基于SRT的電競(jìng)賽事遠(yuǎn)程節(jié)目制作實(shí)踐

徐 垚，姜燕冰，柯 毅

（浙江傳媒學(xué)院，浙江 杭州 310000）

0 引言

作為一門新興產(chǎn)業(yè)，電子競(jìng)技融合了科技、體育、文旅、教育、娛樂及社交等元素，正躍升為城市數(shù)字經(jīng)濟(jì)的新增長點(diǎn)及城市創(chuàng)新發(fā)展的新動(dòng)能引擎。在政策利好、資本關(guān)注、技術(shù)賦能的情況下，中國已成為世界上最有影響力、最具潛力的電競(jìng)市場(chǎng)，電競(jìng)行業(yè)加速向正規(guī)化、專業(yè)化發(fā)展。

目前，電子競(jìng)技已經(jīng)成為國家正式體育項(xiàng)目，而且作為正式項(xiàng)目入選2022年杭州亞運(yùn)會(huì)。2020年中國電競(jìng)游戲市場(chǎng)規(guī)模為1365.57億元，同比增長43.2%，預(yù)計(jì)在2021年突破1600億元。2020年，中國的電競(jìng)用戶規(guī)模已達(dá)到5.2億人次，電競(jìng)出圈帶動(dòng)了用戶的進(jìn)一步增長。

2021年，全球游戲直播觀眾數(shù)達(dá)到7.2億，年同比增長10.0%。新冠疫情期間，居家隔離時(shí)間和社交距離的增加促使人們對(duì)游戲直播特別是電競(jìng)賽事直播產(chǎn)生了廣泛的興趣，從而推動(dòng)2019年至2020年期間的全球電競(jìng)直播觀眾數(shù)量極速增長，預(yù)計(jì)中國在未來四年將成為電競(jìng)直播觀眾數(shù)最多 的國家[1]。

1 遠(yuǎn)程制作背景

目前，國內(nèi)電競(jìng)賽事的直轉(zhuǎn)播水平已躋身全球領(lǐng)先水平，例如，2017年“英雄聯(lián)盟”S7全球總決賽在北京鳥巢舉辦，開幕式中的AR遠(yuǎn)古巨龍?bào)@艷了世界。2018年，國內(nèi)制作團(tuán)隊(duì)圓滿完成了雅加達(dá)亞運(yùn)會(huì)電競(jìng)賽事直轉(zhuǎn)播任務(wù)。但是國內(nèi)在遠(yuǎn)程制作方面也還存在不少的問題，例如，2017年的“英雄聯(lián)盟”S7總決賽，賽事主辦方原計(jì)劃這屆賽事采用遠(yuǎn)程制作，但是對(duì)于10 Gb·s-1寬帶的專線需求，運(yùn)營商實(shí)在無法提供，最終主辦方派了上百名員工帶著大量的制作設(shè)備到中國來工作了一個(gè)多月。

以熱門游戲王者榮耀的城市賽直轉(zhuǎn)播為例，全年的比賽要橫跨29個(gè)省、116個(gè)城市，均需要在現(xiàn)場(chǎng)配置直轉(zhuǎn)播設(shè)備，設(shè)備運(yùn)輸及人員差旅成本占據(jù)了相當(dāng)一部分節(jié)目整體制作費(fèi)用，同時(shí)運(yùn)輸過程還存在不可預(yù)知的因素造成設(shè)備滯期、設(shè)備損壞等，也給節(jié)目制播的正常進(jìn)行帶來了很大的風(fēng)險(xiǎn)。而且，由于直轉(zhuǎn)播設(shè)備臨時(shí)搭建、調(diào)試時(shí)間不足等問題，很多時(shí)候無法提供類似在固定演播室內(nèi)的制作水準(zhǔn)及更可靠的安全播出。

放眼全球，加拿大CBC廣播公司采用基于IP的遠(yuǎn)程制作解決方案，實(shí)現(xiàn)了2016年巴西里約奧運(yùn)會(huì)和2018年韓國平昌冬奧會(huì)基于IP的遠(yuǎn)程制作賽事轉(zhuǎn)播。2018年5月，在巴黎舉辦的全球季中賽采用了基于H.264壓縮和多路同步技術(shù)的新遠(yuǎn)程制作解決方案，這次活動(dòng)僅僅租用了一條1 Gb·s-1的專線就完成了整個(gè)活動(dòng)的遠(yuǎn)程制作。

電競(jìng)節(jié)目的遠(yuǎn)程制作可以大大減少派往賽事轉(zhuǎn)播現(xiàn)場(chǎng)的團(tuán)隊(duì)人員數(shù)量，在本地制作中心，使用一套專業(yè)制作團(tuán)隊(duì)和設(shè)備系統(tǒng)，按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一流程就可以進(jìn)行多場(chǎng)轉(zhuǎn)播，從而大幅提高轉(zhuǎn)播效率、降低轉(zhuǎn)播成本[2-3]。

2 SRT協(xié)議

安 全 可 靠 傳 輸（Secure Reliable Transport，SRT）協(xié)議誕生于廣電行業(yè)而非互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，是Haivision公司聯(lián)手Wowza公司在基于UDP的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議（UDP-based Data Transfer Protocol，UDT）的基礎(chǔ)上針對(duì)音視頻實(shí)時(shí)性提出的一種全新的協(xié)議，其主要運(yùn)用用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議（User Datagram Protocol，UDP）進(jìn)行可靠傳輸、低延時(shí)傳輸，適用于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。

SRT是Secure、Reliable、Transport三個(gè)單詞的縮寫，分別代表安全、可靠、傳輸。安全是指它可以對(duì)傳輸內(nèi)容進(jìn)行加密，可靠是指它能對(duì)抗有損網(wǎng)絡(luò)中的丟包和抖動(dòng)，傳輸就是針對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸。

SRT協(xié)議在UDT和自動(dòng)重傳請(qǐng)求（Automatic Repeat-reQuest，ARQ）數(shù)據(jù)包恢復(fù)技術(shù)的基礎(chǔ)上運(yùn)行，具有非常良好的丟包重傳機(jī)制，同時(shí)支持ACK、ACKACK、NACK數(shù)據(jù)包。SRT協(xié)議的思想基于編碼，具有抗丟包、抗擁塞、抗抖動(dòng)等特性[4]。SRT的基本原理如圖1所示。

圖1 SRT基本原理

SRT加入了糾錯(cuò)功能，在進(jìn)行公共互聯(lián)網(wǎng)傳輸時(shí)，盡管編碼后的視音頻碼流經(jīng)過公網(wǎng)傳輸后幀間隔變得不固定，但由于SRT封裝中包含精準(zhǔn)的時(shí)間戳，解碼接收端可以通過該時(shí)間戳重現(xiàn)固定的幀間隔。更重要的是，通過規(guī)定延時(shí)量，同時(shí)劃定了發(fā)送端緩沖區(qū)與接收端緩沖區(qū)，來自接收端的反饋信號(hào)通過一系列的設(shè)置、糾錯(cuò)、流量控制，使編碼后的視音頻碼流擁有與原碼流幾乎一樣的碼率特性[5]。

流媒體直播要求低延時(shí)、高質(zhì)量、高可靠的視音頻傳輸。SRT正是通過ARQ糾錯(cuò)和基于時(shí)間戳的數(shù)據(jù)包傳送，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的實(shí)時(shí)視音頻傳送，并保證了低延時(shí)和高質(zhì)量。

3 SRT在遠(yuǎn)程制作中的實(shí)現(xiàn)方式

SRT在各類直播場(chǎng)景中的應(yīng)用主要通過兩種方式實(shí)現(xiàn)：一種是通過SRT直接傳輸包含音視頻數(shù)據(jù)的TS流，下行復(fù)用現(xiàn)有直播系統(tǒng)，此方法已作為Haivision硬件及OBS的推流格式標(biāo)準(zhǔn)，并全程應(yīng)用在英雄聯(lián)盟S9等重大賽事中；另一種是將SRT作為傳輸層之上的協(xié)議，將任何基于TCP的應(yīng)用層協(xié)議改造為基于SRT的應(yīng)用層協(xié)議，目前在各類直播體系中的推流和回源環(huán)節(jié)均支持此方式，并與現(xiàn)有各種直播系統(tǒng)直接兼容[6-7]。SRT推流架構(gòu)如圖2所示。

圖2 遠(yuǎn)程制作中SRT推流架構(gòu)

SRT技術(shù)應(yīng)用于電競(jìng)賽事節(jié)目制作中的各個(gè)環(huán)節(jié)，有效地滿足了現(xiàn)場(chǎng)直播、遠(yuǎn)距離傳輸、上行推流、遠(yuǎn)程制作等多方面的需求。尤其是在全球疫情的特殊時(shí)期，電競(jìng)賽事遠(yuǎn)程制作可以有效地解決地域限制，避免人員聚集，統(tǒng)一制作標(biāo)準(zhǔn)，提高制作效率，降低直轉(zhuǎn)播成本。

4 電競(jìng)賽事節(jié)目遠(yuǎn)程制作應(yīng)用

4.1 演播室介紹

浙江傳媒學(xué)院4K電競(jìng)綜合演播室采用了NDI及SMPTE2110雙網(wǎng)IP架構(gòu)，滿足6訊道“ST2110”全流程的4K超高清綜合節(jié)目制作、4K虛擬演播節(jié)目制作、電競(jìng)賽事直播節(jié)目制作等功能需求，實(shí)現(xiàn)了雙網(wǎng)（聯(lián)通光纖+5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)）聚合，在賽事制作過程中能夠時(shí)刻保持游戲、解說、賽事現(xiàn)場(chǎng)音視頻信號(hào)及數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。同時(shí)，演播室配備了電子競(jìng)技及傳統(tǒng)視頻制作相關(guān)的全套頂級(jí)裝備，符合國內(nèi)外頂級(jí)賽事制作標(biāo)準(zhǔn)及要求，能夠很好地承載跨國、跨區(qū)域賽事遠(yuǎn)程制作的嚴(yán)苛需求，并在制作過程中達(dá)到相對(duì)于同級(jí)別賽事更高的制作水準(zhǔn)[8]。演播室系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D3所示。

圖3 演播室系統(tǒng)拓?fù)鋱D

自2020年9月投入使用之后，4K電競(jìng)綜合演播室作為國內(nèi)頂尖的制作中心和賽事場(chǎng)館，承接了包括馬來西亞PUBG Mobile全國大賽（PMNC 2020）、騰訊第二屆、第三屆王者榮耀全國大賽、網(wǎng)易第五人格抖音嚶嚶杯以及網(wǎng)易坦克世界閃擊戰(zhàn)（戰(zhàn)火杯2020）等國內(nèi)外知名賽事的遠(yuǎn)程節(jié)目制作及直轉(zhuǎn)播工作。

4.2 第三屆王者榮耀全國大賽遠(yuǎn)程制作

第三屆王者榮耀全國大賽采用專線光纖傳輸、無壓縮的遠(yuǎn)程制作模式，前方節(jié)目現(xiàn)場(chǎng)來自全國三個(gè)賽區(qū)（華北賽區(qū)：湖北；東南賽區(qū)：浙江；華南賽區(qū)：廣州），后方制作中心位于杭州市浙江傳媒學(xué)院4K電競(jìng)綜合演播室，遠(yuǎn)程信號(hào)分布在全國各地。此案例重點(diǎn)為異地跨網(wǎng)段信號(hào)傳輸，遠(yuǎn)程制作拓?fù)淙鐖D4所示。

圖4 遠(yuǎn)程制作拓?fù)鋱D

前方現(xiàn)場(chǎng)把所有的攝像機(jī)信號(hào)接入現(xiàn)場(chǎng)的核心切換臺(tái)。核心切換臺(tái)制作完成后加嵌好音視頻信號(hào)的節(jié)目Clean PGM傳輸?shù)絊RT發(fā)送設(shè)備，通過SRT傳輸協(xié)議，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)把遠(yuǎn)端Clean PGM傳到本地制作中心。SRT接收設(shè)備把接收到的信號(hào)接進(jìn)矩陣并分配給播出切臺(tái)和特技切臺(tái)。本地演播室將Sony XVS-7000作為播出切換臺(tái)和備用切換臺(tái)，NEWTEK VMC作為特技切換臺(tái)，把信號(hào)接進(jìn)播出切換臺(tái)。使用ZERO DENISITY制作虛擬場(chǎng)景，先把攝像機(jī)信號(hào)接進(jìn)ZERO DENISITY，用ZERO DENISITY摳像并制作好虛擬場(chǎng)景，信號(hào)接進(jìn)矩陣后分配給播出切臺(tái)和特技切臺(tái)。四路OB信號(hào)通過轉(zhuǎn)換器接進(jìn)矩陣，并把信號(hào)分配給播出切臺(tái)、特技切臺(tái)和NEWTEK 3Play1。慢動(dòng)作NEWTEK 3Play1和字幕信號(hào)接進(jìn)矩陣，并把信號(hào)分配給播出切臺(tái)和特技切臺(tái)。PGM畫面輸出給加嵌器，最終傳輸?shù)酵屏鞣?wù)器。同時(shí)，本地制作中心的Final PGM也通過SRT回傳至現(xiàn)場(chǎng)，將Final PGM作為監(jiān)看和現(xiàn)場(chǎng)觀眾觀看畫面[10]。

本案例采用的是國內(nèi)的遠(yuǎn)程信號(hào)傳輸鏈路。遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)安排有攝像人員和調(diào)度導(dǎo)播，前端完成基礎(chǔ)制作后遠(yuǎn)程傳輸信號(hào)至制作中心，使得多地前方制作人員及成本大幅度減少，與后方共用一套核心制作團(tuán)隊(duì)及轉(zhuǎn)播設(shè)備，提高了制作效率，降低了轉(zhuǎn)播成本的同時(shí)保證了直播質(zhì)量。

4.3 絕地求生東南亞錦標(biāo)賽（PMNC）遠(yuǎn)程制作

本次PMNC采用跨國專線光纖傳輸、無壓縮的遠(yuǎn)程制作模式，前方現(xiàn)場(chǎng)來自馬來西亞，后方制作中心位于中國杭州市浙江傳媒學(xué)院4K演播室。此案例重點(diǎn)為異國跨域跨網(wǎng)段多路音視頻信號(hào)傳輸、低延時(shí)信號(hào)處理、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)通話?？缬蜻h(yuǎn)程制作拓?fù)淙鐖D5所示。

圖5 跨域遠(yuǎn)程制作拓?fù)鋱D

4.3.1 視頻方面

遠(yuǎn)在馬來西亞的現(xiàn)場(chǎng)把遠(yuǎn)程解說信號(hào)傳輸?shù)絊RT發(fā)送設(shè)備，通過SRT傳輸協(xié)議，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)把現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)傳到本地制作中心的SRT接收設(shè)備。浙江傳媒學(xué)院4K演播室將Sony XVS-7000作為播出切換臺(tái)和備用切換臺(tái)，NEWTEK VMC作為特技切換臺(tái)，把信號(hào)接進(jìn)播出切換臺(tái)。ZERO DENISITY虛擬制作設(shè)備接收到遠(yuǎn)端解說信號(hào)，用ZERO DENISITY摳像并制作好虛擬場(chǎng)景，把信號(hào)接進(jìn)矩陣分配給播出切臺(tái)和特技切臺(tái)。四路OB信號(hào)通過轉(zhuǎn)換器接進(jìn)矩陣，并把信號(hào)分配給播出切臺(tái)、特技切臺(tái)和NEWTEK 3Play1。慢動(dòng)作NEWTEK 3Play1和字幕信號(hào)接進(jìn)矩陣，并把信號(hào)分配給播出切臺(tái)和特技切臺(tái)。通過導(dǎo)播切換，F(xiàn)inal PGM畫面輸出給加嵌器，最終傳輸?shù)酵屏鞣?wù)器。同時(shí)，演播室的AUX Final PGM也通過SRT發(fā)送設(shè)備回傳到現(xiàn)場(chǎng)的SRT，將這路信號(hào)作為解說的返看。

4.3.2 音頻方面

在通過SRT傳輸至本地演播室的眾多信號(hào)中，取一路視頻信號(hào)，進(jìn)行加嵌遠(yuǎn)端現(xiàn)場(chǎng)的Mix audio，使得遠(yuǎn)端現(xiàn)場(chǎng)的音視頻信號(hào)音畫同步地到達(dá)本地演播室。同時(shí)，本地導(dǎo)播的指令也會(huì)通過和AUX Final PGM進(jìn)行加嵌，回傳至遠(yuǎn)端現(xiàn)場(chǎng)，使得雙方溝通暢通無阻礙。

本案例通過專線條件下的SRT技術(shù)跨國遠(yuǎn)程傳輸，最大限度地簡化了遠(yuǎn)程端的制作難度，將原生信號(hào)安全穩(wěn)定地傳輸回國內(nèi)后進(jìn)行二次制作，依托浙江傳媒學(xué)院4K電競(jìng)綜合演播室高質(zhì)量高穩(wěn)定的設(shè)備作為基石，充分發(fā)揮了遠(yuǎn)程制作的優(yōu)勢(shì)。轉(zhuǎn)播現(xiàn)場(chǎng)只有少量的攝像機(jī)、話筒、編轉(zhuǎn)碼等輔助設(shè)備，而后方只需要一套標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)播制作系統(tǒng)，節(jié)約了設(shè)備成本，提高了工作效率，一個(gè)師生制作團(tuán)隊(duì)在校內(nèi)就能很好地完成工作[10]。

5 結(jié)語

遠(yuǎn)程節(jié)目制作從出現(xiàn)至今，應(yīng)用場(chǎng)景不斷擴(kuò)大，從最開始的同域制作到現(xiàn)在的跨域制作，高效且穩(wěn)定地完成了轉(zhuǎn)播任務(wù)。特別是疫情期間，相較于傳統(tǒng)直轉(zhuǎn)播，遠(yuǎn)程節(jié)目制作的優(yōu)勢(shì)更得以體現(xiàn)。隨著直播行業(yè)的不斷創(chuàng)新和改進(jìn)以及SRT技術(shù)的發(fā)展，相信在未來，遠(yuǎn)程節(jié)目制作必定會(huì)成電競(jìng)直轉(zhuǎn)播行業(yè)的發(fā)展方向。