东京奥运会台场外景演播室系统综述

东京湾外景演播室坐落于东京湾台场地区,作为外辅演播室,在整个东京奥运会期间与IBC 主演播室进行直播 连线,对重点赛事进行点评和展望,同时向观众展现东京湾全景。该外景演播室使用了4K IP 外场系统,本文 介绍了演播室基本情况、技术方案、系统配置、应急方案、调试及使用过程中的问题和解决方案。

摘要

一 东京湾台场外景演播室介绍

延期一年的第32 届夏季奥林匹克运动会于7 月 23 日在东京召开。总台为此次奥运报道活动投入巨 大,除了在IBC 建立了主演播室和新闻演播室外, 在位于东京湾台场区的潮风公园内设置了外景演播 室。外景演播室以东京湾的地标建筑彩虹桥为背景, 同时海上用浮船展示着巨型的五环标志,尤其到了晚 上,五环点亮后与彩虹桥交相辉映。演播室主要承担 东京奥运会与主演播室连线,进行赛事分析和赛事推 荐以及部分采访工作。

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东京奥运会外景演播室使用录制一部的4K IP 外场系统。本系统基于ST 2110 IP 无压缩标 准,视频信号制作遵循4K HDR 标准,即分辨率 3840×2160/50P,动态范围符合 HLG 格式/1000nit, 色域 BT.2020。音频信号以AES3 为制作标准(支持 AES67),可支持16 声道制作。本系统充分发挥IP 网络特点,实现视频、通话和控制等系统的IP 化传 输和信号交换。原系统配置为6 讯道4K 摄像机,支 持6 路外来信号,3 级M/E 4K 切换台用于视频制作, 双IP 处理核心用于信号调度、监看、应急切换及扩 展信源接入,4 通道4K 精彩编辑系统,2 套4K 图文 包装系统。系统设备装载在12 个航空箱中。由于本次奥运报道外景演播室工作间空间狭小,导控区及立 柜区要控制在一个5.7 米×4.6 米(工作间外沿尺寸) 的空间内,同时对外景演播室任务需求只确定了3 讯 道,无包装、播放视频等要求,因而经过系统调改, 压缩为6 航空箱紧凑型系统。

二 外景演播室技术方案

外景演播室为4K 超高清EFP 系统。系统基于 ST 2110 IP 无压缩标准,视频信号制作遵循4K HDR 标准,音频信号以AES3 为制作标准,系统与主控交 接为4×3G SDI 信号。

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系统内配置3 讯道GV LDX86N 原生4K 演 播室摄像机,保证节目制作信号的质量,同时满 足4K HDR 制作需求。4K 模式下具备符合2022-7 模式的主备双向IP 接口,IP 接口内包含制作信号 (4K+HLG+BT.2020)、带字符监看信号、为兼 顾高清监视需求,支持4K 模式下变换高清信号 (3G+SDR+BT.709)、音频通话信号、2 路高清返 送信号、音频通话返送信号。3 讯道中,其中第1、2 讯道架设Shotoku 三脚架、配置富士24 倍变焦镜头; 第3 讯道架设ROSS 轨道机器人、配备14 倍广角变 焦镜头。轨道采取6 米直轨,摄像操控轨道机器人, 可以控制机位的移动,升降、云台的俯仰、摆动,镜 头的推拉等效果,全方位多角度地增强演播室画面的 表现形式。

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外景演播室接收两路总控送来的高清信号,一路 为CCTV5 前方演播室E18 的播出信号,经过音频解 嵌后,直送至TVT 演播室55 寸显示屏,作为主持人 的返看信号,与E18 进行单边互动时使用。另一路 信号,由主控负责切换送至演播厅内6 平米大屏。为 了便于对两路外来信号进行监看,利用IQUCP25 网 关卡,该网关卡可以将4×3G 的SDI 信号转成符合 SMPTE 2110 标准的4 流IP 信号,将两路高清SDI 外 来信号转为两路高清IP 流信号,送至数据交换机, 使用MV-821-IP 画分读取交换机的IP 流,将两路 高清外来信号的画面在监看大屏中显示,这两路高清 信号只是进入到监看域,未进入到切换台制作域,因 而不能切出。

系统配置两台CISCO 9336 数据交换机以2022-7 的模式保持主备关系,系统内所有设备的IP 信号均与交换机连接,经交换机统一路由分配。为确保系统 链路的安全性,交换机配置成为冗余备份的主备网络, 同时配置镜像备份的基于可视化管理界面的控制服务 器及软件,实现对全系统交换机进行带宽和策略管理。 系统配置两台CISCO 2960X-48 控制交换机,对系 统内的设备进行管控,其中备控制交换机的37 ~ 48 端口作为通话数据使用。

信号切换采用GV Kahuna 9600 3M/E 4K 切换台 完成PGM 的切换工作。切换台PGM 输出为4×3G 信号,通过GV UHD1200 视音频信号处理器,将音 频信号嵌入后,送主路4×3G PGM 信号给总控。 备路使用GV IQUCP25 网关卡读取交换机中的切换 台IP 输出信号,转换为4×3G 信号后,通过另一台 UHD1200 和音频进行加嵌,作为备路信号送给总控。 应急切换采用GVC 面板结合IQUCP 板卡完成EMG 净切换输出。

导控室画面监看由1 台55 英寸4K 液晶电视及1 台55 寸4K 监视器完成,以IP 多画面分割的形式作 为系统的监看。由MV-821-IP 画分从交换机拾取信 号,配置好分屏画面后再送回交换机。使用NEWT 转换器,从交换机读取画分的组播流,转换为HDMI 信号后,由55 寸4K 液晶电视显示。55 寸4K 监视器 接收主路1200 加嵌后通过网关卡后的末级信号,作 为系统主路的末级监看。

OCP 光圈调整采用监视器Leader 5381 示波器和 1 台高清25 英寸LCD 监视器进行摄像机画面的监看。 Leader5600 4K 示波器配合CANON 17 英寸4K 技监 对系统内的IP 流信号进行监看。TALLY 系统采用双 色TALLY,由TALLY Man 控制器完成。系统同步基 准采用主备两台泰克SP8000A,提供SMPTE 2059 的 PTP 信号和BB 信号。

本次东京奥运会报道活动,视频系统与音频系统 采取AES3 交接。系统接收来自主控的外来信号,经 过IQDMX30 解嵌卡,将音频信号解出后,送至音频 调音台。音频制作信号与切换台输出的PGM 信号, 利用系统内的UHD1200 超高清视音频处理器,进行 音频信号的嵌入。

原4K IP 系统切换台输出的PGM 和EMG 输出 PGM 都以4×3G 的SDI 信号通过Nevion VirtuosoTICO 编解码器,转成4K TICO 信号送回总控。本 次报道活动由于从OBS 租用的线路只有1G 带宽, 需要传输外景演播室的节目信号和外来信号、通话信 号。演播室主备两路PGM 信号以4×3G 的方式接入 总控机柜的两台MK 编码器,根据HEVC 100 压缩 标准,以4:2:2 压缩为100M 带宽的流。主路MK 编 码器输出ASI 流,这个ASI 流再通过Nimbra 360,把 ASI 流转换为光信号。备路MK 编码器直接输出一个 IP 流,经过Cisco 交换机,转换为光信号。主备两路 光信号分别通过两路光纤,由外景演播室工作间先传 输到OBS 设在TVT 的机房,再回传至IBC 的总控 系统。

本系统采用Telos Infinity IP 通话系统。内部摄 像机、各通话面板、有线腰包等均采用IP 流方式, 通过备控制交换机的第37~47 口进行连接。前方总 控系统使用的Clear-Com 通话系统和演播室主持人 耳返,则需利用4 线接口,接入到本系统中的Telos Alliance xNode, 利用这个设备可以将通话信号进行IP 转化,接入到Telos Infinity 通话中。

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外景演播室视频设备立柜由6 个14U 移动飞行 箱组成,在使用时两两叠落摆放,共占3 个箱位。

◆ Case1:3 台XCU 摄像机机站;

◆ Case2:周边机箱1、UHD1200(主)、主备 两台SPG8000A 及同步倒换器ECO8000;

◆ Case3:周边机箱2、UHD1200(备)、时码分配器、倒计时控制器;

◆ Case4:CISCO9336 交换机(主)、CISCO2960 控制交换机(主)、TALLYMAN 服务器、xNode、 GVC(主);

◆ Case5:CISCO9336 交换机(备)、CISCO2960 控制交换机(备)、MV-821-IP 画分、GVC(备);

◆ Case6:Kahuna 9600 切换台主机。 系统线材见表1。

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三 演播室应急预案

1. 切换系统

系统设计采用切换台作为制作中心,GVC 信号 调度系统作为节目制作的备用切换系统,配置GV NV9641 单母线切换面板,确保在切换台故障时,系 统仍可以进行信号切换。

2. 数据交换

系统采用主备数据交换机构架,支持2022-7 模 式,当主路设备故障时,数据通过备路传输。

3. 同步系统

BB 同步系统通过倒换控制器实现自动倒换。

4. TALLY 系统

TALLY 系统采用主备构架,配应急倒换开关, 实现主备TALLY 系统应急倒换。

5. 监看

采用Kahuna 9600 切换台的内置画分功能,输出 一路高清画分信号,利用SDI 转HDMI 转换送至55 寸4K 高清电视。

6. 通话

总控准备一台Clear-Com 通话面板,如果与本 系统内的IP 通话出现连接故障时,以备用Clear- Com 通话面板与IBC 主演播室进行通话。

四 工作中遇到的问题及解决方案

1. 导控室至演播室的线路问题

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台场的外景演播室TVT 属于临时搭建设施,演 播室在该建筑的三层,线槽走向沿建筑墙面从地面 到三层,通过2 个90 度拐角后横置于三层的顶端, 导播室工作间位置距离TVT 较远。在奔赴东京前得 到的数据是两点间直线距离在100 米左右,考虑走 线距离稳妥起见,所有线缆(包括摄像机综合缆、 Belden -7 视频线、网线)都按照200 米长度制作。 百通1855A-7 视频线经过测试,200 米的传输距离, 再通过SDI 转HDMI 转换盒后送监看大屏,画面显 示效果正常,无杂波、噪点、延时等情况。外场演播 室系统在实际布线施工中,需要穿桶,跨越道路,从 地面拽线到3 层楼的线槽等操作,我们力求设计好走 线路由,避免踩踏、小弯角等对线缆有损的情况出现。 在摄像机综合缆的接头处做好防水、防插拔的保护。 调试中也遇到显示某一机位Fiber Signal 信号强度弱、 报警的情况,经过排查各个接口并进行除尘清理,报 警显示解除。最后经过实际数据测量,从导控间到 TVT 三层的演播室的走线长度在150 米左右。

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2. 音频利用摄像机传输话筒信号

音频自带了150 米的综合缆,但是接入话筒信号 后,有衰减,信号质量达不到播出效果。决定利用摄 像机的复合光缆传输音频信号。将话筒的信号接入摄 像机机头MIC 输入,与拍摄的画面信号进行加嵌后, 从摄像机光缆回传至XCU,利用机站后面板的模拟音 频输出接口,输出解嵌后的音频信号,送至音频调音台。

3. 通话的相关设置

外景演播室的IP 通话和总控使用传统Clear-Com 通话矩阵互联。利用总控放置在演播室的立柜 里的Clear-Com LQ-R 四线转换器,通过模拟音频 接口与系统内的xNode 连接,转换为IP 流后,通过 网线和控制交换机连接,系统内的其他IP 通话面板 可以通过交换机与这几个四线接口互联。

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在外景演播室的通话面板添加E18 导演、E18 音 频、E18 节目的点位,其中E18 的节目声要送至演 播室主持人的耳返。针对这三个点位,主控在导控 室立柜区的Clear-Com LQ-R 四线机站,分别送3 路4 线至xNode, 进入本演播室的IP 通话系统,同时 xNode 输出3 路4 线信号回总控通话矩阵,实现双路 通话设置。

(1)设置IFB

主持人耳返要收听本演播室切换导演的指令和 E18 演播室播出信号,主持人反映耳返在听E18 节 目时,本地导演一开通话,节目声就中断了,因此 需要对耳返IFB 进行压限设置。登录导演通话面板, 对IFB 功能进行设置。根据xNode 中Meters 显示, 可以看到E18 节目声在xNode Mixer 中的通道数, 然后在IFB 设置中的INPUT 中添加这路信号。在 EDIT 中, 选择DIM 功能,LEVEL 选择-12dB, 当导演要和主持人通话时,耳返中的节目声自动降 12dB。

(2)通话面板添加主持人声音点位

外景演播室采用胸麦话筒为主话筒,桌架作为备 话筒,并没有配备一般新闻演播室设置的咳嗽盒装置。 主持人与导演的沟通,是通过调音台推送主持人麦克 风,通过导控室音箱播放。这样设置就存在直播间隙, 外景演播室的调音台会一直推着主持人的话筒,而 这个声音也会通过总控回传到E18 演播室,如果E18 演播室音频未拉掉TVT 的节目声道,会造成外景演 播室声音误播的隐患。为了避免这个问题,外景演播 室音频将主持人话筒送一路至通话xNode, 转换为IP 音频流后,在通话面板单独设置一个点位,把该点位 设置为“只听”的功能,播放主持人话筒声音的播放, 在音频将主输出推子拉下后,主持人可以通过这个通 话点位与导演进行沟通。

4. 摄像机TALLY 灯不显示

TALLY 用于在监视墙上提示切换信号以及在摄 像机机头TALLY 灯提示机位。外景演播室系统采用 英国TSL 公司出品的TALLYMAN 进行TALLY 控 制。在使用中发现,启动TALLYMAN 后,监视屏能 显示红绿两色TALLY,但是机头TALLY 灯无显示。 GV LDX86N 摄像机在TALLY 提示设置采用C2IP 摄 像机控制网络方式,进入摄像机控制单元MCP450 的设置界面可以看到在XML Control 页面下的Clients 中能显示TSL TALLYMAN 的相关信息。点击进入, 可以看到摄像机在接收TALLY 信号的数据包时无 论在切换台切换任何机位,数据包都没有改变,说 明摄像机端未收到切换台发出的TALLY 信号。进入TALLYMAN 控制器,可以看到摄像机C2IP 选项 是红灯,表明摄像机并未与TALLY 系统连接成功。 采取手动方式连接,使用Configuration 登录系统, 选择相关配置文件,在COMMS 标签下选择Write Configuration,将设置导入后,在COMMS 标签选择 Connect to System,点击connect 后,会看到在摄像机 C2IP 显示已与TALLYMAN 连接成功,在MCP450 可以看到切换台切换的数据包已开始累积计数,摄像 机机头TALLY 灯也开始显示正常。

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5. 偏振镜的使用

此次东京奥运会外场演播室的亮点就是背景两个 面积为10 平米左右的玻璃窗,通过这两扇玻璃窗可 以看到东京湾奥运巨型五环标志和东京地标建筑彩 虹桥,如何保证窗外的自然光和室内场景灯光的光比, 对我们这次的工作是一个新的挑战。外景演播室的工 作时间涵盖了白天到晚间不同时段的光照条件,既有 艳阳高照也有阴天下雨,不同的光照条件对于室外光 的控制要求也不同。同时外景演播室采用4K 信号制 作,除视频像素符合4K 标准外,也采用HDR 高动 态范围图像,相比于SDR 标准图像范围,在明暗之 间可以获取更多的细节表现。外景演播室播出信号回 传到主控后,要下变换为HD 信号,恢复到SDR 标准。 如何使在4K 镜头下表现得层次分明的图像,在SDR 状态下亦能够接受,是这次外景演播室信号制作比较 重要的课题。通过在玻璃上张贴偏振膜,可以把室外自然光偏振化为线性偏振光,再通过在镜头上添加偏 振镜,转动偏振镜,找寻适合的角度,降低室外光的 强度,来控制窗外的光照强度和演播室内主持人面光 的配比。

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五 结束语

东京湾外景演播室系统从7 月14 日开始设备安 装、集成布线,加电调试,于21 日交付节目部门使 用。在东京奥运会报道期间,外景演播室完成了每日 与E18 主演播室的连线直播工作,开闭幕式与新闻 频道的直播连线以及访谈录像等工作,演播室系统 一直稳定运行,显示了IP 系统良好的稳定性。总台 5G+4K/8K+AI 的战略布局,电视超高清制作势必成 为主流,而IP 系统也是主要的发展方向。4K IP 外场 系统在数次使用中都经受住了考验,将会在今后的工 作中发挥更多的作用。

转载请注明来源:《现代电视技术》 作者:中央广播电视总台 王伟