作者：中央广播电视总台 杨悦
摘要：
第31届世界大学生夏季运动会开幕式公共信号制作，由中央广播电视总台4K/8K超高清转播系统A5转播车提供技术运行支持。本文对此次大运会开幕式转播系统进行介绍和分享。
关键词：
成都大运会｜开幕式｜公共信号制作｜4K IP系统｜摄像机基站前置
第31届世界大学生夏季运动会于2023年7月28日至8月8日在成都举行。中央广播电视总台承担了本次盛会的开闭幕式、体操、田径等多个项目的超高清4K公共信号制作任务，本次运动盛会最为引人瞩目的开幕式环节，受到社会各界的高度关注。为了能更好地将本次运动会盛况呈献给广大电视机前观众，总台派出UHD-A5转播车，以超高清4K-HDR形式制作节目信号。本届大运会开幕式设置在成都龙泉驿区东安湖体育场内，A5转播车于7月13日抵达现场，共使用三天时间完成转播系统搭建、全链路系统测试、全机位白平衡调整及相关调试、测试工作，最终在7月27日前顺利完成4次带机彩排，28日当天圆满完成开幕式转播任务。
一、转播系统介绍
1.机位配置
本次转播共设32个机位，其中31个机位信号接入转播车系统参与节目信号制作，单独设立一个全景安全机位，与转播系统不同链路回传，作为全系统备份。机位图如图1所示。
在系统内31个机位中，包含19个有线讯道，以及12路外来信号；12路讯道摄像机中，1号机搭配广角位于主席台侧顶层看台，拍摄开幕式大全景画面；2、7、8、9这4个机位分别搭配125倍和80倍长焦镜头，从不同角度拍摄运动员代表团入场、旗手挥旗以及场内演出的近景画面；10号机位于主席台正下方一层，搭配广角镜头拍摄演出的小全景；11号机位于10号机右侧；14号机是位于体育馆左侧舞台前的游机，负责拍摄在侧面舞台上表演的演员相关镜头；15号机位于舞台右侧观众席上方；25号机位于主席台左侧看台最上方，同样配置广角镜头，为一个侧面大全机位；24号机搭配40倍长焦，位于场馆外南侧二层观众走廊，正对着场馆外的火炬塔，负责固定拍摄火炬塔顶端点火前后的特写镜头。
所有讯道摄像机均采用摄像机光缆直接铺设到位方式进行铺设，铺设光缆总长度近10公里；本次转播由于涉及时政转播，共设置了6个机位负责拍摄时政相关内容，分别是CAM3~6和CAM16~17。6个机位互为备份，保障时政相关镜头安全，饱满。
12路外来信号按照4×3G或12G格式的基带信号接进系统内的SDI-IP网关板卡参与节目制作。具体机位如表2所示。
为了丰富画面，增加镜头的多样性，本次转播使用了丰富的特种机位。主席台左右两侧各有一套摇臂，12号机为一套45尺伸缩摇臂，主要负责拍摄北侧表演区的演员，13号机为一套10米普通摇臂；主席台正前方设置一套升降塔拍摄系统，拍摄相关时政内容；场地上空设置了一套飞猫索道摄像系统；马道上安装了一台4K微型遥控摄像机作为吊顶机位，其操作工位设置在了转播车上。
场馆外使用直升机航拍拍摄东安湖、主体育场以及火炬塔的傍晚夕阳下、入夜亮灯后以及燃放烟花时的精美外景；直升机航拍通过微波传输，为了保证回传信号的流畅、稳定，本次共设置两个微波接收点接收航拍信号，两个接收点再经过光缆将航拍信号回传转播车，转播系统利用外来信号网关板卡接入转播车，最终经过转播车内微波工程师专人负责监看两路信号质量，并利用工位上的切换面板选择画面信号质量更优的航拍信号参与节目制作。
本次转播共有5个RF机位，其中两套斯坦尼康摄像机CAM21、CAM22和两套无线微波摄像机CAM19、CAM20作为场内游机使用，CAM26在火炬塔附近负责拍摄体育场外火炬点燃，均通过微波信号传至微波基站，再由光传传至车尾转成SDI信号接入转播车。同时，5个无线机位及飞猫摄像机的RCP控制信号也通过IP的方式传回转播车内，由转播车技术人员与车上的讯道摄像机画面进行对比后，统一做无线机位的参数调整和色彩调整。在微波频率方面，使用射频功分设备，减少了接收端天线数量和光缆数量，几个RF机位分别使用2GHz、7GHz频率进行传输，其中主用2GHz，如遇到信号不稳定情况则切换到7GHz频段，保证微波信号稳定传输。
EXT21~EXT25为从IBC回传的4个景观机位及一路预留的备份通路。这4个景观机位——CAM28~CAM31分别是成都著名地标建筑或景观——金融城天府双子塔、千年水利都江堰、龙泉山丹景台和主场馆所处的东安湖畔。
2.对外信号交互
如表3所示，转播车共向外送出22路信号，信号囊括4K-HDR、HD-SDR、4×3G-SDI、12G-SDI；其中提供给卫星车一主一备两路4×3G的4K PGM信号，同时提供给主控一主一备两路12G的4K PGM信号，用于本次开幕式4K-HDR信号分发使用。转播车输出的4×3G信号与12G信号由切换台输出的PGM分别通过格式为4×3G和12G的网关板卡进行IP到基带的转换，均加嵌相同声音源。
作为本次开幕式的主转播商，由于可能存在不支持4K-HDR信号接收的国家和地区，因此转播车还提供给主控两路1080 50i的高清PGM主备信号，信号经过光缆回传IBC，该信号用于高清-SDR信号分发使用，信号由网关板卡将4K PGM IP流进行下变换和色域转换，并加嵌8声道声音流后输出高清PGM基带信号。
由于本次开幕式涉及时政直播，因此除了PGM信号，转播车还同时将两个拍摄领导人的时政机位的4K信号和高清信号及一路高清的选切信号经过主控光缆回传北京，进台内保密节点收录。
作为国际性赛事开幕式的公共信号制作，现场评论席自然不能少，因此我们还给中文、英文评论席各一路高清PGM监看，以便于评论员能掌握现场直播进程。由于本次火炬点火仪式形式特殊，点火仪式最终采用31位火炬手在赛场中央点燃圣火盘，圣火盘旋转上升，射出的烟火一路传递，最终点燃体育场外的火炬塔。
由于火炬塔位于体育场外，为了保证全场观众能够欣赏到火炬点燃瞬间的画面，经过与开幕式导演组的反复沟通协调，最终转播车提供了主、备PGM和两路CAM24的信号给现场，CAM24为在体育馆外拍摄火炬塔点火的机位。由于该机位信号的重要性，因此我们将CAM24的输出通路设计为纯基带通路，通过从CAM24的CCU直出的12G-SDI的4K信号跳线到基带4K-高清交叉变换板卡进行下变换，再通过末级链路的视分板卡将CAM24下转换后的高清信号分为两路直接输出到车尾接口板给到现场，最终CAM24拍摄的画面呈现在场馆舞台中央升起的屏幕上，观众虽然身处场内也能够同时观看到场外点燃火炬的震撼场景。同时转播车还向负责场馆内大屏的技术团队提供了两路12G的4K PGM主备信号。
派出一辆音频车参与本次开幕式音频信号制作，为了保证音频车监看需求，转播车输出一路4K PGM信号和3路高清的四画分信号给音频车监看。3个四画分的分屏显示内容与A5转播车音频间3个四画分一致。车内音频间四画分均为画分板卡输出的4K（4×3G）画分的第一路信号，本次直接将4K信号2SI格式的第二路跳线到车尾接口板TIE LINE接出。
除此之外，主控经光缆从IBD取两路HD返送信号进转播系统，信号内容为CCTV-5以及CCTV-5+，以供监看使用。
3.音频制作
本次转播音频分别制作了两版声音，其中4K节目信号音频按照5.1.4三维菁彩声制作和高清节目信号按照立体声制作；转播车则利用末级链路中的4K/HD IP-SDI转换板卡，将4K PGM和高清PGM对应其不同的音频流分别进行加嵌。
A5转播车调音台作为录音车扩展及备份调音台，A5转播车与录音车之间通过MADI传输分轨音频信号；同时A5转播车与录音车通过主备业务交换机级联实现转播车与录音车的IP信号交互，基带与IP传输互为主备
4K PGM嵌入16声道音频流，各声道内容见表4。
高清PGM嵌入8声道音频流，各声道内容见表5。
4.工位设置
在工位设置上，为了更好地进行节目制作，我们将负责主要节目制作的所有工位放在了主制作区，第一排从左往右依次是助理导演、导演兼切换、主字幕机操作员、备字幕机操作员，将吊顶遥控微型摄像机摄像、两名EVS操作员放在了主制作区第三排的位置，而第二排为领导现场指导台。
时政导播利用副制作区的切换台M/E1级切换面板以及单独设计的选切面板，进行时政选切信号和时政单挂信号切换，信号通过TX3和TX4链路进行音频加嵌输出。在副制作区的最右侧，还设置了航拍切换工位和网络工程师工位。
二、摄像机基站前置试验
对于如成都大运会开幕式这类大型运动会开闭幕式、大型体育赛事、足球、田径比赛等类型的电视转播工作，往往存在这一类无法避免的繁琐工作，比如摄像机光缆的铺设，由于场地受限，往往转播区域只能设置在体育馆外围，加上国内场馆基础建设中很少与电视转播方面进行相关沟通协调，不会提前预埋光纤、线缆，或者即使有预埋数量也非常有限，因此在很多大型赛事前，需要花费很大人力、物力进行摄像机光缆、光纤的铺设，以保证电视转播工作的顺利进行。但随着如远程制作技术的发展，也启发了我们采用其他的方式方法，能够减少线缆铺设的人力物力成本，达到相同的工作目标。
因此本次开幕式转播，A5转播车的任务不仅仅是支持大运会开幕式顺利完成，也是希望能借机验证我们的设想，为接下来的亚运会转播打下基础。本次转播中对摄像机基站前置技术方案的首次稳定使用，验证了讯道摄像机基站前置使用方案的可行性和稳定性。为后续在即将开幕的杭州亚运会公共信号制作的转播方案中，实现更多数量的摄像机基站前置做出了成功的尝试，提供了一套可行的方案和宝贵的经验。在两车系统级联需要共同使用多路摄像机信号并且场馆较大、现场离电视转播综合区较远的情况下，摄像机基站前置可以成为一个降低布线成本提高信号传输效率的不错选择。
该方案是将摄像机基站布置在离摄像机实际所在机位处更近的转播系统或点位，再由SDN系统利用交换机将摄像机基站输出的相关IP信号传回需使用该机位信号的转播系统。这种方式有助于在大型体育转播中进行摄像机设备统一部署，多个系统共用，同时在不降低安全性的前提下节约需要长距离铺设摄像机线缆成本和人员调用。
本次转播过程中，我们将A5辅助车模拟成外部转播系统，将转播车原有的CCU19/20安装在辅助车上，将其输出的主备业务域信号和控制域信号接入配套的主备前置交换机后，通过静态路由指派前置交换机内各信号的路由端口，再经单模光纤传回转播车，使主备前置交换机与转播车的主备业务域级联，业务域信号符合SMPTE ST 2022-7无缝保护切换标准。由于摄像机基站只有一个控制域接口，在仅接入前置交换机主的情况下，我们对前置交换机备的对应端口也做了和前置交换机主同样的配置，如果主交换机发生故障，可以将所有控制域的线倒换至备交换机，快速恢复控制域连接。
由图6可以看出，两台CCU基站的业务域使用的是前置交换机的25G端口，控制域使用前置交换机的电口，并将前置交换机100G端口和25G端口与A5转播车业务域和控制域交换机分别级联，将主备业务域和控制域的端口分别允许不同的VLAN通过，从而使前置的两台CCU的画面与控制均回到转播车上。同时，基站前置由于CCU基站仅有一个控制口，无法做到直连的备份，所以控制信号和Tally信号一旦出现问题，需要通过快速挪线来启用备份，由于这个原因，前置的CCU也避开了相对来说更重要的机位。
因为放置的CCU是已经注册到A5转播车LSM服务器内的，业务域信号传送回本系统核心交换机后可以直接按照原有设备的方式进行调度；如果这台CCU的信号还需要共享给其他转播系统，可以由前置交换机继续指派端口进行信号分发，其他转播系统则根据自己内部IP信号调度服务器对外来信号的注册流程，添加信号进系统后进行调度，从而可以实现同一台摄像机拍摄的信号由两套转播系统进行共用。
在控制域内，则按照谁用谁控制的原则，确保前置CCU控制域地址与所属转播系统的控制域地址处于同一网段，通过光纤进行控制域连接后，即可实现RCP的控制。同样，Tally信号也由调度该摄像机信号的转播系统通过交换机在控制域的连线将IP Tally传回前方摄像机基站。
三、系统备份
由于本次开幕式转播工作涉及时政转播，因此播出安全一定是重中之重，因此我们在系统上，除了做好节目所需要求外，也做好各种应急处置方案，以防止任何意外情况的发生。
1.基带链路备份
A5转播车核心为IP架构，在IP系统符合ST 2022-7主备无缝倒换的基础上，还预留了部分纯基带的备份。转播车所有CCU的12G基带出口均接入了切换台的基带输入板卡或接进了12G跳线盘。通过切换台的基带输出板卡输出4K基带PGM信号，信号经过TX0链路内的4K加嵌板卡嵌入声音，并通过基带下变换板卡下变换为高清TX0信号，在常规的主备IP链路均出现故障的情况下，可以直接将4K和高清的TX0信号跳至原TX1链路中的视分板卡进行应急输出。由于该信号先进行加嵌，再下变换，目前TX0的4K和高清信号无法满足分别嵌入16声道和8声道的声音制作需求，高清TX0信号的嵌入声也同样为16声道的声音。
本次转播选取了前12个CCU信号作为基带备份的信号源，利用Dual M/E Assign显示功能，在切换台的两个切换面板上同时分别显示P/P级的两页键源，靠近导演的一个切换面板放置了所有IP信号的切换按键，另一个则是基带信号的切换按键，切换台台面键源设置如图7所示。
转播车主要使用IP Tally，同时也具备在切换IP信号时倒换至基带GPIO方式触发Tally的功能，在基带应急的情况下仅能使用切换台的GPIO去触发Tally，我们利用切换台Tally copy功能将这12个基带信号与其对应的IP信号进行绑定，在不改变原有Tally倒换逻辑的前提下，实现了这12个基带信号的Tally触发。
2.监看备份
由于A5转播车全车正常情况下均使用IP画分作为监看，基于备份考虑，在常规利用IP画分的额外通道进行关键屏幕备份的情况下，我们还利用切换台内置的画分功能做了三版由切换台直出的多画分作为多类型情况下的基带画分应急备份。
其中MV1放了PGM、PVW、12个基带进切换台的摄像机信号及CG1 FILL和CG2 FILL两路字幕机基带信号作为全车进入基带备份状态时的监看；MV2和MV3作为IP画分故障时的备份，这两个MV均设置为16画分，32个画面源放上了PGM、PVW、除景观机位以外的所有机位和两路EVS输出的画面，满足了几乎整场转播对监看的需求。这3路多画分信号分别由切换台基带输出板卡的OUT87、91、93输出，突发情况下可以迅速将这3路信号跳至需要应急监看的屏幕。
3.录像备份
本次开幕式车上设置了4台P2录机记录时政相关素材。两台录机直接接入了2声道AES音频信号，另外两台录机音频为TX1、TX3加嵌的匹配高清信号的8声道立体声。同时，转播车还使用了一台高清录像机录制两个高清通道作为车内录像的备份，一台录像服务器录制一个4K通道、两个高清通道，支持给导演迅速回看素材。
四、思考与总结
本次转播稳定使用了摄像机基站前置技术，为即将开幕的杭州亚运会验证了讯道摄像机基站前置方案的可行性和稳定性。在未来的转播，将更多地使用摄像机基站前置方案来节省布线成本，并在两车级联中发挥更大的作用。
来源：选自2023年第8期《现代电视技术》
