近日，成都市廣播電視臺向茚程在《廣播電視信息》雜志5月刊上發(fā)表的論文《成都大運(yùn)會輕量化云制作應(yīng)用》，為我們展現(xiàn)了體育賽事直播技術(shù)變革的前沿動態(tài)。論文以第31屆世界大學(xué)生夏季運(yùn)動會排球等項目轉(zhuǎn)播為例，深入探討了TVU 輕量化云制播方案的實際應(yīng)用與顯著優(yōu)勢。該方案通過多機(jī)位信號同步采集、云端微服務(wù)制作及公共信號云交付，不僅大幅提升了制作效率，還顯著降低了成本，展示了極佳的靈活性和可靠性，更為媒體制播技術(shù)發(fā)展指明了新方向，值得業(yè)界深入研究和借鑒。小編特此轉(zhuǎn)載，以饗讀者。

成都大運(yùn)會輕量化云制作應(yīng)用

文│成都市廣播電視臺 向茚程

　　摘要： 本文以第 31 屆世界大學(xué)生夏季運(yùn)動會排球轉(zhuǎn)播為例，探討了基于云的輕量化制作方案實施效果和優(yōu)勢。項目采用了輕量化云導(dǎo)播制作系統(tǒng)，通過多機(jī)位信號同步采集、云端微服務(wù)制作以及公共信號云交付，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程協(xié)同制作。結(jié)果表明，該方案在保證制作質(zhì)量的同時，顯著降低了成本，提高了制作效率和靈活性。

　　關(guān)鍵詞： 體育賽事 輕量化云制作 遠(yuǎn)程制作 直播傳輸

　　1 引言

　　2023 年 8 月 8 日，第 31 屆世界大學(xué)生夏季運(yùn)動會(以下簡稱“成都大運(yùn)會”)正式落幕。成都大運(yùn)會期間，成都市廣播電視臺(以下簡稱“成都臺”)首次將基于云的輕量化制作方案應(yīng)用于國際大型體育賽事的轉(zhuǎn)播中，實現(xiàn)了多機(jī)位信號同步采集、云端微服務(wù)制作以及面向國際廣播中心的公共信號云交付，展示了該方案在輕量化、多功能、高品質(zhì)和高可靠性等方面的優(yōu)勢，為未來的媒體制作提供了新的思路和范例。

　　輕量化云制作是指利用云計算技術(shù)，將信號采集、處理、傳輸、交付等制作環(huán)節(jié)分布在云端，實現(xiàn)遠(yuǎn)程協(xié)同制作的一種新型制作方式。本文以輕量化云制作在成都大運(yùn)會排球轉(zhuǎn)播的應(yīng)用為案例，從系統(tǒng)方案、項目特色、項目實施效果 3 個方面進(jìn)行了詳細(xì)的分析和評價，探析輕量化云制作應(yīng)用對未來的媒體制作有哪些啟示和借鑒意義。

　　2 項目方案介紹

　　成都大運(yùn)會在乒乓球、羽毛球、網(wǎng)球、籃球、排球5 個項目所涉及的 5 個場館部署了小組賽賽事公共信號輕量化制作系統(tǒng)。系統(tǒng)服務(wù)于賽事公共信號制作，采用融媒體和輕量化云制作 2 種制作方式，結(jié)合多途徑、真融合的賽事制作理念，以及輕量化直播手段覆蓋具備關(guān)注度的小組賽賽事項目，設(shè)置專業(yè)攝像機(jī)按照基礎(chǔ)規(guī)模拍攝實時賽場畫面。同時，還融入了新媒體制作和技術(shù)手段，配置新穎的新媒體視角進(jìn)行融媒體信號制作。系統(tǒng)通過前端不同工具、融媒體設(shè)備的信號采集，完成云端信號匯聚;通過云端導(dǎo)播系統(tǒng)進(jìn)行信號處理;通過字幕包裝合成，最終將信號交至國際廣播中心。

　　在成都大學(xué)體育館的排球副賽公共信號制作項目中，成都臺根據(jù)上述制作要求，采用以TVU  云導(dǎo)播制作系統(tǒng)為核心的輕量化云制作方案來承擔(dān)該場館的公共信號制作。輕量化制作系統(tǒng)架構(gòu)如圖 1 所示。

圖1  輕量化制作系統(tǒng)架構(gòu)

　　在場館內(nèi)，制作團(tuán)隊根據(jù)要求部署了 4 個攝像機(jī)機(jī)位，每臺攝像機(jī)捕獲的實時信號通過光纜傳輸?shù)街谱鏖g，音頻部分使用攝像機(jī)嵌入的方式實現(xiàn)多機(jī)位的音頻采集，并通過嵌入式 SDI 信號傳輸至制作間進(jìn)行統(tǒng)一制作。

　　在制作間內(nèi)，部署了1臺TVU RPS Link  5G編碼器，接入光端機(jī)輸出的現(xiàn)場4機(jī)位HD-SDI信號，再通過互聯(lián)網(wǎng)將信號同步送入云端的TVU Producer 導(dǎo)播制作系統(tǒng)中。TVU RPS Link  5G編碼器支持多網(wǎng)聚合傳輸技術(shù)，在這次的直播項目中，TVU RPS Link 聚合了6路5G/LTE 網(wǎng)絡(luò)、1 路場館公共 Wi-Fi，以及 1 路 200Mbps互聯(lián)網(wǎng)專線，共計 8 條通信鏈路，以保障直播信號上云的安全與穩(wěn)定性。

　　根據(jù)項目制作要求，系統(tǒng)同時配置了 1 路手機(jī)直播移動機(jī)位，用以展示新媒體獨(dú)特視角。此外，在現(xiàn)場配置了 1 臺高性能手機(jī)，安裝了TVU Anywhere  直播客戶端，配合大疆手持云臺穩(wěn)定器實現(xiàn)場館內(nèi)觀眾席、球隊替補(bǔ)席等場景的精彩畫面移動直播，直播信號通過手機(jī)的 5G網(wǎng)絡(luò) + 場館 Wi-Fi 聚合的方式傳輸?shù)皆茖?dǎo)播系統(tǒng)中，5G網(wǎng)絡(luò)和場館 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)互為備份，保障直播信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

　　核心的云播制作系統(tǒng)，高質(zhì)量的云導(dǎo)播切換系統(tǒng)用于媒體制作，后臺應(yīng)用以微服務(wù)的架構(gòu)部署于 AWS 及阿里云。導(dǎo)播人員僅需要通過可訪問互聯(lián)網(wǎng)的 PC 瀏覽器即可開啟導(dǎo)播制作，云導(dǎo)播制作系統(tǒng)支持多通道信號預(yù)覽及切換、圖文疊加、多通道音頻混音、傳輸信號技術(shù)監(jiān)控、直播推流等功能，制作完成的 PGM 信號后通過 RTMP 流的方式交付國際廣播中心。

　　導(dǎo)播間內(nèi)配置了 2 臺筆記本電腦，接入高速有線互聯(lián)網(wǎng)，可通過 Chrome 瀏覽器訪問TVU Producer  云導(dǎo)播的制作頁面，并投屏到大屏供導(dǎo)播切換監(jiān)看。為了便于導(dǎo)播及音頻技術(shù)人員操作云導(dǎo)播系統(tǒng)的信號切換及音頻在線控制，配置了基于 USB 連接的外置信號切換面板及調(diào)音面板，可通過快捷鍵及 MIDI 協(xié)議實現(xiàn)信號及音頻的切換調(diào)整。導(dǎo)播間云制作實景如圖 2所示。

圖 2 導(dǎo)播間云制作實景

　　3 項目特點(diǎn)和優(yōu)勢

　　成都大運(yùn)會采用的輕量化云制作系統(tǒng)圓滿完成了公共信號的制作，在節(jié)目質(zhì)量、信號傳輸穩(wěn)定性及安全性方面達(dá)到了賽事制作要求，其特點(diǎn)和優(yōu)勢表現(xiàn)在以下 3 個方面。

　　3.1 超低延時的云預(yù)覽

　　相較于基于傳統(tǒng) SDI 切換臺制作系統(tǒng)，基于云的導(dǎo)播制作系統(tǒng)多了信號編碼上云的環(huán)節(jié)，為了保障信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和高質(zhì)量，需要在傳輸環(huán)節(jié)增加延時緩存以對抗互聯(lián)網(wǎng)波動。在制作過程中，導(dǎo)播需要通過通話系統(tǒng)與攝像保持實時溝通及指揮，在云導(dǎo)播操作頁面，需要提供低延時的信號預(yù)覽來實現(xiàn)這種協(xié)同操作，以適應(yīng)體育賽事的制作要求。為了解決這個問題，本項目采用了TVU RPS Link  編碼器支持雙編碼的方式：編碼器可同時輸出低碼率低延時(200ms 延時)代理碼率流信號以及 TVU  IS+高碼率流信號(2s 延時);代理碼率流用于云導(dǎo)播操作頁面的超低延時預(yù)覽以實現(xiàn)導(dǎo)播與前方攝像的實時溝通協(xié)作，TVU  IS+ 流用于傳輸?shù)皆贫?a href="http://m.kaetv.com/product/server/list.html" target="_blank" class="inlink">服務(wù)器中，以實現(xiàn)高碼率、高質(zhì)量的云端節(jié)目制作及輸出。

　　為保障“所見即所切”，在采用代理碼率信號預(yù)覽時，云端高碼率 IS+ 流信號需要同步切換。在TVU  編碼傳輸設(shè)備采集直播信號時，設(shè)備輸出的 2 個直播流信號可實現(xiàn)每幀精確地對應(yīng)，使云導(dǎo)播操作頁面上的所有交互和操作都可以精確地對應(yīng)在高質(zhì)量的云端服務(wù)器的切換及制作上。

　　3.2 多機(jī)位信號幀同步云傳輸及制作

　　云制作應(yīng)用需要面對的第二個問題是信號上云傳輸環(huán)節(jié)所帶來的信號同步問題。不同于傳統(tǒng)制作系統(tǒng)在制作系統(tǒng)內(nèi)部通過同步信號的鎖定實現(xiàn)信號的幀同步制作，云制作系統(tǒng)需要在現(xiàn)場編碼器和云端接收解碼服務(wù)的整個傳輸鏈路中實現(xiàn)多機(jī)位信號的傳輸同步。

　　在成都大運(yùn)會前期的項目準(zhǔn)備及測試期間，成都臺針對該問題進(jìn)行了全方位的多輪測試，本次的TVU  產(chǎn)品系統(tǒng)采用 Timelock 技術(shù)，保持系統(tǒng)時鐘與時鐘服務(wù)器同步的時間更精確。通過交換時間服務(wù)器和客戶端的時間戳，計算出客戶端相對于時間服務(wù)器的時延和偏差，從而實現(xiàn)時間的同步。TVU Timelock  是指多個終端同步時間，利用時間戳校正保持多路信號的幀同步。通過同步測試的結(jié)果可以看出，輕量化云制作方案在同步方面有較好的表現(xiàn)。多機(jī)位信號幀同步傳輸測試如圖 3 所示。

圖3  多機(jī)位信號幀同步傳輸測試

　　3.3 多網(wǎng)聚合傳輸技術(shù)帶來的高穩(wěn)定性

　　云制作應(yīng)用需要解決網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)節(jié)穩(wěn)定性的問題即便是現(xiàn)場部署的互聯(lián)網(wǎng)專線，依然會有單鏈路故障的問題出現(xiàn)。為保障本次項目應(yīng)用中涉及的信號編碼上云、下云等環(huán)節(jié)信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性，編碼傳輸環(huán)節(jié)均采用了多網(wǎng)聚合的模式。

　　現(xiàn)場信號上云方案采用的 TVU RPS Link 編碼器聚合了現(xiàn)場 200Mbps 有線互聯(lián)網(wǎng)專線及6個5G網(wǎng)絡(luò)、1路場館 Wi-Fi 來保障信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性，有線互聯(lián)網(wǎng)的中斷不會影響到現(xiàn)場信號傳輸云導(dǎo)播。5G網(wǎng)絡(luò)會實時提供網(wǎng)絡(luò)幾余，傳輸算法支持無縫切換，信號編碼傳輸環(huán)節(jié)不會造成畫面中斷，該方案極大地提高了信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

　　云導(dǎo)播制作信號的實時預(yù)覽下云環(huán)節(jié)依然采用 TVU Router  多網(wǎng)聚合路由器提供的聚合網(wǎng)絡(luò)，聚合了現(xiàn)場可用的互聯(lián)網(wǎng)專線及 5G 網(wǎng)絡(luò)，任意網(wǎng)絡(luò)的中斷及波動均不會影響導(dǎo)播預(yù)覽監(jiān)看信號的畫面，提供了穩(wěn)定的制作體驗。

　　4 結(jié)語

　　在項目實施過程中，前方制作團(tuán)隊進(jìn)行了細(xì)致的規(guī)劃和準(zhǔn)備，確保了轉(zhuǎn)播系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，保證了轉(zhuǎn)播工作的順利進(jìn)行，輕量化云制作方案在畫面品質(zhì)和制作效果方面都達(dá)到了高質(zhì)量水準(zhǔn)。

　　通過成都大運(yùn)會賽事的云轉(zhuǎn)播實踐及應(yīng)用，成都臺展示了輕量化云制作系統(tǒng)在體育賽事的可行性和優(yōu)越性，驗證了使用輕量化的云導(dǎo)播系統(tǒng)、高效的編碼技術(shù)和穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)傳輸，為全球觀眾呈現(xiàn)出高品質(zhì)的體育賽事直播。輕量化云制作方案在成本、效率、靈活性和品質(zhì)等方面都具有明顯的優(yōu)勢，為未來的媒體制作提供了新的思路和范例，也為體育賽事的傳播和推廣帶來了新的機(jī)遇。通過這次項目，制作團(tuán)隊積累了豐富的經(jīng)驗，為同類賽事制作應(yīng)用提供了寶貴的參考價值。