2022年北京冬奧會首都體育館4K單邊綜合制作音頻系統(tǒng)構(gòu)成及混音要點

曾 明

（中央廣播電視總臺技術(shù)局音頻制作二部，北京 100859）

2022年2月4日，第24屆冬季奧林匹克運動會（以下簡稱“北京冬奧會”）在北京開幕。北京首都體育館（以下簡稱“首體”）是北京冬奧會花樣滑冰和短道速滑兩個項目的比賽場地。為滿足中央廣播電視總臺（以下簡稱“總臺”）體育青少節(jié)目中心實況轉(zhuǎn)播賽事的需求，在首體設(shè)立4K單邊綜合制作系統(tǒng)（TV compound）。筆者作為首體4K單邊綜合制作系統(tǒng)音頻系統(tǒng)負責(zé)人參加了系統(tǒng)搭建及直播/轉(zhuǎn)播，現(xiàn)就花樣滑冰和短道速滑賽事直播/轉(zhuǎn)播過程中，基于包括賽前預(yù)測、分析；賽中評論、講解；賽后總結(jié)、采訪等多方式、多角度、多區(qū)域的賽事單邊綜合制作聲音信號的制作要求，闡述音頻系統(tǒng)的IP系統(tǒng)架構(gòu)，制定返送聲音信號、三方通話的方案，以及混音制作的要點。

1 聲音制作要求

1.1 電視節(jié)目播出信號的聲音制作格式要求

北京冬奧會報道是2022年總臺重點宣傳報道項目，總臺作為冬奧會持權(quán)轉(zhuǎn)播機構(gòu)（RHB），聲音制作播出的格式要統(tǒng)一規(guī)范。

首體4K單邊綜合制作系統(tǒng)主要面向CCTV5和CCTV5+頻道播出，對應(yīng)的電視節(jié)目播出信號（PGM）聲音格式是5.1環(huán)繞聲+下混2.0立體聲。

1.2 制作模式

北京冬奧會報道期間，首體4K單邊綜合制作系統(tǒng)主要負責(zé)出鏡平臺、評論席和混合采訪區(qū)（以下簡稱“混采區(qū)”）三個區(qū)域的綜合制作，音頻制作基于B6轉(zhuǎn)播車自帶的音頻系統(tǒng)，制作模式按照總臺技術(shù)手冊統(tǒng)一標準，4K超高清節(jié)目制作信號中，音頻播出信號要求為5.1環(huán)繞聲制作，同時還包括5.1環(huán)繞聲下混的2.0立體聲信號制作。5.1環(huán)繞聲+2.0立體聲的制作模式可滿足大多數(shù)播出需求?；谝陨蠘藴?，需要在轉(zhuǎn)播車音控室實現(xiàn)環(huán)繞聲供混音師監(jiān)聽。

1.3 聲道分配、電平以及響度要求

（1）4K超高清聲道分配主備輸出母線分別輸出8聲道，具體聲道設(shè)置見表1。

表1 4K超高清聲道分配表

（2）聲音電平要求，數(shù)字音頻信號基本格式設(shè)置為48 kHz采樣頻率、24 bit量化深度，輸出基準參考電平為-20 dBFS，平均上下動態(tài)范圍控制在-30 dBFS～-15 dBFS之間，最大輸出峰值電平不能超過-3 dBFS。

（3）響度控制，電視國際聲的響度要求控制在-24 LKFS，容許上下一個單元的響度幅度。所有測量值基于ITU-R BS 1770-4建議書[1]。

1.4 5.1環(huán)繞聲格式制作要求

在賽事直播/轉(zhuǎn)播綜合制作的環(huán)繞聲制作中，L、R聲道都包括賽場內(nèi)的環(huán)境觀效聲、出鏡平臺制作期間的背景音樂聲；C聲道包括節(jié)目需求的人聲信號及環(huán)繞聲聲場傳聲器拾取的少量環(huán)境觀效聲；LS與RS聲道只有少量的環(huán)境觀效聲；LFE超低聲道有傳聲器拾取的少量環(huán)境觀效聲，但根據(jù)使用的環(huán)繞聲傳聲器DPA5100的靈敏度額定值20～120 Hz為±3 dB，所以超低音基本可以忽略不計。

1.5 下混2.0立體聲制作要求

2.0立體聲由5.1環(huán)繞聲下混制作完成，要求環(huán)繞聲L、R聲道送下混立體聲聲道，各減3 dB；LS、RS聲道送下混立體聲聲道，各減6 dB；C以及LFE聲道均不送下混立體聲聲道。

2 音頻系統(tǒng)構(gòu)成

花樣滑冰與短道速滑共用首都體育館賽場，也復(fù)用同一個4K單邊綜合制作系統(tǒng)，其音頻系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 首體4K單邊綜合制作音頻系統(tǒng)圖

2.1 音頻系統(tǒng)的IP構(gòu)架

音頻系統(tǒng)是基于UHD- B6轉(zhuǎn)播車LAWO A_UHD Core為核心的AoIP音頻系統(tǒng)，支持SMPTE 2022-7（IP數(shù)據(jù)報信號無縫路由切換保護）、SMPTE2110-30（未壓縮的PCM音頻流）技術(shù)標準。其核心設(shè)備主備調(diào)音臺分別為以A_UHD Core為核心、具備48個物理推子的LAWO MC256數(shù)字調(diào)音臺，16物理推子的LAWO MC236數(shù)字調(diào)音臺。主備調(diào)音臺通過A_UHD Core核心機箱發(fā)流到音頻主備交換機華為CE6865，構(gòu)成葉交換機的音頻部分，再經(jīng)過上行端口到達業(yè)務(wù)主核心脊交換機華為CE8850，構(gòu)成葉脊網(wǎng)絡(luò)進行信息流的收發(fā)。A_UHD Core控制網(wǎng)口與控制交換機相連，將接入主、備交換機不同信號流劃分成不同虛擬局域網(wǎng)（VLAN）。本地接口箱A_STAGE 48實現(xiàn)轉(zhuǎn)播車音頻系統(tǒng)內(nèi)的信號傳輸路由需求，比如跳線、監(jiān)聽以及信號從車載系統(tǒng)到車尾板的饋送，如圖2所示，為車尾板的本地接口。遠端舞臺接口箱A_STAGE 64，如圖3所示，實現(xiàn)場館區(qū)域制作音頻信號通過轉(zhuǎn)播車側(cè)接口板的光纖接口，如圖4所示，傳輸?shù)睫D(zhuǎn)播車轉(zhuǎn)成IP碼流，實現(xiàn)遠程音頻信號進入主備音頻交換機的功能。通過流調(diào)度軟件KVM分配音頻流，實現(xiàn)音頻系統(tǒng)的IP化制作。

圖2 本地接口箱

圖3 遠端舞臺接口箱

圖4 轉(zhuǎn)播車側(cè)方光端接口

2.2 音頻系統(tǒng)場館區(qū)域設(shè)備及信號路由

（1）出鏡平臺

遠端舞臺接口箱作為場館內(nèi)信號輸入、輸出接口，與轉(zhuǎn)播車連接進行信號交換。遠端舞臺接口箱的輸入信號包括，用于平臺主持人和嘉賓的2支主傳聲器森海塞爾HMD26，分別接入遠端舞臺接口箱1、2路，環(huán)繞聲聲場傳聲器接入遠端舞臺接口箱3～8路；輸入信號的熱備份是通過出鏡平臺上的一臺標頭攝像機上架設(shè)的1支超指向電容傳聲器森海塞爾MKH416拾取，如圖5所示，通過CCU的CH1回傳到轉(zhuǎn)播車，另外1支HMD26傳聲器作為冷備份。遠端舞臺接口箱輸出信號包括，從遠端舞臺接口箱輸出口發(fā)出經(jīng)過耳機放大器（CIMB）轉(zhuǎn)換連接至HMD26耳機接口，主要用于平臺主持人與嘉賓的耳機返送信號；返送備份信號采用撥打現(xiàn)場導(dǎo)演手機的方式，與主持人交流。

圖5 出鏡平臺的備份拾音

（2）評論席

評論席前端設(shè)備包括1個評論盒和3套耳機頭戴傳聲器，如圖6所示。評論盒輸入、輸出信號通過評論控制室（Commentary Control Room，CCR）進入到技術(shù)運行中心（Technical Operations Centre，TOC）的中控機房進行分配，通過OBS提供的鏈路（基帶信號）連接到轉(zhuǎn)播車車尾音頻本地接口。評論盒可以設(shè)置選聽返送內(nèi)容，其中包括擴聲（PA）、評論盒的三路互聽、國際聲、節(jié)目聲等，每個選聽聲源的音量大小也可以分別調(diào)節(jié)，評論盒上節(jié)目聲和轉(zhuǎn)播車導(dǎo)播指令由首體單邊綜合制作音頻系統(tǒng)送往總臺。評論席獲取指令的方式也可通過現(xiàn)場導(dǎo)演電話或手機聯(lián)系設(shè)在總臺的總演播室，提示“開始說”和“結(jié)束”等，完成直播。

圖6 評論席

（3）混采區(qū)

混采區(qū)設(shè)置的是標準的單邊音頻系統(tǒng)，利用攝像機CCU的音頻接口回傳音頻信號，攝像機后部的兩個音頻接口分別作為一主一備，如圖7 所示。前級用便攜調(diào)音臺Soundevice 552將1支動圈手持傳聲器（Sennheiser MD46）和1支超指向電容傳聲器（Sennheiser MKH416）的輸入信號按比例混合后，將輸出信號的左聲道作為主信號接入攝像機音頻接口CH1，右聲道接入攝像機音頻接口CH2作為備份信號。

圖7 混合采訪區(qū)

3 返送聲音信號的設(shè)置方案

在體育賽事直播/轉(zhuǎn)播的綜合制作中，節(jié)目返送聲音（包括通話）的穩(wěn)定、完整、清晰是毋庸置疑的，高質(zhì)量的返送信號能滿足各個位置、各項內(nèi)容、各種情況下的溝通需求，保障所有終端（包括：現(xiàn)場出鏡平臺、評論席、混采區(qū)，轉(zhuǎn)播車導(dǎo)播臺，總臺總演播室等）的信息順暢；相反，嘈雜、滯后、不分主次的劣質(zhì)返送聲音信號在直播過程中會音響各崗位的工作，直接影響主持人、評論員或出鏡記者的工作情緒和自信的態(tài)度，甚至造成恐慌、播出事故等。

首體單邊綜合制作節(jié)目返送聲音信號的基本要求包括以下幾個方面：

（1）在直播開始前，確認由總臺E14或E18直播演播室提供的PGM-1返送聲音信號已連通，并將監(jiān)督節(jié)目進程的PGM-1音頻信號饋送給首體場內(nèi)的3個區(qū)域（出鏡平臺、評論席、混采區(qū)）；

（2）直播期間，滿足三方通話的技術(shù)需求；

（3）單邊綜合制作音頻系統(tǒng)啟動后，即開始測試返送聲音信號，直至切走信號。

由于此次首體單邊綜合制作返送聲音信號的復(fù)雜性和多樣性，以及轉(zhuǎn)播車音頻系統(tǒng)的收發(fā)音頻流的IP化管理，整合通話系統(tǒng)的音頻流通過調(diào)音臺輔助母線輸出設(shè)置，其設(shè)置的返送信號路由如圖8所示，以完成節(jié)目返送聲音信號和通話指令的分配，以及對返送聲音信號和通話的控制及監(jiān)測。

圖8 首體單邊制作音頻返送信號路由

下面就三個區(qū)域的轉(zhuǎn)播返送聲音信號與通話系統(tǒng)的設(shè)定做詳細描述。

（1）出鏡平臺

出鏡平臺位于首體場館內(nèi)的東北側(cè)高點處，有廣闊的視野和俯視場內(nèi)全貌的極佳地理位置。出鏡平臺主持人需要承接總臺總演播室主持人的引述，連線前方評論席、混采區(qū)的主持人、評論員或記者，串接比賽、插播廣告、短片等，所以出境平臺主持人對于節(jié)目返送信號及導(dǎo)播指令信息量的需求比較大。

出鏡平臺主持人耳機返送聲音信號的內(nèi)容包括：總臺總演播室PGM-1信號、來自通話矩陣的轉(zhuǎn)播車導(dǎo)播提示語音、出境平臺主持人自己的聲音（如有多名主持人或嘉賓則也需要聽彼此之間的聲音）、評論席評論員的聲音、混合采訪區(qū)出鏡記者的聲音，背景音樂的音樂聲，本地各種播放設(shè)備（如EVS）的聲音。這些聲音信號包含的位置信息和內(nèi)容信息都不同，返送聲音信號的實效性也不同，因此，依照平臺主持人對各項返送信號的需求調(diào)整各個信息源比例。通過冬奧直播的實踐，確定按照直播的線性時間排序，以及返送聲音信號的分配內(nèi)容。

（2）評論席

由于4K單邊綜合制作系統(tǒng)本身在賽事階段不參與評論席的制作， TOC（Technical Operations Centre）中心機房提供2路相同的評論席聲音信號，一路是賽事階段的評論信號，通過總控到IBC（International Broadcast Centre，國際廣播中心），再由IBC回傳到總臺總演播室E14（即CCTV5的播出演播室）；另一路是提供給轉(zhuǎn)播車用作綜合制作時如賽場內(nèi)三方連線時的評論席聲音信號，通過在首體TOC中心機房的路由傳送給轉(zhuǎn)播車，從而達到分別制作的功能。

首體單邊綜合制作對于評論席是用于系統(tǒng)內(nèi)的三方連線。評論席的評論盒由TOC統(tǒng)一控制，在比賽開始前半小時才是ON AIR（開通）的狀態(tài)。在非使用時段是Standby（準備）的狀態(tài)，這時候TOC中心機房會在送給轉(zhuǎn)播商評論盒的這個通路上持續(xù)送測試信號，包括一個1 kHz的測試信號以及一個帶有人聲伴音的測試信號，伴音人聲內(nèi)容是評論席上相對應(yīng)媒體信號、線路序號等。在開通評論盒的狀態(tài)下，在評論盒上返送內(nèi)容包括擴聲（PA）、三路互聽、國際聲、節(jié)目聲等。在評論席使用階段，評論員要聽的信號由首體單邊綜合制作提供，信號內(nèi)容包括總臺總演播室的PGM-1以及轉(zhuǎn)播車導(dǎo)播的指令信號。

（3）混合采訪區(qū)

混采區(qū)記者的耳機返送聲音信號是通過TOC中心機房提供的4路模擬信號線實現(xiàn)的，發(fā)出端為轉(zhuǎn)播車。對于記者要聽的耳返信號內(nèi)容分為兩種情況：在4K單邊綜合制作系統(tǒng)內(nèi)的三方連線，記者要聽的是導(dǎo)播指令信號、出鏡平臺的聲音、評論席的聲音；與總臺總演播室的連線，記者要聽的是首體導(dǎo)播的聲音及總臺演播室提供的PGM-1。

4 混音制作的要點

此次4K單邊綜合制作系統(tǒng)下的音頻制作基于5.1環(huán)繞聲制式，在以人聲為主環(huán)繞聲聲場鋪底的原則下，各點位人聲播出平均電平在-20 dBFS，聲場電平不超過-30 dBFS，確保人聲的清晰度。保證直播現(xiàn)場傳聲器位置設(shè)置正確的基礎(chǔ)上。在混音制作中，對于輸入信號的調(diào)制也都是基本處理方式，對于出鏡平臺或評論席的人聲信號進行均衡（Equalizer）、壓縮（Compressor/Limiter）的處理。

（1）信號的均衡處理

首先，為了提高信噪比，對人聲信號進行相應(yīng)的低切（Low cut），由于現(xiàn)場比較嘈雜，低頻染色嚴重，故低切可設(shè)置為90～100 Hz的位置。其次，對于主持人和評論員因人而異，對聲線音色缺陷的部分調(diào)整均衡，使人聲明亮、清晰。

（2）信號的壓縮處理

體育賽事激烈的競技，常常令主持人、評論員激情澎湃，情緒激動導(dǎo)致的聲音失真、響度過大會影響播出效果，故需要在相應(yīng)傳聲器通道加壓限器，保證正常的播出狀態(tài)，設(shè)置壓縮比為3:1、短的啟動時間和慢的恢復(fù)時間。

5 結(jié)語

北京冬奧會首體單邊綜合制作音頻系統(tǒng)的技術(shù)核心及復(fù)雜程度主要在于IP架構(gòu)，以及返送聲音信號、三方通話的分配方案；另一方面，對于直播來說，系統(tǒng)的備份也尤為重要，不論前級、后級，為各環(huán)節(jié)設(shè)計有效的備份方案也是需要提前考慮的問題，且直播前一定要進行應(yīng)急切換的演練。同時，在節(jié)目的音頻制作過程中，要熟悉聲音制作制式、要求、目標、流程，以便于進行混音制作。

北京冬奧會已經(jīng)落下帷幕，筆者在經(jīng)歷首都體育館4K單邊綜合制作轉(zhuǎn)播后，了解了前沿的視音技術(shù)，進一步清晰了電視音頻直播轉(zhuǎn)播綜合制作系統(tǒng)的IP化理念，在實踐中應(yīng)用體驗到了世界先進轉(zhuǎn)播系統(tǒng)的標準化和系統(tǒng)化。