國(guó)慶70周年電視直播音頻播出制作系統(tǒng)解析

宮暉

[摘要]介紹中華人民共和國(guó)成立70周年慶?；顒?dòng)電視直播音頻播出制作系統(tǒng)的基本架構(gòu)、備份方案、AoIP遠(yuǎn)程傳輸路由，分析環(huán)繞聲制作的難點(diǎn)。

[關(guān)鍵詞]電視直播;音頻播出制作系統(tǒng);備份;AolP;環(huán)繞聲聲場(chǎng)設(shè)計(jì);狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)

文章編號(hào)：10.3969/j.issn.1674-8239.2019.11.002

中華人民共和國(guó)成立70周年一系列重大慶?；顒?dòng)舉世矚目，令國(guó)人振奮。中央電視臺(tái)對(duì)在天安門廣場(chǎng)上舉行的慶祝大會(huì)、閱兵、群眾游行、群眾聯(lián)歡等慶?；顒?dòng)進(jìn)行了電視直播。作為此次電視轉(zhuǎn)播工作的參與者，與大家分享聲音制作方案及經(jīng)驗(yàn)體會(huì)。

1概述

中央廣播電視總臺(tái)復(fù)興路辦公區(qū)第八演播室（以下簡(jiǎn)稱“第八演播室”）是這次國(guó)慶活動(dòng)電視直播的總演播室，是播出的總制作中心，信號(hào)制作的總出口。直播分為兩大部分：上午的慶祝大會(huì)、閱兵和群眾游行;晚上天安門廣場(chǎng)群眾聯(lián)歡活動(dòng)。為了達(dá)到“世界一流，歷史最佳”的電視制作要求，中央廣播電視總臺(tái)領(lǐng)導(dǎo)提出全部電視直播信號(hào)采用4K+5G+VR的制作標(biāo)準(zhǔn)。這是國(guó)內(nèi)電視行業(yè)第一次全方位采用如此高的電視制作標(biāo)準(zhǔn)來完成重要、重大的國(guó)事活動(dòng)，同時(shí)也展示了中國(guó)電視制作領(lǐng)域的最高實(shí)力和水平。

第八演播室作為本次國(guó)慶閱兵、群眾游行和廣場(chǎng)晚會(huì)的4K電視直播信號(hào)制作的主系統(tǒng)，提供公共信號(hào)，以及給央視多個(gè)上星頻道的信號(hào)，值得一提的是，這次還同步提供了4K院線播出信號(hào)，是十分重要的轉(zhuǎn)播環(huán)節(jié)。

本次電視直播的現(xiàn)場(chǎng)——天安門廣場(chǎng)，按區(qū)域劃分，分別設(shè)立了A、B、c、D、E、F六個(gè)相對(duì)獨(dú)立制作的分系統(tǒng)。除了E系統(tǒng)（拍空中裝備和晚上高空焰火）的所有機(jī)位聲音信號(hào)直回第八演播室，其他系統(tǒng)的聲音都是基于主系統(tǒng)結(jié)合播出切換畫面所需的聲音要素，按編組+分路+部分混合方式通過與前方各系統(tǒng)的視頻信號(hào)加嵌送回到第八演播室。

2音頻播出制作系統(tǒng)

4K電視制作的聲音標(biāo)準(zhǔn)是環(huán)繞聲加立體聲。第八演播室（總演播室）共接收了32路外來視、音頻加嵌信號(hào)，音頻系統(tǒng)接入121路AES聲音信號(hào)。其音頻系統(tǒng)配備了56推子的LAWO MC296主調(diào)音臺(tái)和32推子的LAWOMC²56備調(diào)音臺(tái);另外還有一張LAWO MC236調(diào)音臺(tái)作為電視解說聲獨(dú)立制作使用。

2.1基本架構(gòu)

本著發(fā)揮新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并充分保證播出安全性，設(shè)計(jì)了一套AoIP與MADI雙架構(gòu)4K超高清制作播出的音頻系統(tǒng)。

第八演播室音頻系統(tǒng)為了適配4K超高清制播需求，在系統(tǒng)連接方面除了基帶的MADI架構(gòu)之外，還引入了最新的AoIP架構(gòu)方式，組合形成了AolP與MADl互為主備的雙架構(gòu)音頻系統(tǒng)。系統(tǒng)以AolP架構(gòu)為主架構(gòu)，通過使用2臺(tái)交換機(jī)來構(gòu)建出主、備核心網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示。

AoIP架構(gòu)符合SMPTE ST 2022-7協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，AoIP設(shè)備同時(shí)向2臺(tái)交換機(jī)發(fā)送音頻數(shù)據(jù)，收端設(shè)備也會(huì)同時(shí)接收主備2個(gè)交換機(jī)的音頻流數(shù)據(jù)包，接收使用先送達(dá)的數(shù)據(jù)包，丟棄晚送達(dá)的數(shù)據(jù)包，當(dāng)其中一臺(tái)核心交換機(jī)因發(fā)生故障信號(hào)斷開時(shí)，調(diào)音臺(tái)會(huì)繼續(xù)接收另一臺(tái)交換機(jī)的音頻流數(shù)據(jù)包，完全不會(huì)影響系統(tǒng)的正常使用?？梢詫?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包級(jí)別無縫自動(dòng)切換，無需手工操作。

2.2備份方案

系統(tǒng)以基帶的MADI架構(gòu)作為備架構(gòu)。播出、擴(kuò)聲調(diào)音臺(tái)會(huì)在接收IP音頻流信號(hào)的同時(shí)，接收MADI信號(hào)作為備份。當(dāng)主、備核心交換機(jī)同時(shí)故障時(shí)，通過音控室的控制計(jì)算機(jī)，可手動(dòng)觸發(fā)將系統(tǒng)中收發(fā)信號(hào)的傳輸鏈路由IP架構(gòu)切換至MADI架構(gòu)，繼續(xù)進(jìn)行節(jié)目制作，極大限度地縮短了系統(tǒng)故障時(shí)的恢復(fù)時(shí)間，有效保證了節(jié)目的連續(xù)制作播出。應(yīng)急切換器采用BDI 8/16-16D，雙電源并帶有斷電旁通功能的應(yīng)急切換器，將主、備調(diào)音臺(tái)送出的PGM信號(hào)送至視頻加嵌卡。

2.3監(jiān)聽環(huán)境

音控室環(huán)繞聲主監(jiān)聽采用Genelec 8351三分頻同軸音箱，見圖2。音頻設(shè)備機(jī)房監(jiān)聽采用Wohler JAM-Audio-2機(jī)架式IP音頻流監(jiān)聽單元，見圖3。

2.4AoIP遠(yuǎn)程傳輸音頻流

天安門廣場(chǎng)的西側(cè)觀禮臺(tái)后面放置了一輛錄音車，與廣場(chǎng)擴(kuò)聲保障組進(jìn)行全信號(hào)共享互備使用，是所有系統(tǒng)的音頻信號(hào)總備份。音頻車通過公里級(jí)光纜將可能用到的其他重要信號(hào)用Ravenna音頻流，將音頻多路信號(hào)以IP方式直傳回7km外的第八演播室音控室。這種音頻專項(xiàng)光纜AoIP遠(yuǎn)程傳輸音頻信號(hào)到臺(tái)內(nèi)演播室，是央視首次在重大直播中使用。

利用音頻車內(nèi)原本用于連接舞臺(tái)接口箱的兩個(gè)Ravenna端口改為Ravenna Tieline，并修改IP地址以與第八演播室的AolP系統(tǒng)融合。使用AolP方式進(jìn)行傳輸，還可并行傳輸控制數(shù)據(jù)，在此通道中可通過雙方的通話面板同時(shí)進(jìn)行語音通話;第八演播室內(nèi)的控制計(jì)算機(jī)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)音頻車內(nèi)Ravenna設(shè)備的工作狀態(tài)。

AoIP遠(yuǎn)程傳輸最重要的是PTP時(shí)鐘的穩(wěn)定。本次直接使用光纖傳輸來自第八演播室的PTP時(shí)鐘;經(jīng)實(shí)測(cè)，時(shí)鐘抖動(dòng)穩(wěn)定在1us以內(nèi)。在全天近24小時(shí)的直播傳輸過程中，整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，為未來大規(guī)模使用AolP遠(yuǎn)程制作提供了一次成功的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

另外，由于前方各個(gè)系統(tǒng)回傳到總系統(tǒng)演播室的路由分別是：主路光纜回傳、備路微波回傳，路徑不同會(huì)產(chǎn)生延時(shí)現(xiàn)象。為了找出具體聲音延時(shí)量，每次全要素彩排時(shí)使用音頻工作站，將各系統(tǒng)的主、備聲音信號(hào)收錄通過主備路聲音波形的差異來測(cè)算出各系統(tǒng)鏈路間的相對(duì)延時(shí)量，如：前方廣場(chǎng)A系統(tǒng)主、備信號(hào)在22號(hào)演練時(shí)，主路聲音信號(hào)比備路快5ms;A系統(tǒng)主路聲音比c系統(tǒng)主路快106ms等。根據(jù)這些參數(shù)在4K加嵌器端調(diào)整一定量的幀級(jí)參數(shù)，如果還有細(xì)微的延時(shí)現(xiàn)象，在各系統(tǒng)接入到對(duì)應(yīng)的調(diào)音臺(tái)通道上做毫秒級(jí)的延時(shí)調(diào)整。這樣在總系統(tǒng)做好系統(tǒng)級(jí)間延時(shí)，保證全部外來信號(hào)聲話同步，保證直播播出安全。

3環(huán)繞聲聲場(chǎng)設(shè)計(jì)

聲場(chǎng)的構(gòu)建是本次環(huán)繞聲制作的最大難點(diǎn)。一方面，天安門廣場(chǎng)整個(gè)轉(zhuǎn)播區(qū)域空間很大，南北長(zhǎng)880m，東西寬500m，面積達(dá)44萬平方米;另一方面，首長(zhǎng)乘移動(dòng)車檢閱的全程路線長(zhǎng)約3000m，寬約120m，面積約為36萬平方米，加上天上空中編隊(duì)的活動(dòng)范圍，整個(gè)聲場(chǎng)的構(gòu)建范圍就更大了。如此大的空間，一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)難以獨(dú)立完成制作任務(wù)，節(jié)目播出總系統(tǒng)設(shè)計(jì)了A、B、c、D、E、F六大分系統(tǒng)，并匯合于第八演播室完成最后的節(jié)目制作，共同完成制作任務(wù)。

根據(jù)電視播出總系統(tǒng)聲音環(huán)繞聲總體設(shè)想，要求各個(gè)分系統(tǒng)獨(dú)立架設(shè)不同的區(qū)域效果傳聲器，包括：在廣場(chǎng)南側(cè)架設(shè)的1支三維聲制式傳聲器、1支環(huán)繞聲傳聲器;在天安門兩側(cè)的東、西觀禮臺(tái)前架設(shè)的立體聲傳聲器;廣場(chǎng)周圍的高點(diǎn)建筑上的立體聲效果傳聲器;以及跟隨首長(zhǎng)檢閱車的移動(dòng)車上的5.1環(huán)繞聲制式傳聲器等，構(gòu)成了電視史上最大范圍的環(huán)繞聲拾音聲場(chǎng)，為此次環(huán)繞聲直播提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

設(shè)計(jì)的核心目標(biāo)是，環(huán)繞聲聲場(chǎng)層次和細(xì)節(jié)，要充分體現(xiàn)出兩場(chǎng)活動(dòng)空間變化、場(chǎng)面的宏大、細(xì)節(jié)的震撼，用聲音體現(xiàn)出活動(dòng)的亮點(diǎn)。播出調(diào)音師在轉(zhuǎn)播制作中，根據(jù)活動(dòng)進(jìn)程的環(huán)節(jié)，結(jié)合切換畫面的內(nèi)容，將各分系統(tǒng)提供的具體聲音細(xì)節(jié)元素，如70響禮炮聲、三軍儀仗隊(duì)隊(duì)列行進(jìn)聲、標(biāo)兵腳部聲、分列式腳步聲、裝備編隊(duì)效果聲、飛機(jī)空中編隊(duì)聲、群游歡呼聲、軍樂團(tuán)整場(chǎng)合奏樂曲聲;晚會(huì)的多點(diǎn)燃放的禮花效果聲等，做恰當(dāng)?shù)靥幚?，融合到整個(gè)環(huán)繞聲聲場(chǎng)里，真實(shí)還原整個(gè)活動(dòng)當(dāng)中空間聲音位置關(guān)系。將觀禮臺(tái)的觀眾效果聲編入到左、右聲道或左、右環(huán)繞聲道。在不同的場(chǎng)景下及特殊環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)繞聲聲場(chǎng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膶挾?、深度調(diào)整，對(duì)各環(huán)節(jié)的聲音細(xì)節(jié)結(jié)合畫面做精準(zhǔn)的聲像定位，突出聲音帶來的震撼感、臨場(chǎng)感。

4狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)

為了方便對(duì)整個(gè)系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)掌握，第八演播室音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一套狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)通過使用一臺(tái)交換機(jī)，與系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的控制網(wǎng)口進(jìn)行連接，獲取這些設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，并進(jìn)行匯聚構(gòu)建出整個(gè)音頻系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。進(jìn)行匯聚后的信息接入到一臺(tái)服務(wù)器中，由系統(tǒng)監(jiān)控軟件對(duì)各個(gè)設(shè)備的控制信息進(jìn)行解析，匯總所有設(shè)備的狀態(tài)信息。通過圖形化界面，系統(tǒng)管理員便可從音控室的監(jiān)控計(jì)算機(jī)上，訪問機(jī)房中的服務(wù)器查看到設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，如圖4所示。監(jiān)控軟件基于Web瀏覽器GUI界面和微服務(wù)架構(gòu)的監(jiān)控管理系統(tǒng)，能夠遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)內(nèi)硬件設(shè)備健康狀態(tài)，并提供音頻流路由可視化服務(wù)，完成音頻流的批量切換。

5多軌工作站的應(yīng)用

總系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)聲音信號(hào)進(jìn)行多軌收錄。在第八演播室將交換機(jī)中的音頻流轉(zhuǎn)換為MADI信號(hào)送至演播室內(nèi)的主、備音頻工作站，主、備系統(tǒng)共收錄多達(dá)256通道的推前聲音信號(hào)留作轉(zhuǎn)播聲音素材。多軌收錄工作素材用于每次演練之后的回看，為查找問題提供了很大的幫助。

6展望

通過這次慶?；顒?dòng)盛況的直播，反映出電視技術(shù)制作手段在不斷提升，特別是音頻系統(tǒng)IP化，可以有效地與其他制作手段緊密結(jié)合，為廣大的受眾群體實(shí)時(shí)、多方位地傳遞出制作優(yōu)良的聲音，是未來電視制作領(lǐng)域的一個(gè)方向。新技術(shù)、新設(shè)備的大量使用，開闊創(chuàng)作思路，豐富了節(jié)目呈現(xiàn)形式和效果，為此次活動(dòng)增光添彩，也充分展現(xiàn)了國(guó)家各方面強(qiáng)大的實(shí)力。

作者簡(jiǎn)介：

宮暉，中央電視臺(tái)音頻部錄音師，參加了建國(guó)五十周年、“六十周年”、“七十周年”閱兵和群眾游行及慶祝晚會(huì)的電視轉(zhuǎn)播錄音工作;分別擔(dān)任建國(guó)“六十周年”、“七十周年”國(guó)慶電視轉(zhuǎn)播總播出音頻系統(tǒng)負(fù)責(zé)人。

（編輯：杜青）