luò)互通。機(jī)房的互聯(lián)網(wǎng)專線信號通過光纖系統(tǒng)傳輸至長沙演播室，虛擬合成導(dǎo)切后的信號通過光纖鏈路送至機(jī)房。

（4）北京現(xiàn)場做好網(wǎng)絡(luò)接入資源保障。使用一條當(dāng)?shù)剡\(yùn)營商互聯(lián)網(wǎng)專線作為網(wǎng)絡(luò)信號傳輸主路由；配備一臺多鏈路網(wǎng)絡(luò)聚合路由設(shè)備，聚合多家運(yùn)營商4G/5G移動網(wǎng)絡(luò)、會場辦公網(wǎng)絡(luò)作為網(wǎng)絡(luò)信號傳輸備路由。同時協(xié)調(diào)北京場地方提高現(xiàn)場辦公網(wǎng)絡(luò)QoS等級。

2 技術(shù)難點(diǎn)

在遠(yuǎn)距離5G+XR傳輸中，存在著幾個關(guān)鍵的技術(shù)難點(diǎn)。首先，傳輸延時是需要解決的問題之一。由于新聞訪談對實(shí)時性要求極高，任何微小的延時都可能導(dǎo)致信息的滯后或失真。因此，技術(shù)團(tuán)隊(duì)需要致力于在保證圖像質(zhì)量和虛擬成像效果的同時，降低傳輸延時。

其次，圖像效果和虛擬成像效果也是重要的考量方面。新聞連線傳輸?shù)漠嬅尜|(zhì)量必須滿足長沙演播室的虛擬制作要求，以呈現(xiàn)出逼真的虛擬場景。這需要解決如何提升圖像質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)更精確的虛擬成像的問題。

再次，新聞類節(jié)目的交談性質(zhì)要求雙方對話延時可靠?？s短對話延時以保障節(jié)目制作的順暢性是需要重點(diǎn)考慮的問題。

最后，傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性是基本要求。新聞連線是新聞報道的關(guān)鍵手段，任何技術(shù)問題都可能影響新聞的傳播效果。故而我們選擇使用專線SRT協(xié)議傳輸?shù)男盘栕鳛楣?jié)目制作的主體。

3 具體實(shí)施情況

在互聯(lián)網(wǎng)傳輸中運(yùn)用SRT協(xié)議越來越普及，其可靠性、高質(zhì)量、低延時、帶寬利用率高、安全性等已經(jīng)得到大量的實(shí)踐證明。但是到底能否滿足虛擬合成的需求，我們進(jìn)行了反復(fù)測試。我們對SRT硬件編碼傳輸系統(tǒng)和SRT軟件編解碼傳輸系統(tǒng)進(jìn)行測試和比對，并且重點(diǎn)關(guān)注傳輸延時、圖像效果和虛擬成像效果等指標(biāo)，根據(jù)測試結(jié)果多次調(diào)整，最終找到一個合適的編解碼參數(shù)。

3.1 傳輸延時

我們在長沙進(jìn)行了數(shù)天的模擬測試。將新聞中心信號編碼后傳至?xí)鲞M(jìn)行解碼；再將會場解碼輸出信號傳回至新聞中心。

在第一次延時測試中，主路整個系統(tǒng)包含新聞中心演播系統(tǒng)、會場演播系統(tǒng)、兩次編解碼推拉流系統(tǒng)，測試整體延時為2.26 s；第二次延時測試甩開會場演播系統(tǒng)，測試整體延時為1.65 s。第三次延時測試使用新聞中心錄機(jī)作為信源輸出，不經(jīng)過兩邊系統(tǒng)，測試延時為1.23 s。常規(guī)推拉流系統(tǒng)的純粹編解延時包括編碼延時、解碼器延時以及設(shè)定的Latency緩存延時，再加上網(wǎng)絡(luò)波動所產(chǎn)生的延時，便是編解碼系統(tǒng)的傳輸延時。查看硬件編解碼系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)：Buffering Delay為270 ms，即解碼器延時為270 ms。已知該系統(tǒng)純編碼延時不超過50 ms，Latency設(shè)置為125 ms，可知純編解延時大約為450 ms左右。雙邊閉環(huán)1.23 s延時包括：雙邊純編解延時加上雙邊網(wǎng)絡(luò)波動，再加上兩臺監(jiān)視器的成像延時，大致符合標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 傳輸畫質(zhì)

延時測試符合節(jié)目錄制要求后，需要考慮畫面質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)性。如何兼顧兩者，我們也做了多次調(diào)整。在網(wǎng)絡(luò)帶寬穩(wěn)定性得到保障的前提下，我們陸續(xù)調(diào)整碼率10 Mbps/12 Mbps/15 Mbps/20 Mbps，Video Encoder熵編碼使用Cabac/Cavac，GoP（Group of Pictures，畫面組）使用IP幀/IBP幀結(jié)構(gòu)，長度選擇120/75/50，通過這三種參數(shù)的搭配測試提升畫面質(zhì)量，在保障畫面質(zhì)量的同時，保障穩(wěn)定性、安全性、低延時。

經(jīng)過反復(fù)測試以及與廠家的深入溝通，在進(jìn)行新聞節(jié)目制作時，在兩端帶寬充足的情況下，建議使用的視頻編碼配置為：碼率15 Mbps（新聞節(jié)目制作，由于動作幅度不大，動態(tài)畫面信息量不多，使用H.264編碼方式的有效帶寬為15 Mbps左右，再往上增加帶寬畫質(zhì)不大）。Encoder熵編碼使用Cabac，GoP結(jié)構(gòu)使用IP幀結(jié)構(gòu)，GoP長度50。這樣整體畫質(zhì)及解碼平順性是比較好的。

在北京繼續(xù)測試這兩套采用SRT協(xié)議系統(tǒng)的綜合畫質(zhì)、延時等多方面因素，我們采用SRT協(xié)議硬件編解碼系統(tǒng)作為最終的主路，SRT協(xié)議軟件編解碼系統(tǒng)作為備路。主路傳輸延時優(yōu)于備路，其圖像效果符合節(jié)目要求，略低于備路。

3.3 虛擬合成

在編碼畫質(zhì)和傳輸延時都符合要求的前提下，需要觀察虛擬合成前后的效果。在這一環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)一個問題，虛擬合成后畫面邊緣部分存在少許在可接收范圍內(nèi)齒痕，而未經(jīng)合成的畫面未出現(xiàn)該情況。經(jīng)過分析和對比，長沙會場虛擬UE5系統(tǒng)使用的是1080 P分辨率，而北京攝像機(jī)輸出只支持1080 i格式，不支持1080 P的輸出格式。通過理論分析得出，若使用支持1080 P輸出的攝像機(jī)，配合支持H.265編碼、1080 P制式的SRT協(xié)議編解碼系統(tǒng)，應(yīng)可完美解決該問題。

3.4 對話訪談

在單純使用SRT編解碼系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)目制作時，發(fā)現(xiàn)有聲畫延時輕微不同步、對話反應(yīng)時間較長的問題。經(jīng)與節(jié)目組溝通，我們決定采用SRT推拉流的錄制系統(tǒng)和M-tech云平臺演播室的對話系統(tǒng)。其中錄制系統(tǒng)傳輸穩(wěn)定，延時符合虛擬成像要求，畫質(zhì)符合節(jié)目制作高質(zhì)量要求；對話系統(tǒng)使用我們自主研發(fā)的M-tech云平臺演播室，其基于WebRTC的解決方案，低延時、可消除回聲，更適用于主持人與代表觀看及對話。該系統(tǒng)在不考慮網(wǎng)絡(luò)鏈路的情況下，可達(dá)到單邊延時100～200 ms，在專線使用情況下，既能有效保障其傳輸?shù)姆€(wěn)定性，又能極好地體現(xiàn)其通話效果。

WebRTC基于UDP傳輸，UDP的包頭小，采用成熟的RTP/RTCP技術(shù)，重傳策略基于NACK完成[1]。UDP的運(yùn)用就保障了WebRTC解決方案的延時會很低。除了低延時，還利用到WebRTC的三個功能：回聲消除、責(zé)編管理和統(tǒng)一監(jiān)看。其中，回聲消除功能通過建立回聲路徑模型來減少回聲，提高音頻通話質(zhì)量；責(zé)編管理功能用于管理和協(xié)調(diào)音頻和視頻流，提高通信質(zhì)量和穩(wěn)定性；統(tǒng)一監(jiān)看功能則可以監(jiān)視和控制通信中的音頻和視頻流，確保通信質(zhì)量和可靠性，并允許用戶進(jìn)行管理和調(diào)整。

長沙演播室使用的錄制系統(tǒng)采用基于SRT協(xié)議的硬件編碼傳輸，延時較大，導(dǎo)致與M-tech云平臺連線系統(tǒng)的WebRTC對話延時相比，聲音比圖像傳輸快，從而會對長沙演播室的導(dǎo)演和工作人員造成誤導(dǎo)。針對聲音比圖像快的問題，經(jīng)過與音頻科的分析論證，決定采用兩套系統(tǒng)混搭的方法。北京到長沙使用錄制系統(tǒng)SRT硬件編碼傳輸聲音，長沙到北京使用M-tech云平臺連線WebRTC傳輸聲音。這樣既不會影響長沙錄制的平穩(wěn)性，又可減少對話延時500 ms以上，將其控制在700 ms以內(nèi)，有效保障節(jié)目制作和觀看效果。這種混搭傳輸方式很好地解決了聲畫延時不同步和對話反應(yīng)時間長的問題。

4 結(jié)束語

該文介紹了借助互聯(lián)網(wǎng)專線+5G/云平臺的傳輸模式，采用SRT編解碼推流與WebRTC通話的互聯(lián)網(wǎng)方式混搭配合使用，為遠(yuǎn)程XR新聞節(jié)目制作提供解決傳輸延時、圖像效果、虛擬成像、對話訪談等技術(shù)難點(diǎn)的方案，該方案為節(jié)目生產(chǎn)節(jié)約了成本并提供便捷。該案例的成功踐行，為未來類似節(jié)目的技術(shù)應(yīng)用及遠(yuǎn)程制作給予思路指引，是現(xiàn)行輕量化生產(chǎn)的表象之一，亦是融合媒體里新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的思路呈現(xiàn)。新質(zhì)生產(chǎn)力的特點(diǎn)是創(chuàng)新，關(guān)鍵在質(zhì)優(yōu)；而本次節(jié)目生產(chǎn)正是使用了創(chuàng)新的傳輸模式，為遠(yuǎn)程XR節(jié)目的新媒體形式提供了高效率、高質(zhì)量的傳輸服務(wù)。相信伴隨新質(zhì)技術(shù)的革故鼎新，未來媒體文化輸出將愈發(fā)出色。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉瓊，鄭鋒．新技術(shù)賦能全國“兩會”報道——5G+XR助力人大代表異地同屏“云訪談”[J]．現(xiàn)代電視技術(shù)，2021（04）：126-128．