2022年北京冬奥会首都体育馆4K单边综合制作音频系统构成及混音要点

曾 明

（中央广播电视总台技术局音频制作二部，北京 100859）

2022年2月4日，第24届冬季奥林匹克运动会（以下简称“北京冬奥会”）在北京开幕。北京首都体育馆（以下简称“首体”）是北京冬奥会花样滑冰和短道速滑两个项目的比赛场地。为满足中央广播电视总台（以下简称“总台”）体育青少节目中心实况转播赛事的需求，在首体设立4K单边综合制作系统（TV compound）。笔者作为首体4K单边综合制作系统音频系统负责人参加了系统搭建及直播/转播，现就花样滑冰和短道速滑赛事直播/转播过程中，基于包括赛前预测、分析；赛中评论、讲解；赛后总结、采访等多方式、多角度、多区域的赛事单边综合制作声音信号的制作要求，阐述音频系统的IP系统架构，制定返送声音信号、三方通话的方案，以及混音制作的要点。

1 声音制作要求

1.1 电视节目播出信号的声音制作格式要求

北京冬奥会报道是2022年总台重点宣传报道项目，总台作为冬奥会持权转播机构（RHB），声音制作播出的格式要统一规范。

首体4K单边综合制作系统主要面向CCTV5和CCTV5+频道播出，对应的电视节目播出信号（PGM）声音格式是5.1环绕声+下混2.0立体声。

1.2 制作模式

北京冬奥会报道期间，首体4K单边综合制作系统主要负责出镜平台、评论席和混合采访区（以下简称“混采区”）三个区域的综合制作，音频制作基于B6转播车自带的音频系统，制作模式按照总台技术手册统一标准，4K超高清节目制作信号中，音频播出信号要求为5.1环绕声制作，同时还包括5.1环绕声下混的2.0立体声信号制作。5.1环绕声+2.0立体声的制作模式可满足大多数播出需求。基于以上标准，需要在转播车音控室实现环绕声供混音师监听。

1.3 声道分配、电平以及响度要求

（1）4K超高清声道分配主备输出母线分别输出8声道，具体声道设置见表1。

表1 4K超高清声道分配表

（2）声音电平要求，数字音频信号基本格式设置为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，容许上下一个单元的响度幅度。所有测量值基于ITU-R BS 1770-4建议书[1]。

1.4 5.1环绕声格式制作要求

在赛事直播/转播综合制作的环绕声制作中，L、R声道都包括赛场内的环境观效声、出镜平台制作期间的背景音乐声；C声道包括节目需求的人声信号及环绕声声场传声器拾取的少量环境观效声；LS与RS声道只有少量的环境观效声；LFE超低声道有传声器拾取的少量环境观效声，但根据使用的环绕声传声器DPA5100的灵敏度额定值20～120 Hz为±3 dB，所以超低音基本可以忽略不计。

1.5 下混2.0立体声制作要求

2.0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。

2 音频系统构成

花样滑冰与短道速滑共用首都体育馆赛场，也复用同一个4K单边综合制作系统，其音频系统架构如图1所示。

图1 首体4K单边综合制作音频系统图

2.1 音频系统的IP构架

音频系统是基于UHD- B6转播车LAWO A_UHD Core为核心的AoIP音频系统，支持SMPTE 2022-7（IP数据报信号无缝路由切换保护）、SMPTE2110-30（未压缩的PCM音频流）技术标准。其核心设备主备调音台分别为以A_UHD Core为核心、具备48个物理推子的LAWO MC256数字调音台，16物理推子的LAWO MC236数字调音台。主备调音台通过A_UHD Core核心机箱发流到音频主备交换机华为CE6865，构成叶交换机的音频部分，再经过上行端口到达业务主核心脊交换机华为CE8850，构成叶脊网络进行信息流的收发。A_UHD Core控制网口与控制交换机相连，将接入主、备交换机不同信号流划分成不同虚拟局域网（VLAN）。本地接口箱A_STAGE 48实现转播车音频系统内的信号传输路由需求，比如跳线、监听以及信号从车载系统到车尾板的馈送，如图2所示，为车尾板的本地接口。远端舞台接口箱A_STAGE 64，如图3所示，实现场馆区域制作音频信号通过转播车侧接口板的光纤接口，如图4所示，传输到转播车转成IP码流，实现远程音频信号进入主备音频交换机的功能。通过流调度软件KVM分配音频流，实现音频系统的IP化制作。

图2 本地接口箱

图3 远端舞台接口箱

图4 转播车侧方光端接口

2.2 音频系统场馆区域设备及信号路由

（1）出镜平台

远端舞台接口箱作为场馆内信号输入、输出接口，与转播车连接进行信号交换。远端舞台接口箱的输入信号包括，用于平台主持人和嘉宾的2支主传声器森海塞尔HMD26，分别接入远端舞台接口箱1、2路，环绕声声场传声器接入远端舞台接口箱3～8路；输入信号的热备份是通过出镜平台上的一台标头摄像机上架设的1支超指向电容传声器森海塞尔MKH416拾取，如图5所示，通过CCU的CH1回传到转播车，另外1支HMD26传声器作为冷备份。远端舞台接口箱输出信号包括，从远端舞台接口箱输出口发出经过耳机放大器（CIMB）转换连接至HMD26耳机接口，主要用于平台主持人与嘉宾的耳机返送信号；返送备份信号采用拨打现场导演手机的方式，与主持人交流。

图5 出镜平台的备份拾音

（2）评论席

评论席前端设备包括1个评论盒和3套耳机头戴传声器，如图6所示。评论盒输入、输出信号通过评论控制室（Commentary Control Room，CCR）进入到技术运行中心（Technical Operations Centre，TOC）的中控机房进行分配，通过OBS提供的链路（基带信号）连接到转播车车尾音频本地接口。评论盒可以设置选听返送内容，其中包括扩声（PA）、评论盒的三路互听、国际声、节目声等，每个选听声源的音量大小也可以分别调节，评论盒上节目声和转播车导播指令由首体单边综合制作音频系统送往总台。评论席获取指令的方式也可通过现场导演电话或手机联系设在总台的总演播室，提示“开始说”和“结束”等，完成直播。

图6 评论席

（3）混采区

混采区设置的是标准的单边音频系统，利用摄像机CCU的音频接口回传音频信号，摄像机后部的两个音频接口分别作为一主一备，如图7 所示。前级用便携调音台Soundevice 552将1支动圈手持传声器（Sennheiser MD46）和1支超指向电容传声器（Sennheiser MKH416）的输入信号按比例混合后，将输出信号的左声道作为主信号接入摄像机音频接口CH1，右声道接入摄像机音频接口CH2作为备份信号。

图7 混合采访区

3 返送声音信号的设置方案

在体育赛事直播/转播的综合制作中，节目返送声音（包括通话）的稳定、完整、清晰是毋庸置疑的，高质量的返送信号能满足各个位置、各项内容、各种情况下的沟通需求，保障所有终端（包括：现场出镜平台、评论席、混采区，转播车导播台，总台总演播室等）的信息顺畅；相反，嘈杂、滞后、不分主次的劣质返送声音信号在直播过程中会音响各岗位的工作，直接影响主持人、评论员或出镜记者的工作情绪和自信的态度，甚至造成恐慌、播出事故等。

首体单边综合制作节目返送声音信号的基本要求包括以下几个方面：

（1）在直播开始前，确认由总台E14或E18直播演播室提供的PGM-1返送声音信号已连通，并将监督节目进程的PGM-1音频信号馈送给首体场内的3个区域（出镜平台、评论席、混采区）；

（2）直播期间，满足三方通话的技术需求；

（3）单边综合制作音频系统启动后，即开始测试返送声音信号，直至切走信号。

由于此次首体单边综合制作返送声音信号的复杂性和多样性，以及转播车音频系统的收发音频流的IP化管理，整合通话系统的音频流通过调音台辅助母线输出设置，其设置的返送信号路由如图8所示，以完成节目返送声音信号和通话指令的分配，以及对返送声音信号和通话的控制及监测。

图8 首体单边制作音频返送信号路由

下面就三个区域的转播返送声音信号与通话系统的设定做详细描述。

（1）出镜平台

出镜平台位于首体场馆内的东北侧高点处，有广阔的视野和俯视场内全貌的极佳地理位置。出镜平台主持人需要承接总台总演播室主持人的引述，连线前方评论席、混采区的主持人、评论员或记者，串接比赛、插播广告、短片等，所以出境平台主持人对于节目返送信号及导播指令信息量的需求比较大。

出镜平台主持人耳机返送声音信号的内容包括：总台总演播室PGM-1信号、来自通话矩阵的转播车导播提示语音、出境平台主持人自己的声音（如有多名主持人或嘉宾则也需要听彼此之间的声音）、评论席评论员的声音、混合采访区出镜记者的声音，背景音乐的音乐声，本地各种播放设备（如EVS）的声音。这些声音信号包含的位置信息和内容信息都不同，返送声音信号的实效性也不同，因此，依照平台主持人对各项返送信号的需求调整各个信息源比例。通过冬奥直播的实践，确定按照直播的线性时间排序，以及返送声音信号的分配内容。

（2）评论席

由于4K单边综合制作系统本身在赛事阶段不参与评论席的制作， TOC（Technical Operations Centre）中心机房提供2路相同的评论席声音信号，一路是赛事阶段的评论信号，通过总控到IBC（International Broadcast Centre，国际广播中心），再由IBC回传到总台总演播室E14（即CCTV5的播出演播室）；另一路是提供给转播车用作综合制作时如赛场内三方连线时的评论席声音信号，通过在首体TOC中心机房的路由传送给转播车，从而达到分别制作的功能。

首体单边综合制作对于评论席是用于系统内的三方连线。评论席的评论盒由TOC统一控制，在比赛开始前半小时才是ON AIR（开通）的状态。在非使用时段是Standby（准备）的状态，这时候TOC中心机房会在送给转播商评论盒的这个通路上持续送测试信号，包括一个1 kHz的测试信号以及一个带有人声伴音的测试信号，伴音人声内容是评论席上相对应媒体信号、线路序号等。在开通评论盒的状态下，在评论盒上返送内容包括扩声（PA）、三路互听、国际声、节目声等。在评论席使用阶段，评论员要听的信号由首体单边综合制作提供，信号内容包括总台总演播室的PGM-1以及转播车导播的指令信号。

（3）混合采访区

混采区记者的耳机返送声音信号是通过TOC中心机房提供的4路模拟信号线实现的，发出端为转播车。对于记者要听的耳返信号内容分为两种情况：在4K单边综合制作系统内的三方连线，记者要听的是导播指令信号、出镜平台的声音、评论席的声音；与总台总演播室的连线，记者要听的是首体导播的声音及总台演播室提供的PGM-1。

4 混音制作的要点

此次4K单边综合制作系统下的音频制作基于5.1环绕声制式，在以人声为主环绕声声场铺底的原则下，各点位人声播出平均电平在-20 dBFS，声场电平不超过-30 dBFS，确保人声的清晰度。保证直播现场传声器位置设置正确的基础上。在混音制作中，对于输入信号的调制也都是基本处理方式，对于出镜平台或评论席的人声信号进行均衡（Equalizer）、压缩（Compressor/Limiter）的处理。

（1）信号的均衡处理

首先，为了提高信噪比，对人声信号进行相应的低切（Low cut），由于现场比较嘈杂，低频染色严重，故低切可设置为90～100 Hz的位置。其次，对于主持人和评论员因人而异，对声线音色缺陷的部分调整均衡，使人声明亮、清晰。

（2）信号的压缩处理

体育赛事激烈的竞技，常常令主持人、评论员激情澎湃，情绪激动导致的声音失真、响度过大会影响播出效果，故需要在相应传声器通道加压限器，保证正常的播出状态，设置压缩比为3:1、短的启动时间和慢的恢复时间。

5 结语

北京冬奥会首体单边综合制作音频系统的技术核心及复杂程度主要在于IP架构，以及返送声音信号、三方通话的分配方案；另一方面，对于直播来说，系统的备份也尤为重要，不论前级、后级，为各环节设计有效的备份方案也是需要提前考虑的问题，且直播前一定要进行应急切换的演练。同时，在节目的音频制作过程中，要熟悉声音制作制式、要求、目标、流程，以便于进行混音制作。

北京冬奥会已经落下帷幕，笔者在经历首都体育馆4K单边综合制作转播后，了解了前沿的视音技术，进一步清晰了电视音频直播转播综合制作系统的IP化理念，在实践中应用体验到了世界先进转播系统的标准化和系统化。