成都大运会篮球电视公共信号制作浅析.pdf

关键词IP 系统 播出链路 优化改造 视觉调整 上下转换成都大运会篮球电视公共信号制作浅析 作者 江苏省广播电视总台张航摘要江苏省广播电视总台承担了成都大运会篮球电视公共信号制作任务，该台 4K/IP 系统转播车作为制作系统出色完成了技术保障。本文介绍了对原有 IP 系统播出链路进行的优化改造，解决应急状态下的字幕叠加问题的经验。另外还介绍了如何做好高清和超高清在不同色域之间的转换，同时保证高清和超高清画面质量，在整个视觉调整方面以及画面一致性调整上进行的一些尝试。一 IP 系统播出链路优化改造 1.2 选 1 板卡和 4K 基带加嵌卡江苏省广播电视总台 5 号车（4K/IP 系统）设计于 2019 年前后，系统建成于 2020 年底，按照当时对 IP 系统理解程度，参与设计的系统工程师还带有基带系统的一些思维，比如要为 IP 系统建立一套基带系统作为第三层应急通路，从而在系统主备链路上会把两个 2 选 1 板卡设计进去。系统中第 14 和15 号 IQCUP 板卡从核心交换机拉流后的信号分别进入 2 块 GV HCO 3931 2 选 1 板卡的第 1 路，来自切换台基带输出卡的 2 路 4K 12G 信号也同时进入 2块 2 选 1 板卡的第 2 路，在主备交换机同时宕机的情况下，经倒换选择切换台基带输出的信号作为应急链路信号（设计了若干路 4K 摄像机的 12G 基带信号进入切换台基带输入卡），相当于为 IP 系统增加一层保护。IPG 板卡虽然具备加嵌功能，但是我们还是信赖基带加嵌卡，一是对 IPG 板卡加嵌安全性的怀疑，另外出于视音频两个工种之间的责任划分。因此系统设计了GV MDX 3901 4K 基带加嵌卡对 4K 12G 基带信号进行加嵌，另外下转换后的高清信号再经过GV AMX 3981 高清加嵌卡进行加嵌。系统已运行两年多时间，技术团队对 IP 系统安全性有了新的认识，发现 IP 系统其实非常稳定，反而是基带系统中的 2 选 1板卡和 4K 基带加嵌卡这两种板卡由于设备自身锁相精确度问题经常影响末级链路正常输出。因此，技术团队决定舍弃基带 2 选 1 板卡和 4K 基带加嵌卡，对主备链路进行优化改造。系统工程师将第 14 和 15 号 IQCUP 卡的输出信号直接跳入 HAD-3961 4K 视分卡输入口，系统主备链路不再有基带 2 选 1 板卡。图 1 为应急链路信号路由，当切换台宕机或系统工程师判断切换台当前状态不适宜进行节目制作时，即通过应急切换面板将制作链路由主链路倒换至应急链路。应急面板位于导演区切换台面板下方，应急面板的切换动作对应着第 5 号 IQUCP 网关卡，该卡具备净静切换功能，而应急面板的切换源就是参与应急链路制作的各类信号。借助 GV ORBIT 智能管控系统的 SALVO 功能，我们可以一键完成系统链路倒换。当倒换指令发出后，末级链路第 14 和 15 号 IQUCP 卡由原先选择切换台 IP 输出信号改为选择第 24 号 IQUCP 卡的信号，该信号是叠加了下游键的应急 PGM 信号，由第 5 号 IQUCP 卡提供应急 PGM clean 信号，第 6 和24 号 IQUCP 卡分别提供一组 4K Fill 和 Key 信号。得益于 IP 系统的快速处理能力，以上所有操作一键即可完成。成都大运会0682.IPG 加嵌 16CH在系统加嵌声道设计上，我们还是遵循以往的 8声道加嵌设计思路，当遇到一些大型季播类节目，通过 2 个加嵌器为一组来实现 18 声道和 916 声道的录制功能。此次成都大运会篮球 4K PGM 信号需要16 轨声音，CH14 分别是左、右、中和低，CH56分别是左环绕和右环绕，CH78是5.1下缩混立体声，CH910 分别是中文解说和英文解说，CH1112 为英文解说混合国际声立体声，CH1316 备用。音频系统工程师将主备两路 16 轨音频 IP 流送入核心交换机。如图 2 所示，主备 16 轨音频流的组播地址分别为 239.111.103.37 和 239.112.103.37，第 14、15 号 IQUCP 卡分别拉取上述组播流，即可在 IPG 端完成 16 轨音频加嵌功能。工程师还可通过 Tektronix Prism 对 16 轨声音进行监测。3.12G 接口的字幕信号接入系统在系统设计时，4K 基带信号有 43G 和 12G 两种方式，当时的设备接口大多是 43G 方式。因此我们在许多关键点设备上的选型是 43G 方式，比如系统中 4K 键控器GV DSK 3901 等。而第 6 号和1应急通路链路设计Advanced Television Engineering06924 号 IQUCP 卡则是将系统中的字幕机 IP 信号转换成 43G 方式给到下游键参与应急链路字幕叠加。此次成都大运会篮球电视公用信号制作，字幕机供应商提供的字幕机输出接口为 12G 方式。12G方式字幕机的 4K Key 和 Fill 信号可方便通过切换台的基带输入卡进入切换台进行字幕制作。系统内设计的字幕信号接入方式为 43G 方式，配套设计的IPG 板卡也只支持此方式，因此 12G 的 Key 和 Fill 信号无法通过接口相符的 IPG 板卡将其转为 IP 流送入核心交换机，这就导致应急状态下，下游键无法获取字幕信号。系统在设计 IPG 板卡时，每张板卡都有一对一配套任务，没有设计冗余量。系统中的GV UHD1200-1 和GV UHD1200-2 在技术方案中承担其他功能，与其配套的第 1 号 IQUCP 卡便空余出来可实现 12G 形式的 4K Key 和 Fill 信号转成 IP 流进入交换机，然后再通过原先设计的第 6 号和 24 号IQUCP 卡将 IP 流转成 43G 形式的 4K Key 和 Fill信号，再经过下游键进行字幕叠加，这样就实现了应急状态下的字幕叠加功能。4.应急链路信号监看当切换台主机出现问题需要倒换前，对于系统工程师来说，需要能监看到应急路由信号，只有确保即将要切换到的信号无误后，才能实施倒换工作。我们通过技术区的 Sony BVM-HX310 4K 监 视 器 进 行 监看，但是这个监视器远离导演区这个工作环境，另外该 4K 监视器 承 担 监 看 4K PGM 信 号 的 任务，因此系统工程师使用 Tektronix Prism 网页版监看4K 画面。另外，为实现所见即所得需求，我们将应急路由信号通过 4K 12G 转 HDMI 的转换盒直接上到导演区的第一块大屏进行监看。在日后的制作场景中，供系统工程师随时监看的信号还有 4K 视分后的信号，可通过GV MV821 画面分割设备将这些 4K 信号通过多画分形式送到导演区大屏供系统工程师监看。这样工程师在导演区的大屏上能看到应急路由上各个节点的信号，可大大提高系统工程师判断故障的效率。二 视觉调整 出于台里设备情况考虑，成都大运会篮球电视公用信号制作系统部分使用了高清信号以及高清设备参与节目制作，高清使用 BT.709 色域，而超高清使用 BT.2020 色域，两种不同色域信号的颜色匹配性是一个制作难点。另外，如何同时输出高质量的高清和超高清画面是第二个制作难点。2IPG 板卡加嵌16CH特约专题INDUSTRY TOPICS0701.高清和超高清摄像机参数设置本次大运会篮球制作系统共有 4 路三倍速高清信号、5 路 EVS 输出高清信号、1 路 Sony Alpha 7S III（以下简称 A7S3）信号、2 路 MCF 信号和 1 路子弹时间信号，其中 4 台三倍速摄像机采用的是 4K 摄像机高清模式下的三倍速模式。对于同样机型的 4K 摄像机和高清三倍速摄像机，我们首先对摄像机做一些基础颜色配置。然后对 4K 摄像机来说，将基准信号电平设为了 73%（如图 3 所示）。2.上下转换设置制作系统共计使用 13 个通道的上下转换器（板卡），包括 6 台 1U 机箱型设备GV UHD 1200 转换器以及 4 张GV XIP 3901 双通道板卡式转换器。表 1为系统中使用的上下转换情况。由于 GV UHD 1200 相较于 GV XIP 3901 有更多的可调参数，因此我们将系统外摄像机信号比如 Sony A7S3 等优先选择配置该设备进行调整，而系统内信号比如高清 EVS 输出信号可由 GV XIP 3901 来实现。以GV UHD 1200-5 为例来介绍一下该类型上转换通道，系统将配备 Vislink 7G 频段微波设备和大疆如影稳定器的 Sony A7S3 信号送入该上转换设备，并经过 IPG 板卡转为 IP 流参与制作。如图 4 所示，输入信号需选择 BT.709 色域以及 SDR，输出信号需选择 BT.2020 色域以及 HLG，转换类型需选择场景模式。首先需在Sony A7S3机头进行颜色调整，将该机器颜色调到与系统内 4K 摄像机输出的高清画面色调基本一致，然后再通过转换器中的视频相关参数进行微调，调到令人满意的画面效果（如图 5所示）。以GV XIP 3901-1A 为例来介绍一下该类型上转换通道，EVS 输出信号送入该上转换设备，经转换成4K（43G），再通过 IQUCP 转换为 12G IP 流进入系统参与制作。板卡参数调整按照信号类型选择好（如图 6 所示）。另外，需选用 BBC LUTs 集中的SDR to HLG Scence Strict（4-2a-v1.4），这条 Lut曲线（如图 7 所示）是按照 Gv 设备经过各种场景测试验证后推荐的一条 Lut 曲线。3.播出链路下转换设置与原先高标清时代一样的设计思路，4K 转播车视频系统设计思路是以 4K 为内核进行制作，经下转34K 摄像机参数设置设备系统中功能信源信号接口方式GV UHD-1200-3上变换三倍速摄像机 1HDGV UHD-1200-4上变换三倍速摄像机 2HDGV UHD-1200-5上变换Sony A7S3(如影+Vislink)HDGV UHD-1200-6下变换切换台基带 PVW4K 12GGV UHD-1200-7下变换基带 PGM 主4K 12GGV UHD-1200-8下变换基带 PGM 备4K 12GGV XIP-UC-1A上变换EVS-Out1（A）HDGV XIP-UC-1B上变换EVS-Out2(B)HDGV XIP-UC-2A上变换EVS-Out3(X)HDGV XIP-UC-2B上变换EVS-Out4(Y)HDGV XIP-UC-3A上变换EVS-Out4(F)HDGV XIP-UC-3B冗余GV XIP-UC-4A上变换三倍速摄像机 3HDGV XIP-UC-4B上变换三倍速摄像机 4HD 表1大运会篮球制作系统上下转换情况4输入、输出以及转换类型设置Advanced Television Engineering071换器输出高清信号。GV UHD 1200-7 和GV UHD 1200-8 用于 4K PGM 下转换成 HD PGM。如何保证下转换的高清信号与 4K 摄像机原生高清信号一致，如何保证高清画面质量是目前高清超高清同播时代的重要任务。输入信号需选择 BT.2020 色域以及HLG，输出信号需选择 BT.709 色域以及 SDR，转换类型需选择场景模式。我们还需对转换器 R、G、B和 Y 进行微调（如图 8 所示），不断对比下转换的高清信号和原生高清信号的一致性，从而得到高质量的高清信号。4.4K 画面优化调整由于转播车距离 TOC 机房有 100 多米距离，而我们只有 43G 方式的光传输设备，因此还需要利用 2 台GV UHD 1200 作为 43G 转 12G 的转换器。另外我们还通过GV UHD 1200 对 4K 原始画面进行了参数调整。根据4K PGM主观画面，对色彩、对比度、黑电平、R、G、B、Y 进行微调（如图 9 所示），从而保证 4K 画面与高清画面同样精彩。5.Sony A7S3、子弹时间画面以及 MCF 信号调整对于系统外来高清信号，我们采取上转换设备参数不变而调整高清画面参数的方式。我们通过调整子弹时间系统中相机的自动白平衡，R、B 参数，快门和 ISO，对输出的画面进行调整，但是整个画面与车上画面始终无法做到完美匹配，因此增加一台 Snell SV 2000 设备，通过调整相关参数无限接近系统内摄像机颜色。另外，2 台 Sony 850 单机拍摄的信号通过6输入、输出信号选择7Lut 曲线选择8末级链路下转换器视频相关参数设置5转换器视频相关参数设置特约专题INDUSTRY TOPICS0725G 设备回到车上，1 台 Sony A7S3 信号通过微波回到车上，我们对这 3 台 Sony 机器进行基础调整，色彩还原较好，因此也不再添加色彩调整设备，拍摄过程中不断提醒摄像师注意光圈即可。三 结语 江苏省广播电视总台技术和制作团队圆满完成大运会篮球电视公共信号制作任务。大赛结束后，技术团队及时组织了双想会，做了充分的回想工作，对成都大运会中的闪光点以及不足之处做了复盘。团队通过此次大赛，收获很多，成长很多，总结出有待改进提高的方面，对即将开始的杭州亚运会女排电视公共信号制作进行了预想。另外也为 2023 年的国家公祭仪式直播和 2024 江苏卫视跨年演唱会直播提前练兵，打好技术基础，做好技术准备。94K 画面优化调整推流信号分为主备共 12 路摄像机信号，6 路主路采用的是 Havision 编码器进行推流，6 路备路则使用的是 LIVE MIX I/O 设备，由转播车提供基带现场摄像机画面信号接入 I/O 切换台后，再通过流媒体推流。转播系统内使用 IPG 设备将推流所需的摄像机IP 流信号转换成基带信号后接入该编码器，编码器进行编码后，将信号推送至集成发布平台。备路推流流程图与主路仅在编码器部分有差异，这里不再赘述。五 结语 以上内容为 A6 4K/8K 超高清转播车在大运会体操项目比赛中的系统介绍。本次转播任务首次在直播中应用 MCF 采用防火墙NAS文件转码服务器X-File 的连接方式，传输实时比赛画面，该系统既保障了公网回传的安全性和稳定性，又最大程度地提高了文件回传速度，也是首次在直播赛事中使用电影机参与节目制作，丰富了画面。由同一套转播系统以轮转方式转播体操项目的方案再一次得到有效验证，轮转期间虽然时间较短，但技术运行保障团队和摄像团队共同协作圆满完成任务，各工种人员之间相互配合，为观众呈现了一场场精彩的比赛。8主路推流流程图交换机路由器Havision编码器（上接第 67 页）Advanced Television Engineering073