东京奥运会与麻球公共信号音频系统及声音制作

林丹

【摘要】解析东京奥运会羽毛球公共信号制作声音格式、模式的要求，阐述音频系统IP系统架构，以及根据制作要求设计传声器布局，进行混音制作。

【关键词】羽毛球;公共信号;电视国际声;音频系统;IP系统架构;5.1.4沉浸式音频;5.1环绕声;混音

D01：10.3969/j.issn.1674-8239.2021.12.001

Audio System and the Sound Production of Badminton World Feed of Tokyo Olympic Games

LIN Dan

（China Media Group，Beijing 100859，China）

【Abstract】Analyze the requirements for the sound format and mode of the public signal production of the Tokyo Olympics badminton，explain the IP system architecture of the audio system，and carry out the microphone layout and mixing production according to the production requirements.

【Key Words】badminton;world feed;ISTV;audio system;IP system architecture;5.1.4 immersive audio;5.1 surround sound;sound mixing

第32屆夏季奥林匹克运动会，即2020年东京奥运会期间，中央广播电视总台（以下简称“总台”）派出360人奥运报道团队、316人奥运会赛事公共信号制作及技术支持团队赴日本东京，创纪录地完成了500场电视转播、超7 000场新媒体赛事直播，将奥运盛世奉献给全中国乃至全世界电视机前以及网络平台的观众。

受奥林匹克广播公司委托，总台承担了东京奥运会多个项目国际公共信号制作任务，包括体操、羽毛球、乒乓球、攀岩及田径铅球决赛。笔者就羽毛球公共信号声音制作，阐述基于制作需求设计音频系统的IP系统架构、传声器布局方案，以及实时混音理念。

1制作需求

1.1电视国际声（ISTV）的声音制作格式要求

奥林匹克转播服务公司（Olympic Broadcasting Service，OBS）作为主转播机构（HB），负责制作和提供每个场馆每项赛事高清（HD）公共信号;同时，为推动技术进步，还对每项赛事进行4K、8K超高清电视（UHD）的公共信号制作，并将公共信号提供给全世界所有持权转播机构（RHB）。

OBS对所有比赛的ISTV声音制作格式进行统一规范要求：HD信号对应声音格式为2.0立体声+5.1环绕声;UHD信号对应2.0 Stereo + 5.1.4三维声，HD与UHD声音同时制作。UHD的2.0+5.1与HD是相同信号，其中的上层“.4”为在2.0+5.1基础上为顶部空间增加的单独一组4.0声道（或者5.1）环绕声母线，不是一个整体5.1.4格式三维声母线格式。

1.2制作模式

由于并不是每个项目的电子现场制作（EFP）硬件设备都提供三维声架构（5.1.4监听模式），包括转播车固定配置以及调音台的三维声Pan功能。故OBS对所有赛事公共信号制作模式规定统一标准：HD信号中，5.1 Surround正常制作，ST为5.1下混制作;UHD信号中，2.0立体声+5.1环绕声，复用HD信号，即为相同信号，上层4.0声道包含特定观效传声器信号及从GOLD EVS（回放5.1.4声道）中播放的片头、片尾信号中的上层4.0声道的声音内容，主要为音乐;除此以外，其余声音一律不送上层4.0声道。

基于以上标准，混音师需要用5.1监听系统，切换监听2.0立体声、5.1环绕声以及“.4”沉浸声的声道信号，如图1至图3所示，并不是一套完整的三维声监听系统。

1.3声道分配、声音电平及响度需求

（1）声道分配

高清声道分配见表1，4K超高清声道分配见表2。

（2）声音电平

数字音频信号基本格式设置要求：48 kHz采样频率，24 bit量化深度，输出基准参考电平为-20 DBFS，平均上下动态范围必须控制在-30 dBFS～-15 DBFS之间，最大输出峰值电平不能超过-3 dBFS。

（3）响度控制

电视国际声的响度要求控制在-24 LKFS，容许有上下一个单元的响度幅度变动。所有测量值都基于ITU-R BS 1770-4标准。

1.4环绕声格式制作需求

5.1环绕声中，L与R声道要求须包括比赛细节效果声、教练指点运动员声、裁判报分及判罚声、扫画效果声、PA播放国歌声、场馆氛围环境观效声以及片头、片尾、highlight音乐声等。

C声道原则上只用来送解说评论声，不要求送任何细节效果声以及环境观效声。但本届奥运会ISTV的制作对于C声道有一个特别的规定，禁止载入评论员在现场解说过程中使用评论盒talkback功能与导播沟通的声音。从直播听感来讲，观众已经习惯或者适应解说的响度大小，如果评论员需要使用talkback功能，由于这个声音不送给现场直播，观众在直播中也许会觉得评论员声音突然中断，会造成听感不适。所以本届的制作要求是，将有效的可持续的环境观效声送往C声道，用于掩蔽评论员使用talkback功能下的声音，电平要求控制在-25 dBFS。这样评论员在做解说时，即便使用talkback 功能，听感衔接也会非常自然。

LS与RS声道，要求除特定以及特殊比赛效果声外，只送环境观效声以及片头、片尾、highlight音乐声中LS 与RS部分，不送比赛细节效果声。

LFE超低声道不用作低频管理，且任何比赛细节效果声都不送LFE，只有片头、片尾播放素材中的超低声道内容对应送LFE声道。且对5.1环绕声母线中LFE声道，做单独低通滤波高切（Hi-cut）处理，Hi-cut数值不能高于120 Hz，Q值至少为8 dB倍频程。

1.5上层4.0声道的制作需求

上层4.0声道的制作要求不同于水平层，用另外一组环绕声母线来制作。本次上层4.0声道的制作要求，只送4.0制式沉浸式环境观效传声器信号以及片头、片尾中制作的4.0部分的音乐信号，其他信号一律不送入该层。每个声道的具体内容见表3。

1.6下混立体声制作需求

立体声由5.1环绕声下混制作完成，要求环绕声L、R声道送下混立体声声道，各减3 dB;LS、RS声道送下混立体声声道，各减6 dB;C以及LFE声道均不送下混立体声声道。具体参数值还是需要根据实时制作中调整，上层4.0声道不送下混立体声声道。

1.7ISRA制作需求

广播国际声（ISRA- International Sound for Radio）与电视国际声（ISTV）不同，要求只做立体声，且只送环境观效声，不要求送比赛细节效果声，片头、片尾音乐以及任何视频播放素材都不能包含在内。广播国际声要求在直播电视国际声前45 min开始提供，需要持续到直播电视国际声结束30 min后，再停止信号传送。

1.8观效场共用需求

本届奥运会羽毛球赛程的1/4决赛前，场馆内为3块场地同时进行比赛，1号场为主场地，2号、3号场为副场地，如图4所示。尽管3块场地的公共信号为3个独立制作系统，互不干涉。但场地均处于同一个场馆空间声场内，各个国家电视转播对不同场地比赛信号进行切换;在网络平台中，则3块场地信号同时直播，由观众选择观看入口，因此，需要考虑切换不同比赛场地信号时，整体5.1环绕声声场的听感连贯一致性，采用3块场地共用观效场方案，即由1号场主要制作环绕声声场，将其共享给2号场与3号场。

2音频系统的IP架构

羽毛球3块场地公共信号转播系统均采用搭建单边综合制作系统（TV Compound），如图5、图6所示，其音频系统为IP架构，如图7所示。

使用Lawo mc²56mkIII调音台，以及建立AoIP架构的核心Lawo A_UHD Core音频信号汇聚处理器。一台A_UHD Core可同时驱动4张调音台，即实现一分四功能;具备处理共1 024个DSP通道的性能，即每张调音台能获得256个DSP通道处理;支持ST2022-7无缝切换冗余协议。本音频系统使用了23A_UHD Core，互为主、备。

使用2台Cisco思科C9300A交换机作为主、备路由中枢交换枢纽，构成双网（见图7和图8中的红色网线与蓝色网线），支持ST2022-7无缝切换冗余协议，支持PTP边界时钟功能。A_UHD Core控制网口与控制交换机相连（图7、图8中的橙色网线为控制线），将接入主、备交换机不同信号流划分成不同VLAN。

调音台内置的本地接口箱（Local I/O），通过双网口连接AoIP网络，提供16路传声器输入、16路线路输出、8路AES输入/输出、8路GPIO和1路MADI，满足音控室内的监听、还音、分轨录制及通话需求。

每块比赛场地配有13A_stage64 舞台接口箱（见图7中的FOP），提供32路传声器输入、16路线路输出、8路AES输入/输出和1路MADI通路，通过主备光纤接入AoIP交换机，将比赛场地架设的效果拾音传声器信号送入A_UHD Core。此外，使用A_ MADI6接口连接EVS服务器，实现MADI信号与IP信号之间互相转换。

A_stage 64舞台接口箱将音频信号转成IP流，分别连入主、备交换机，A_UHD Core处理核心同理。Nova_73只作为独立矩阵进行信号分配处理使用，并不作为调音台界面处理核心。Home Sever为Lawo全新推出的用来控制AoIP路由的软件系统，主要进行音频流及系统管理，与控制交换机相连，负责3块场地的3张调音台与A_UHD Core之间的对应关系，以及相互之间音频流的收发。

3传声器布局

3.1场内效果传声器的布局方案

本届奥运会与历届相比，最大的不同为空场（无观众）比赛。众所周知，现场观众氛围声是构成羽毛球比赛声音非常重要的部分，欢呼、呐喊、加油是赛事激烈与精彩程度的体现。无观众氛围声确实是一大遗憾，但也让混音师更专注于场地效果声音的拾取和混音制作。

羽毛球比赛主要声音类型可归纳为：主裁判的评判报分声;发球裁判的判罚发球违例声;运动员的抽球吊球声，包括大力抽球扣杀以及网前轻微悬吊声;脚步移动以及与地胶的摩擦声;输赢球时的激动呐喊声、加油鼓励声;放包处运动员打开球拍包的拉链声、喝水声及喘息声;场边教练的鼓掌加油声，以及11分与21分时教练指点运动员的声音等。

根据比赛特点、场地布局，以及主裁判、发球裁判、双方运动员和教练位置，以近端观众席架设主机位为参考视角，将比赛场地划分成远、近半区，设计场内效果传声器布局，如图9所示。Mic1、Mic2、Mic3、Mic4拾取远端半场与近端半场所有效果声，使用AT U851R界面传声器，分别架设于远端半场与近端半场的左、右区域，距最外边界2 m远（国际羽联规定不能超过的最近距离），位于左右内侧边界3/4位置，如图10所示。Mic5、Mic6拾取网前细节效果声，使用AT 898微型领夹传声器，布置于球网下方处。Mic7拾取发球裁判声，使用AT U851R界面传声器。Mic8拾取主裁判声，使用AT 898微型领夹传声器。Mic9、Mic10拾取教練声，使用AT BP4073单声道短超指向传声器，如图11所示。Micll、Mic12拾取运动员放包处的效果声，使用AT BP4073 传声器，如图12所示。教练指点运动员时，手杆无线跟随拾音，如图13所示，同时，Micll与Mic12还作为手杆拾音的备份，谨防无线游机信号不稳定导致声音传输受影响。

3.2环境观效声传声器的布局方案

3.2.1环绕声环境观效声传声器的布局方案

环境观效声的布局同样以主机位为基准评判视角，采用观众席上方吊装与下方架设相结合的方式，如图14所示，吊装为主要构成，充分构成整个环绕声空间场。其中，Mic13与Mic14吊装在远端观众席左、右区域上方，如图15所示;Mic15与Mic16吊装在近端观众席左、右区域上方;Mic17为吊装在近端观众席中间区域上方。Mic13、Mic14、Mic15、Mic16使用大振膜AT 4050 ST、Mic17使用大振膜AT 4050M。

Mic18架设在运动员坐席处，采用AT BP4025立体声X/Y制式传声器，拾取运动员拉拉队加油声，与主环绕声声场形成点、面结合的层次听感。

3.2.2沉浸式环境观效声传声器布局方案

羽毛球场馆采用4.0制式传声器拾取沉浸声上层空间环境观效声，由2支AT 4025 X/Y立体声制式传声器构成，如图16所示，吊装在整个体育馆中间上方，高度要高于5支环绕声层面吊装传声器，也要高于扩声吊装扬声器，如图17所示。

3.3.3其他传声器的布置

架设在摄像机上传声器均采用AT BP4073超指向，如图18所示。一些特定、切换次数频繁的游机，可设置AFV（Audio Follow Video）的方法进行制作。

4混音制作

4.1场地效果声的混音

4.1.1环绕声声像Pan处理

对于场内架设的12支效果传声器设置合适的声像定位很重要。以主机位画面为参考视角，比赛场地位于前方，对于电视机前的观众，观众应坐在观众席而不是坐在赛场边或场地中央。因此，场内布置所有效果传声器，做整个环绕声声场前半区的Pan，如图19所示，并根据实际远近摆位做前后纵深处理。以Law。mc256调音台Pan的极左（L）极右（R）值与极前（F）为20、极后（B）值是-20为基准，将远端左Micl与远端右Mic2 的2支界面传声器分别设置Pan：L14、F20与R14、F20;将近端左Mic3与近端右Mic4的2支界面传声器分别设置Pan：L16、F10与R16、F10;网上2支传声器Mic5与Mic6分别设置Pan：L15、F15与R15、F15;发球裁判与主裁判其实为语言类的拾音，虽然位于左右边线处，但从听感适合角度考虑，Pan不宜设置得过开，Mic7的Pan设置为L12;主裁判由于一直持续报分，Mic8的Pan设置为R8。拾取双方教练指点声的Mic9、Mic10的Pan设置为C，为纯虚中;拾取放包效果声的Mic11、Mic12，因还作为拾取教练指点运动员声音的备份，故同样做虚中处理。

4.1.2均衡（EQ）、除齿音（DeEsser）及压缩（Com）处理

（1）EQ的处理

Micl、Mic2、Mic3、Mic4主要拾取运动员抽球声与脚步声。脚步声是比赛效果声中很重要的一部分，低切（Low cut）值不宜设置过高，谨防把脚步声切除，或听感过分单薄。故低切可设置为90 Hz～100 Hz，但300 Hz以及500 Hz处可做适当衰减，谨防运动员在重力剁地板时脚步声过于厚重。

对于鞋底与地胶的摩擦声中，听感尖锐的中高频摩擦声发出2.0 kHz～8.0 kHz范围内，且频点不固定，次数出现较多的频点是2.0 kHz左右、2.8 kHz左右、3.15 kHz左右、4.7 kHz左右等。通过EQ处理方式可以对出现次数较多的频点进行衰减，但如果这种摩擦声的响度不足以达到影响听感的审美，过多或不当衰减有可能也导致其他有特点效果声的频率被衰减，比如2.15 kHz～2.5 kHz也是球声明亮清脆度的体现，如果因脚步声的影响而过多衰减该范围内的几个频点，会影响球声音色，因小失大，毕竟从声音主次角度来看，场地内最能体现比赛性质的效果声当属球声。

（2）DeEsser的处理

使用DeEsser功能也可减弱尖锐的中高频摩擦声。DeEsser功能的好处就是能设定需要衰减频点的电平阈值（threshold），且能设定衰减量（Atten）。输入通道信号电平超过此阈值的，DeEsser起作用，将设定频点电平压低，输入通道信号未超过此阈值的，DeEsser不起作用，则不会对此频点进行压缩，不会导致影响有效声频率。

架设在网上的微型纽扣传声器Mic5、Mic6，主要拾取网前细节效果声、发接发声、运动员喘息声，尤其网前运動员激烈的对打声、双打时搭档互相之间交流声等。明确以上拾音特点，先对多余频率进行衰减或切除。由于纽扣传声器为全指向，不可避免会拾取到运动员脚步声，为防止跟界面传声器拾取到低频厚重脚步声叠加，将Mic5、Mic6的120 Hz以下全部切除;为有效降低串入超高频鞋底摩擦声，8 kHz处衰减3 dB～4 dB，Q值略小;为突出网前对打时羽毛球这种非常好听犹如鼓腔共鸣似的腔体声，将400 Hz处提升3 dB～4 dB，Q值略小。

主裁判、发球裁判以及教练的声音处理，保留人声有效频率，切除或衰减无效的串音频率。比如发球裁判出声频率次数较少，且几乎只有“Fault（判断发球失误）”声，防止过多串音，只保留有效声音的“芯”，故将300 Hz以下、10 kHz以上全部切掉。

（3）压缩处理

对于场内主要拾取球声的6支传声器（Micl—Mic6），在保证输入信号电平合适的前提下，避免为了控制电平而给每个输入通路加入压缩甚至是强劲压缩处理而导致破坏场内整体效果声的天然动态平衡，亦或把抽球声的音头“吃掉”，给这6支传声器先做一个单独的5.1环绕声母线编组Group，在此编组上统一进行压缩，不破坏场内整体效果声的平衡（Balance）。同样可以在此编组上进行DeEsser处理。

4.2环境观效声的混音

4.2.15.1环绕声层面环境观效声的混音

环境观效声的声像处理，按照实际吊装位置设置，如图20所示。Mic13—Mic16为立体声大振膜，故Mic13为1ch：L20/F20、2ch：L15/F20;Mic14为1ch：R15/ F20、2ch：R20/F20;Mic15为1ch：L20/B10（F-10）、2ch：L16/B20（F-20）;Mic16为1ch：R20/ B10（F-10）、2ch：R16/ B20（F-20）。Mic17为单声道大振膜，Pan为：C/B20（F-20），且需要给评论声做掩蔽（cover），则往中置C声道送Mic17部分信号，大小不超过-25 dBFS。架设在运动员坐席处的Mic18传声器，由于画面视角位于近端位置，故将其Pan设置在环绕声后方区域，即1ch：L10/ B20（F-20）、2ch：R10/B20（F-20）。

4.2.2上层4.0声道环境观效声的混音

上层环境观效声要求，将4.0制式immersive传声器4 路输出按照1对1信号声道对应方式输出单独一组5.1环绕声母线，即4.0HFL送上层5.1L、4.0HFR送5.1R、4.0 HRL 送5.1LS路、4.0HRR送5.1RS路，声道分配如图21所示。此4.0信号由水平层环绕声监听系统来监听。

5总结

本届奥运会，大部分赛事公共信号制作系统——音频、视频以及通话系统，已实现IP化。声音方面开始尝试采用沉浸式声音制作并成功播出。在如今的融媒体时代，人们可以通过手机、耳机感受沉浸式三维声，AoIP系统与沉浸式三维声的结合，成为声音领域发展趋势，相信下届巴黎奥运会，三维声格式制作将全面普及。作为一名混音师及音频技术工作者，学习的脚步不能停，充分掌握IP知识，提升自我三维声混音能力与艺术修养，为音频行业不断发展贡献力量。