江苏卫视2019澳门跨年演唱会的制作4K制播

2019江苏卫视跨年演唱会制作使用超高清进行了制作和直播。

本文从4K 拍摄、机位布局和镜头配置、4K 制作系统、4K 录制方案、IPTV 4K 直播技术方案、Dolby Atmos 全景声技术等方面详细介绍了超高清直播技术方案；分析了4K 现场视觉控制，对摄像机一致性调整、图像质量控制等进行了详细说明，总结了制作经验。

4K HLG/HDR 直播 PQ 杜比全景声
江苏卫视2019澳门跨年演唱会于2019年1月1日在澳门威尼斯人金光综艺馆圆满落幕。

今年是江苏卫视第11次举办跨年演唱会。

本届跨年以“用奋斗点亮幸福”为主题，
现改革开放40年来的发展成果。

制作上始终坚持真唱，无论是节目创意及混搭编排、实力唱将的唱功，还是舞美和视效，都努力追求极致，保持亚洲顶秀演唱会的水准，赢得了观众的广泛好评，收视率位列全国卫视同时段第一，且中国电信15省约5000万4K 用户可以收看到跨年演唱会4K HLG 整场直播。

此次跨年演唱会4K HLG 制作通过在江苏台3号4K/HD 转播车上搭建一套6+2讯道4K 超高清系统来完成，共采用了6台4K 讯道摄像机，高清信号与4K 信号分别在3号转播车第一、第二制作区独立制作，由两位导播分别完成
切换。

与去年广州跨年演唱会采用4台PMW-F55和2台HDC-4300进行4K 制作不同，今年升级成6台HDC-4300，1路可切换高清和1路PGM 高清通过HDRC4000上变换到4K ，包装系统采用新奥特石墨超高清HLG 字幕系统提供Key 和Fill 信号进行实时节目包装，将所有信号输出给Sony MVS-7000切换台和矩阵进行调度。

简言之，此次4K 直播采用HLG 制作，IPTV 用户收看的是 4K SDR 直播，转播车上进行HLG 制作和录制，同时还有专线将HLG 和PQ 的4K 编码后信号传回台里进行测试和对比。

转播
车4K 制作系统图如图1所示。

39
Advanced Television
Engineering
速聚焦，导播可以按照高清的切换节奏去切画面。

其中2台采用4K 基带处理单元BPU-4000，BPU-4000再与摄像机控制单元HDCU-2080通过光缆连接，由HDCU-2080支持传统摄像机的高清信号传输分配、摄像机控制、音频、通话、TALLY 等，4K 摄像机基带处理单元BPU-4000将4K 信号转为以4根3G-SDI 的方式进行传输，如图2所示，将BPU4000的SLOT1 和 SLOT2 两块输出板卡均设置为 ：HLG BT.2100，高动态范围，ITU BT.2020色域；另外4台采用4K 基带处理单元和摄像机基站合一的HDCU-4300，
SDR 标准动态范围和Rec.709色域，保证了4K IPTV SDR 直播的伽马和色域上与之匹配。

2. 机位布局和镜头配置
本次跨年演唱会为四面舞台，近32个高清机位，经过现场勘查和协商，超高清摄像机布局图如图3所示。

6台 4K 摄像机，为了保证拍摄有足够的镜头衔接并确保超高清直播信号的安全性，4K 机位均采用固定机位设计，从镜头的调度和画面切换节奏等方面都无法像高清转播那样灵活、丰富。

CAM1、CAM3、CAM4 大倍率镜头拍摄演员中近景。

CAM2广角拍摄正面低角度全景，CAM5标镜拍摄舞台正面全景；CAM6广角拍摄舞台侧面全景，均为4K 镜头，具体配置见表1。

3. 4K 制作系统
本次跨年演唱会首次尝试4K HDR （HLG ）直播，HLG 曲线支持1200%动态范围，由于4K 转播车系统是2015年集成的，采用的是基带而非现在的IP 架构，所以主MVS-7000切换台的4K 格式为 3G Level&SQD ，对应的摄像机、HLG 字幕机的设置也与之匹配。

4K HDR （HLG ）通过切换台直切送到4K 编码器并通过专线进行传输，4K SDR 信号通过Sony HDRC-4000
将4K HDR （HLG ）转换
后送到4K 编码器通过专线进行传输直播。

6台4K 摄像机HDR 输出各4路 3G-SDI 基带信号，1路高清可选母线上变换和1路PGM 上变换信号，以及首次采用新奥特石墨广播级在线包装系统提供4K HLG 键信号和填充信号，总共40路BNC 线缆全部接进切换台主机。

4K 讯道摄像机这次只输出 4K HLG （高动态范围，BT.2020色域）信号，直播信号采用HDR-4000转换器将4K HLG 转换成4K SDR ，同时进行HLG 录制，
4K 机位只有6个脚架式，需要虚拟AR 、轨道、摇臂、微蜘蛛、天眼、斯坦尼康等特种机位才能呈现直播信号的完整性和流畅性，使用索尼HDRC-4000将1路可切换高清信号和1路高清导播切换的PGM 信号上变换成4K HLG 信号参与到4K 超高清制作中（具体设置如图4所示），其中可切换高清信号通过矩阵面板从高清摄像机信号中选切，与另6路原生4K 摄像机画面一起，供导播进行调度。

另外还通过切换台副切面板选择单挂录制一路 4K HDR 信号作为导演切换画面的补充，实现根据目前系统和设备的配备，最大可能保证4K HDR 的内容完整和尽量丰富以确保后期制作。

HDR 和SDR 监看方面：我们携带了Sony X300和EIZO CG3145共2台超高清HDR 监视器，使用BT.2111-07 HLG 彩条对两台4K HDR 监视器进行校准，参考暗部和高亮的阶梯信号对监视器进行细微调整。

于左侧和右侧底部以避免在波形监视器上监测时与主彩条重叠。

z 斜坡信号：量从-7%HLG 到109%HLG 。

0%位于绿色条的左边缘。

z 阶梯信号：量从-7%HLG 到109%HLG ， 0%阶梯的左边缘对齐黄条信号的左边缘。

0%HLG 到100%HLG 之
间每一阶间隔为10%，每一阶梯为彩条一半宽，阶梯信号和斜坡信号是放置在波形监视器上不与其他重叠的位置。

z 黑色信号由0%、-2%、0%、+2%、0%、+4%和0%电平信号组成，位于远离明亮区域的左下方来提供更好的
41
Advanced Television
Engineering
作，最终还是要让播出的SDR 画面曝光和黑电平达到最优效果，转播车上由于空间小，只放置了1台X300 HDR 监视器，设置为HLG 高动态范围和 BT.2020色域，而OCP 调光工位的监看是使用矩阵输出后经过分割器拼接的高清信号，最终SDR 直播信号的监看在场馆内另一个房间内，笔者与同事使用对讲机，在转播车上监看HDR 画面调整光圈和黑平衡，在IPTV 工位处使用艺卓31寸4K LED 监视器CG3145监看最终SDR 画面，以SDR 画面的亮度不过度曝光，色彩还原正常为准。

经过视频工程师根据现场舞美、大屏和光比，不断地尝试，最终HDRC4000 转换器上HDR →SDR 设置为-6dB 。

设备现场调试图如图7所示。

4. 4K 录制方案
通过1台Sony PWS-4400服务器完成HLG 和Clean HLG 的4K PGM 信号以及单挂HLG 信号录制，并通过万兆口边录边传至硬盘。

考虑到晚会有近5小时节目时长，信号记录为：三入——HLG PGM （切换台输出带字幕）、HLG Clean PGM 、HDR AUX （切换台辅助母线切换输出）。

5. IPTV 4K 直播技术方案
此次跨年演唱会通过江苏电信IPTV 4K 专区进行4K 直播，4K 信号由澳门现场编码经专线传输回台经延时监看后播出。

本次直播由转播车提供4K PGM 信号3组，其中2路主备SDR 信号，1路HLG/HDR 信号，主路SDR 使用哈雷VS7000编码器，音频采用立体声及杜比全景声同时加嵌；备路SDR 使用当虹Arc-Video-Live7302编码器，音频由转播车立体声加嵌，均H.265压缩编码为TS over IP 流；一路HLG 信号通过数据专线回传总台，再由总台IPTV 集成播控平台直播系统传送到江苏电信，经过电信的直播分发系统送至用户终端，由4K 机顶盒解码播出。

流程示意如图8所示。

主路SDR 直播信号路由为：V-pro 8加嵌器将视频4K HLG 信号和（环绕声编码器DP591编码后的DD+JOC 的911编码完后）三维声加嵌后，送给HDRC-4000转换成SDR 信号，送给Harmonic VS7000 SDR 实时编码器编码后专线传回台里。

备路SDR 直播信号路由为：嵌入立体声的4K 信号送给当虹编码器将HLG 信号直接SDR 编码传回江苏台里。

HLG 直播信号传输路由为：V-pro 8加嵌器将视频4K HLG 信号和三维声音频加嵌后，用哈雷CP9000 HLG 进行编码，专线传输回台内，使用RD9000解码器进行解码，用HDRC -4000 HLG 信号转换成PQ ，HPU （HDR Process Unit ）增加动态元数据，再由Ateme Titan Live 实时编码器
编成Dolby Vision PQ 编码，用支持Dolby Vision 的机顶盒呈现PQ 和全景声。

HDR 视频编码参数为分辨率3840×2160，画面比例16:9，码率CBR36Mbps ，10bit ，4:2:0，50帧，音频编码参数：杜比全景声5.2.1，DDP 编码。

6. Dolby Atmos 全景声技术方案
杜比全景声是继5.1环绕声之后的一大飞跃，增添了来自头顶上方的音效，提供更具包围感的声场、更多微妙细微的音感、更清晰的对白、最大化而不失真的响度。

杜比全景声直播营造出身临其境的灵动音效，让坐在家里的观众一样体验到萦绕四周的真实音效，如同置身于震撼热烈的澳门现场一般。

全景声制作中，真实的环境声和各种音源的完美结
合，是声音制作成功的关键。

江苏台技术团队在现场架设了27个通道的环境话筒拾取现场环境声，包括环绕声制式话筒（Holophone 和DPA5100）、ORTF 制式话筒（Schoeps MSTC6）、点话筒（Schoeps CMIT5U 、Sennheiser MKH416、DPA2011）。

这些环境话筒分别用于铺设声场底层环境、增加声场宽度和纵深、反映现场观众情绪。

另外，还需要将不同的立体声音源上变换为环绕声。

经过前期准备阶段的实际测试和对比，我们使用两台TC6000效果器作为上变换工具，一台为实中设置，用于广告、现场垫乐、AR 特效等立体声音源，另一台为虚中设置，主要用于伴奏。

直播时，终混间有两名终混音响师同时工作，一位主要负责访谈部分无线话筒的调音，平衡所有无线话筒的响度和音色，重点避免艺人在演唱和访谈等不同环节的音色变化；另一位负责把控播出的整体音频质量，包含音量平衡、声像平衡、音色平衡、环境声使用等。

二 4K 现场视觉控制
1. 摄像机一致性调整
由于这次使用的6台4K 摄像机中4台为外租，为了摄像机一致性，先对所有机位在RCP 操作面板上按下
Standard 键恢复标准状态，再进行自动黑电平校准（ABB ），
光圈全关后，使用泰克WFM8300对纯黑的RGB 分量放大10倍增益进行对比，调到一致；使用RCP 上的Test 功能，再用泰克WFM8300波形监视器的钻石图lightning 功能对每一台摄像机一一校正，通过微调摄像机RGB 旋钮把Lightning 波形成为一条垂直线。

如图9所示。

43
Advanced Television
Engineering
与灯光组的视觉工程师合作，根据不同节目场景调整4K 机位HDC-4300的Saturation 饱和度参数，并实时对光圈、黑电平进行跟调，最终4K 拍摄画面色彩丰满、色彩还原一致。

越来越多的特种机位采用4K 摄像机，例如跨年微蜘蛛系统采用的摄像机是Sony FS5M2，它可以输出4K 的信号，为了与脚架式的超高清机位的色彩和伽马尽量一致，技术团队对摄像机菜单里的伽马曲线、色域、色彩矩阵调试不同组合。

为了使高清单挂和PGM 通过HDRC4000的2个通道上变换，每个通道可单独调整画面参数，在高清SDR 与4K HDR 同时制作时，为保证HDR 的曝光，将HD SDR 的增益降低6dB ，同样在SDR 上变换HDR 的过程中，增益相应地增加6dB ，根据上变换后画面的质量，及时调整HDRC-4000 PAINT 菜单的选项。

在实际的HD SDR 到4K HDR 上变换过程中，发现上变换的4K HDR 噪点偏大，以及在某一些场景中，尤其是大面积的红蓝光的时候，有明显的颜色溢出现象，笔者开启HDRC-4000菜单里的降噪功能并根据画面调整相应饱和度。

HLG 的亮度层次范围为1200%，如果有超高亮度的环境，可配合使用KNEE ，一般情况下，不会用到此功能。

在PAINT 菜单中有一项HDR Conversion （如图10所示），
这里的gain 连续可调，当遇到在HDR 与SDR 的细微曝光差别，以及想要微调HDR 画面曝光时，可以配合使用。

三 结束语
随着中央广播电视总台、广东台4K 超高清频道相继开播，我国超高清的制播方向也越来越明确，与高清不同，超高清涉及到前期拍摄、后期、调色、监看、播出、媒资等系统建设和系统适配。

江苏台作为4K 制作的先行者，从2014到2019年在超高清领域不断摸索和历练，在超高清制作、传输、终端等多方面积累了丰富的经验。

2019年，中国电信将集中采购数百万台4K IPTV 机顶盒，支持HLG ，BT.2020色域；各家厂商也推出了支持4K HLG 的各类摄像机，本次超高清HLG 制作为一种技术铺垫和准备，4K 超高清业务将全面带动电视台、制作机构、运营商、设备生产企业、图像信号处理企业和集成商等4K 超高清电视产业链各环节的发展。

（上接第56页）
为了满足不同机顶盒的音频解码能力，本次直播采用了全景声+立体声双制式播出的方式，其中立体声为第一音频，全景声为第二音频。

转播车音频系统将音频信号嵌入到4K SDI 输出链路中，其中通道1、2输出PCM 数据，通道3、4输出全景声编码数据，编码器首先提取1、2通道数据进行编码，生成MPEG1L2音频信号，然后再提取3、4通道数据进行拼接透传。

为了保留转播车制作的全景声最原始效果，后续不再对全景声做编码或转码，但需要进行拼接处理。

3、4通道是分离的E-AC3（全景声）音频，遵循标准SMPTE 337M 打包，我们需要将E-AC3数据通过标准SMPTE 337M 解压出来，在E-AC3的编码数据里解析到E-AC3头信息，获取对应的帧时长和帧数据长度，根据这两个参数信息，可以
将数据拼接成完整的一帧E-AC3数据和对应的时间戳透传输出，然后再复用生成TS 的一个音轨。

最终，两种音频数据打包成音视频混合的UDP 输出信号，实现立体声和全景声的同步输出。

五 小结
4K 时代已经全面来临，对于新媒体而言，提前做好4K 业务布局已迫在眉睫。

浙江卫视“领跑2019‘爱你依旧’演唱会”4K HDR 全景声直播在浙江IPTV 上的成功开展，为浙江广播电视集团的4K HDR+全景声综合应用积累了宝贵的经验，也为推进IPTV 4K 超高清内容平台建设提供了实践方法和技术应用借鉴。