舞臺演出的5G+8K直播信號制作
——以國家大劇院《繁華眾聲》線上直播為例

田 晨，孫 迪

（國家大劇院影視節(jié)目制作部，北京 100031）

2020年初新冠疫情肆虐，國家大劇院暫停了所有線下演出與參觀，開展了一系列的線上演出與影視節(jié)目創(chuàng)作工作，讓高雅藝術通過線上科技的傳播手段走進尋常百姓家。自4月11日至12月31日，國家大劇院策劃播出43場線上演出，累計點擊量突破13億人次①。疫情改變了觀眾的欣賞習慣，雖然劇場停擺，但凸顯了舞臺藝術的線上呈現(xiàn)方式，觀眾對“畫面”有了更多的期待和要求。

8月8日，國家大劇院“華彩秋韻”系列演出的首場音樂會《繁華眾聲》在國家大劇院的音樂廳上演（見圖1），采用8K超高清網(wǎng)絡云分發(fā)、5G+8K轉播車等5G+8K技術和設備進行“5G+8K”直播，呈現(xiàn)在8K電視、5G手機及各類顯示終端，將5G+8K應用從點對點的示范應用擴展到面向消費級的應用。本次直播在國家大劇院花瓣廳和金融街購物中心、海淀展示中心會議中心、王府井步行街、三里屯太古里、中關村步行街、華熙LIVE商圈、亦莊經(jīng)濟開發(fā)區(qū)大族廣場等設置了8K直播點，同時通過古典音樂頻道、央視新媒體、快手等50余家網(wǎng)絡媒體同步高清直播，本場演出的全網(wǎng)總點擊量近3 000萬。筆者就該場舞臺演出的線上超高清直播，闡述基于5G+8K技術的直播切換流程、8K超高清視頻及音頻的制作要點，探討5G+8K技術應用需要注意的問題。

1 直播信號的切換流程

國家大劇院線上演出的直播制作從機位設置、鏡頭設計、字幕樣式等制定了一套標準化的模式及流程。將傳統(tǒng)的舞臺演出進行舞臺影視節(jié)目化的制作，通過網(wǎng)絡在線傳播的方式放送，既是對舞臺演出的真實記錄與刻繪，也是制作團隊在音視頻等影視制作的再度創(chuàng)作。這就要求影視制作人員，對舞臺藝術本身有較為深入的領悟與理解，也需要遵循轉播公用信號的制作規(guī)律與創(chuàng)作原則，在舞臺演出與影視制作雙重維度上，進行符合傳播規(guī)律的視聽創(chuàng)作，實現(xiàn)技術銜接與藝術融合，滿足網(wǎng)絡媒介觀眾的收視需求與市場的選擇。

本場演出以交響音樂會的形式呈現(xiàn)，既有經(jīng)典的西方交響樂作品，又有新創(chuàng)作或改編的作品。前期準備中，導演根據(jù)樂曲總譜進行分鏡頭設計，在轉播車進場之后根據(jù)8K鏡頭的特點和設備測試結果對分鏡頭腳本進一步細化和完善；并與指揮家、舞臺監(jiān)督等溝通制定直播切換流程表，如表1所示。

表1 直播切換部分流程

圖2 機位圖

圖3 不同機位的視角

圖4 8K廂式鏡頭

2 8K超高清視頻制作

8K顯示技術的畫質相比于高清畫質更清晰，帶來的視野也更加寬廣，可以加強觀眾的臨場體驗感，非常適合體育賽事、演藝類活動以及對圖像質量要求極高的應用場景。

本場演出使用了8臺8K超高清攝像機進行拍攝，拍攝機位設置如圖2所示，不同機位的視角如圖3所示。同時，根據(jù)音樂會曲目的特點和國家大劇院音樂廳的客觀條件、機位等綜合考量選擇鏡頭，其中，包含6個8K廂式鏡頭，如圖4所示，以及2個4K便攜鏡頭。對于全球首臺5G+8K轉播車（見圖5、圖6）的應用，國家大劇院攝制團隊各專業(yè)就設備使用的各方面進行了適應性測試。

但在實踐中，存在著一些難點和水土不服。這次8K超高清拍攝制作與以往高清相比，難點主要集中在攝像機操作、燈光照度、鏡頭種類受限及下變換兼容高清等方面。

2.1 視頻拍攝的關鍵點

2.1.1 燈光的照度

8K攝像機的進光量更大，相對于普通高清設備對光照的需求更強，在曝光不足的情況下容易出現(xiàn)噪點，影響畫面質量。國家大劇院音樂廳作為一個以音樂會表演為主的演出場所，本身的燈光照度偏低，因此需要增加大量的電腦燈來補充舞臺的照度。但如果燈光太亮，可能會出現(xiàn)藝術家由于光線晃眼而無法抬頭看指揮的問題，這會嚴重影響演出的正常進行。在與樂團進行多次溝通和磨合后，用了三天時間調試燈光，確定攝像機整體光圈控制在5～7，拍攝的畫面效果比較理想。另外，根據(jù)不同曲目特點對氛圍燈光進行色彩變化的設計，通過視覺化手段渲染音樂的不同情緒，圖7、圖8為轉播車內個機位換面顯示的燈光效果。

圖5 5G+8K轉播車

圖6 轉播車內的8K切換臺

圖7 轉播車多機位畫面

圖8 通過手機直播轉播車內工作場景

圖9 8K攝像機不同變焦鏡頭的近景畫面的比較

2.1.2 8K攝影機鏡頭的運用

8K攝影機拍攝的畫面相對于4K和高清來說景深更淺，如圖9所示，對焦行程更長，對焦需要更加精準，尤其是在8K大屏幕上的呈現(xiàn)，焦點問題也會被放大。

（1）由于8K鏡頭目前在市場上并未達到量產(chǎn)，可選擇的種類和數(shù)量有限，為了兼顧音樂會拍攝對鏡頭選擇的要求，此次直播使用了2支4K便攜鏡頭。在前期鏡頭測試中發(fā)現(xiàn)4K鏡頭在某些焦段會呈現(xiàn)色散，針對這一問題，在設計腳本時根據(jù)其特點，最大限度發(fā)揮其功能，增加近景、特寫及小全景的拍攝，避免廣角端的使用，圖10為4K便攜式鏡頭拍攝的全景畫面效果。

（2）考慮到8K畫面分辨率高，運動鏡頭數(shù)據(jù)量大等特點，在鏡頭進行推拉以及橫移時，要比拍攝高清時更穩(wěn)，速度更慢；對于畫面轉換中的疊畫效果也進行了虛化處理，從而保證畫面視覺上的流暢。

（3）采用BT 2020色域HLG HDR技術使色域和層次有質的飛躍，甚至有一種裸眼3D的觀看效果。從轉播車上的8K顯示器上，確實能夠看到高清和4K攝像機無法拍攝出來的細節(jié)，舞臺上的樂器大都價值不菲，這些名貴的樂器在8K分辨率的畫面中熠熠閃爍，管樂的金屬質感及弦樂的木紋紋理透出迷人的高級質感，亮部和暗部的平衡和寬容度讓觀眾的視覺感官猶如親臨現(xiàn)場，這是8K的優(yōu)勢所在。

（4）音樂會的直播在鏡頭設計及組接、切換點的選擇上講究很多，小提琴主奏時，畫面不能切到長笛大管上，舒緩的樂句不適合頻繁切換鏡頭，某個聲部何時突出、指揮何時突出，種種細節(jié)都要對照總譜。同時，為了最大限度地展示8K的呈像優(yōu)勢，讓觀眾能更加直觀地感受8K的細膩和沉浸感，此次直播的分鏡頭腳本（見圖11）規(guī)劃根據(jù)不同鏡頭的特點來布局，打破了以往直播古典音樂會的一些習慣和定式，根據(jù)不同的音樂風格設計不同的鏡頭語言，特別設計了一些不同的角度和局部鏡頭。通過快切、俯拍等鏡頭的設計，觀眾看到樂手的手部細節(jié)、臉上的汗珠等畫面，有著極其豐富的視覺效果，每一個鏡頭都在傳遞著國家大劇院對于藝術品質的追求。

圖10 4K便攜式鏡頭拍攝的全景畫面

圖11 分鏡頭腳本

2.2 視頻信號的制作

本次5G+8K直播，在滿足8K大屏落地收看的同時，還要將8K超高清直播信號下變換成高清信號實現(xiàn)全平臺網(wǎng)絡直播，并且收錄高清信號作為線上點播的保障。

下變換的高清信號為匹配8K素材拍攝，需要調整色域及HLG的不同所帶來的參數(shù)統(tǒng)一問題，即光圈增益差的調整。本次錄制增益差經(jīng)過實際測算對比，最終確定為-9 dB，兼顧了8K和下變換高清圖像的平衡和統(tǒng)一。

由于8K素材的數(shù)據(jù)量巨大，對收錄服務器的存儲空間和運算速度、編解碼器格式等都提出了更高的要求。本次高清多迅道錄制分為兩個部分，如圖12所示。一是將轉播車上CCU（攝像機控制單元）給出信號源通過SDI線纜將6路攝像機信號和車尾給出的PGM（切換信號）、PGM Clean（無字幕切換信號）傳輸?shù)紻VS服務器Venice S8收錄。按照國家大劇院線上演出常規(guī)制作標準，本次采用Apple ProRes 422格式錄制。收錄過程中，數(shù)據(jù)信號直接存儲在服務器本地硬盤中，演出結束后將服務器運回至中心機房，將錄制素材遷移至制作系統(tǒng)存儲。二是用1臺下變換器輸出4路高清視頻信號，包括2路單掛視頻信號和PGM（切換視頻信號）及PGM Clean（無字幕切換視頻信號），其中PGM（切換視頻信號）嵌入立體聲作為直播信號源播出。

8K視頻信號需要經(jīng)過兩次下變換處理成高清視頻信號，并嵌入8K轉播車錄制音頻信號，通過光纖傳輸高清直播信號至播出服務器。經(jīng)過測試音視頻出現(xiàn)聲畫不對位的現(xiàn)象，聲音和畫面相差6幀（約240 ms），聲音快于畫面。其主要原因是視頻兩次下變換造成畫面延遲，為了同時保證8K超高清直播及網(wǎng)絡平臺高清直播的聲畫對位，技術人員需要對加嵌的高清PGM（切換視頻信號）解嵌，對立體聲信號進行二次處理，通過高清直播調音臺加一定量的延時，并將延時后的立體聲與高清視頻信號加嵌，解決聲畫同步問題。

3 音頻制作的要點

本次5G+8K直播并未選擇業(yè)界先例少、實操經(jīng)驗少的NHK 22.2制式，而是選用更為得心應手的傳統(tǒng)立體聲2.0制式，并且一切音頻工作圍繞此理念進行作業(yè)。此外，由于8K超高清拍攝方式所呈現(xiàn)的高畫質，使得音頻工作人員在架設傳聲器等設備時需要更多兼顧音頻設備是否會對畫面產(chǎn)生過多干擾，以至于影響觀看體驗。

3.1 傳聲器的設置

本次傳聲器配置采用2.0立體聲制式進行拾音設計，主傳聲器采用AB立體聲制式，并采用1 m橫桿使雙全向傳聲器側展，以體現(xiàn)樂隊的宏大感、聲音廳堂感；對音量小的樂器增加補點傳聲器；觀眾席上方吊裝了一對KM183全向傳聲器，用于捕捉觀眾鼓掌等環(huán)境聲，為混音提供素材。

3.2 音頻系統(tǒng)架構及工作站點分布

本次直播的音頻系統(tǒng)結構如圖13所示，工作站點主要分為舞臺、8K轉播車（見圖14）以及影視部B2音頻控制室三個區(qū)域。核心機箱將接收自舞臺的音頻信號分為3路：第一路進入Tamura NT660主調音臺進行混音，并輸出立體聲混音信號至8K視頻加嵌設備以及各錄制（含備份錄制）工作站；另兩路分別進入主備兩套分軌錄制工作站（Pyramix以及Studio One，分別通過Dante以及Madi連接）。主調音臺對各個傳聲器信號進行處理（平衡、EQ、壓縮、延遲等）后，最終除了給出響度合適的立體聲混音外，還要將信號發(fā)送至不同的監(jiān)聽點，如P2、導播臺、車尾信號分布器等；同時片頭片尾的音頻播放文件也通過調音臺處理后在直播時進行實時播放。

圖12 信號收錄分配圖

圖13 音頻系統(tǒng)結構圖

圖14 轉播車內音頻控制室

4 5G技術的使用

此次直播是國家大劇院5G網(wǎng)絡建成（2020年8月1開通日）之后的首次投入使用。為了更好地保障此次直播在8個8K落地點的順利播出，積極對接移動做好核心網(wǎng)、傳輸、研發(fā)后臺方面的技術支撐，合理設計信號傳輸?shù)穆酚蒣1]，布設信號增強設備，每天對末端CPE及CDN分發(fā)進行12小時以上的不間斷測試，累計測試近百小時，根據(jù)測試情況不斷優(yōu)化調整設備參數(shù)，保障下行1 Gb/s、上傳150 Mb/s以上的速率，保障了各直播點、轉播車區(qū)域等重要場所5G信號的質量。

5 5G+8K應用注意的問題

此次8K應用中還存在一些目前尚未解決的現(xiàn)實問題，未來國家大劇院要制作更多的8K節(jié)目，嘗試多種舞臺表演形式的拍攝，持續(xù)關注技術的更新，并加以掌握，提升自身業(yè)務能力，以找到更好的解決問題的方法。

（1）素材量龐大

本場直播的8K文件單軌記錄近兩小時素材，數(shù)據(jù)量達4 TB。如果需要后期剪輯和制作，8K素材的渲染時長基本上是素材時長的4～5倍，再加上相對復雜的特效包裝，則渲染時間會更長。這不僅對后期系統(tǒng)的配置要求是個考驗，對工作周期和整體拍攝工作的統(tǒng)籌調度也提出更高的要求。

（2）時碼不能同步

本次8K素材共收錄四軌，分別為PGM（切換視頻信號）、PGM Clean（無字幕切換視頻信號）及兩路單掛視頻信號。四路8K信號分別收錄在不同的錄制服務器中，其中僅有PGM（切換視頻信號）嵌入立體聲作為直播信號源播出。由于此次使用的5G+8K轉播車時間碼發(fā)生器與錄制服務器不兼容，無法做到多軌錄制時間碼同步。對于舞臺音樂類節(jié)目的后期制作，想要實現(xiàn)多軌編輯有一定的難度。因此，在現(xiàn)有條件下，8K直播對于超高清技術的應用確實是一個最好的選擇。

（3）服化道的配位

8K技術挑戰(zhàn)的還不只是舞臺技術團隊。在超高清鏡頭的“逼視”下，舞臺上的每個細節(jié)都一覽無余，制作流程中任何一個環(huán)節(jié)的細微缺失都可能被放大。如果8K技術在未來廣泛應用于舞臺表演領域，舞臺上的服化道及表演的藝術家們也需要更加細致與準確的妝發(fā)和表演，以及技術和物料的全面升級。

6 結語

國家大劇院此次直播是舞臺演出一次有益的嘗試。藝術貴在創(chuàng)新，影視創(chuàng)作是拓展舞臺演出空間的有效手段，將原有震撼的舞臺演出轉化為屏幕前的視聽盛宴，通過線上線下雙重途徑，讓越來越多的群體欣賞舞臺作品。這不僅需要科技手段的加持，也要求制作團隊運用更多的創(chuàng)新思維，為觀眾提供與線下不一樣的觀演感受。如何在觀演感受方面有所突破，或許將成為線上演出在未來發(fā)展中需要關注的現(xiàn)實問題。

隨著觀眾對視覺體驗要求的不斷提高，在國家大力推動超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的背景下，5G+8K技術的應用是必然的，新技術與藝術的融合將進一步開拓文化發(fā)展的空間。

注釋：

① 國家大劇院線上系列演出網(wǎng)絡點擊量數(shù)據(jù)來源于國家大劇院官方統(tǒng)計。