2022年北京冬奧會首都體育館4K單邊綜合制作音頻系統構成及混音要點

曾 明

（中央廣播電視總臺技術局音頻制作二部，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”）體育青少節目中心實況轉播賽事的需求，在首體設立4K單邊綜合制作系統（TV compound）。筆者作為首體4K單邊綜合制作系統音頻系統負責人參加了系統搭建及直播/轉播，現就花樣滑冰和短道速滑賽事直播/轉播過程中，基于包括賽前預測、分析；賽中評論、講解；賽后總結、采訪等多方式、多角度、多區域的賽事單邊綜合制作聲音信號的制作要求，闡述音頻系統的IP系統架構，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轉播機構（RHB），聲音制作播出的格式要統一規范。

首體4K單邊綜合制作系統主要面向CCTV5和CCTV5+頻道播出，對應的電視節目播出信號（PGM）聲音格式是5.1環繞聲+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單邊綜合制作系統主要負責出鏡平臺、評論席和混合采訪區（以下簡稱“混采區”）三個區域的綜合制作，音頻制作基于B6轉播車自帶的音頻系統，制作模式按照總臺技術手冊統一標準，4K超高清節目制作信號中，音頻播出信號要求為5.1環繞聲制作，同時還包括5.1環繞聲下混的2.0立體聲信號制作。5.1環繞聲+2.0立體聲的制作模式可滿足大多數播出需求。基于以上標準，需要在轉播車音控室實現環繞聲供混音師監聽。

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，具體聲道設置見表1。

表1 4K超高清聲道分配表

（2）聲音電平要求，數字音頻信號基本格式設置為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環繞聲格式制作要求

在賽事直播/轉播綜合制作的環繞聲制作中，L、R聲道都包括賽場內的環境觀效聲、出鏡平臺制作期間的背景音樂聲；C聲道包括節目需求的人聲信號及環繞聲聲場傳聲器拾取的少量環境觀效聲；LS與RS聲道只有少量的環境觀效聲；LFE超低聲道有傳聲器拾取的少量環境觀效聲，但根據使用的環繞聲傳聲器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環繞聲下混制作完成，要求環繞聲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 音頻系統構成

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

圖1 首體4K單邊綜合制作音頻系統圖

2.1 音頻系統的IP構架

音頻系統是基于UHD- B6轉播車LAWO A_UHD Core為核心的AoIP音頻系統，支持SMPTE 2022-7（IP數據報信號無縫路由切換保護）、SMPTE2110-30（未壓縮的PCM音頻流）技術標準。其核心設備主備調音臺分別為以A_UHD Core為核心、具備48個物理推子的LAWO MC256數字調音臺，16物理推子的LAWO MC236數字調音臺。主備調音臺通過A_UHD Core核心機箱發流到音頻主備交換機華為CE6865，構成葉交換機的音頻部分，再經過上行端口到達業務主核心脊交換機華為CE8850，構成葉脊網絡進行信息流的收發。A_UHD Core控制網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（VLAN）。本地接口箱A_STAGE 48實現轉播車音頻系統內的信號傳輸路由需求，比如跳線、監聽以及信號從車載系統到車尾板的饋送，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，實現場館區域制作音頻信號通過轉播車側接口板的光纖接口，如圖4所示，傳輸到轉播車轉成IP碼流，實現遠程音頻信號進入主備音頻交換機的功能。通過流調度軟件KVM分配音頻流，實現音頻系統的IP化制作。

圖2 本地接口箱

圖3 遠端舞臺接口箱

圖4 轉播車側方光端接口

2.2 音頻系統場館區域設備及信號路由

（1）出鏡平臺

遠端舞臺接口箱作為場館內信號輸入、輸出接口，與轉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出經過耳機放大器（CIMB）轉換連接至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場導演手機的方式，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）連接到轉播車車尾音頻本地接口。評論盒可以設置選聽返送內容，其中包括擴聲（PA）、評論盒的三路互聽、國際聲、節目聲等，每個選聽聲源的音量大小也可以分別調節，評論盒上節目聲和轉播車導播指令由首體單邊綜合制作音頻系統送往總臺。評論席獲取指令的方式也可通過現場導演電話或手機聯系設在總臺的總演播室，提示“開始說”和“結束”等，完成直播。

圖6 評論席

（3）混采區

混采區設置的是標準的單邊音頻系統，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

3 返送聲音信號的設置方案

在體育賽事直播/轉播的綜合制作中，節目返送聲音（包括通話）的穩定、完整、清晰是毋庸置疑的，高質量的返送信號能滿足各個位置、各項內容、各種情況下的溝通需求，保障所有終端（包括：現場出鏡平臺、評論席、混采區，轉播車導播臺，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度，甚至造成恐慌、播出事故等。

首體單邊綜合制作節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，并將監督節目進程的PGM-1音頻信號饋送給首體場內的3個區域（出鏡平臺、評論席、混采區）；

（2）直播期間，滿足三方通話的技術需求；

（3）單邊綜合制作音頻系統啟動后，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雜性和多樣性，以及轉播車音頻系統的收發音頻流的IP化管理，整合通話系統的音頻流通過調音臺輔助母線輸出設置，其設置的返送信號路由如圖8所示，以完成節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測。

圖8 首體單邊制作音頻返送信號路由

下面就三個區域的轉播返送聲音信號與通話系統的設定做詳細描述。

（1）出鏡平臺

出鏡平臺位于首體場館內的東北側高點處，有廣闊的視野和俯視場內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目返送信號及導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容包括：總臺總演播室PGM-1信號、來自通話矩陣的轉播車導播提示語音、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、混合采訪區出鏡記者的聲音，背景音樂的音樂聲，本地各種播放設備（如EVS）的聲音。這些聲音信號包含的位置信息和內容信息都不同，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容。

（2）評論席

由于4K單邊綜合制作系統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）；另一路是提供給轉播車用作綜合制作時如賽場內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內的三方連線。評論席的評論盒由TOC統一控制，在比賽開始前半小時才是ON AIR（開通）的狀態。在非使用時段是Standby（準備）的狀態，這時候TOC中心機房會在送給轉播商評論盒的這個通路上持續送測試信號，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，伴音人聲內容是評論席上相對應媒體信號、線路序號等。在開通評論盒的狀態下，在評論盒上返送內容包括擴聲（PA）、三路互聽、國際聲、節目聲等。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，信號內容包括總臺總演播室的PGM-1以及轉播車導播的指令信號。

（3）混合采訪區

混采區記者的耳機返送聲音信號是通過TOC中心機房提供的4路模擬信號線實現的，發出端為轉播車。對于記者要聽的耳返信號內容分為兩種情況：在4K單邊綜合制作系統內的三方連線，記者要聽的是導播指令信號、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單邊綜合制作系統下的音頻制作基于5.1環繞聲制式，在以人聲為主環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。保證直播現場傳聲器位置設置正確的基礎上。在混音制作中，對于輸入信號的調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的低切（Low cut），由于現場比較嘈雜，低頻染色嚴重，故低切可設置為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，情緒激動導致的聲音失真、響度過大會影響播出效果，故需要在相應傳聲器通道加壓限器，保證正常的播出狀態，設置壓縮比為3:1、短的啟動時間和慢的恢復時間。

5 結語

北京冬奧會首體單邊綜合制作音頻系統的技術核心及復雜程度主要在于IP架構，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，系統的備份也尤為重要，不論前級、后級，為各環節設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急切換的演練。同時，在節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。

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