《国乐大典》高清录制视音频制作技术浅析

《国乐大典》 高清录制视音频制作技术浅析
2018年度电视节目技术质量奖 （金帆奖） 高清录制技术质量奖 （综艺类） 二等奖
文/广东广播电视台 张宇 赵圣杰 叶志坚 高雨峰
摘要 ：
本文介绍了录制《国乐大典》的视音频技术方案，详细说明了在录制过程中遇到的各种难题以及解决方法，重点介绍了摄像机一致性调整的方法和新的光传输系统的应用情况。

关键词 ：
技术方案；摄像机色彩一致性；音频监听；光传复用
《国乐大典》是广东广播电视台一档大型原创中国经典音乐竞演类节目，以响应习近平总书记关于弘扬与传承中国优秀传统文化的目标，以“聆听盛世国乐，畅享康美人生”为宗旨，采用季播方式，每季有13期节目，在广东卫视和山西卫视同步播出。

节目播出后得到了广电总局的点赞：
“节目以独具魅力的民族乐器，给观众带来文化熏陶和艺术享受，增强了中华优秀传统文化的传播力和影响力”。

《国乐大典》在广东广播电视台1600平米演播厅
内竞演，高清录制，在演播厅外的转播车上制作，本文将着重介绍高清视音频方面录制的技术方案。

1. 视频系统技术方案
《国乐大典》采用高清和4K 超高清同步进行录制，由于1600平米演播厅的4K 超高清视频系统还在建设中，高清版本利用我台18讯道高清转播车进行节目的录制。

下面具体介绍一下《国乐大典》的高清节目录制的技术方案和制作实践。

录制《国乐大典》的1600平米演播厅是我台新搭建的大型节目录制场所，于2017年投入使用，目前主要用于大型季播类节目的录制，包括《粤语好声音》、《国乐大典》等。

18讯道高清转播车为我台参加北京奥运会秦皇岛足球比赛的旗舰转播车，车内常规配置18讯道，可以扩展到24讯道，配备24个工位，能够同时制作2套节目，转播车和录制现场如图1所示。

《国乐大典》录制现场由舞台表演区、乐队伴奏区、嘉宾点评区、选手休息区和观众区组成，舞台的前、中、后部都有机位的摆放。

现场共使用17个讯道（16台有线讯道和1台无线讯道）进行录制，特种机位包括1台高速摄像机，1台无线微波，2台遥控摄像机。

有线讯道为索尼HDC 1580和HDC 3300高速摄像机，无线讯道为索尼HDW 680摄像机与带反向控制的Vislink 无线微波配合使用。

特种设备包括斯坦尼康、轨道摇臂、吊顶云台等。

机位设置如图
图1 转播车和录制现场
图2 现场机位摆放图
2所示。

录制现场镜头配置和各机位的功能如表1所示。

为了解决现场和转播车之间的视频信号交互，在1600平米演播室内的现场音响和后台分别设置了A 、B 两个技术节点，利用2条摄像机光缆分别与转播车相连，采用光信号的复用和解复用的方式满足后台现场音频、大屏、
图3
光传输配置图
灯光、现场导演、遥控摄像等工种的视频技术需求。

采用技术节点的方式不仅使整个转播系统的技术脉络更加清晰，信号调整也更加便利。

而且利用光传输代替传统视频线的方式，不仅增强了系统的扩展能力，系统的弹性也更强，检查和维护也更加便利，如图3所示。

节目信号的收录采用多通道录制的方式，多通道录制系统共收录18个通道（17个讯道和1个PGM信号），转播车利用HDCAM录像机收录导播切换和副切2个通道作为多通道收录的备份。

2. 通话系统技术方案
通话系统以转播车64端口通话矩阵为核心，所有摄像机基站通过四线接入矩阵，车内根据工位配置通话面板。

现场和转播车通话采用有线和无线通话相结合的方式，通过2套一拖四全双工无线通话系统接入矩阵与车内各工位进行实时通联，如图4所示。

3. 音频系统技术方案
《国乐大典》打破常规器乐节目“器乐+伴奏”或者纯器乐的形式，加入了电声乐队进行重新的配器、编曲，并且糅合戏曲、舞蹈、吟唱、吟诵、话剧、诗赋等多种文化元素进行全新改编，重新演绎国乐经典曲目，现场扩声、监听、调音难度较大。

现场音频制作分为两部分，其中扩声调音台（CA-LREC ARTEMIS）负责现场扩声以及制作送至转播车录制调音台（STUDER VISTA 8）的编组信号，监听调音台（DIGICO SD7）负责舞台监听信号的制作。

同时，扩声调音台与监听调音台互为备份，在应急情况下可以通过切换器进行切换。

系统使用了35个有线通道和30个无线通道，其中Sennheiser SKM 5200手持话筒2支、SKP 2000手雷发射器8个、SHURE UR2手持话筒6支、UR1腰包发射器14个。

并根据不同的演出需求装配不同的话筒来使用，上述所有信号都经过无源音分分别送至扩声调音台和监听调音台。

为了保存制作素材以便后期使用，本次制作还进行了分轨录音，信号源经过接口箱后以MADI格式送至多轨录音机进行收录；录制的素材不仅用于后期编辑，调音师也可以利用排练的素材来进行“复盘”，对现场扩声进行微调以适应不同类型乐器的扩声特点。

现场扩声吊装了两组线阵，每组8只L-Acoustics Kudo，进行立体声扩音。

舞台地板监听音箱使用了6只L-Acoustics X15 HiQ音箱，2组信号分别控制前区和后区。

我们根据节目中演奏家、观众或其他人进行互动的情况，每个乐团的配器以及在舞台上摆放位置的不同，综合考虑舞美、灯光等因素后把地板监听音箱摆放在舞台周边，使声音在舞台上各个位置的听感都比较均衡。

乐团的无线IEM选用的是Sennheiser SR 2000
图4 通话系统图
IEM系列，一共5组IEM立体声信号，输出给4台发射机（其中一台为Sennheiser SR 2050 IEM），配备12个接收腰包。

因为每位演奏家对监听的需求都不同，所以5组的IEM信号都不一样。

为避免产生串频和互调干扰，无线IEM发射机所使用的频率一定要和无线话筒、无线通话所使用的频率一同规划。

电声乐队的IEM个人混音监听系统选用的是AVIOM A16，通过AVIOM AN-16主机，经过Cat-5e网线分轨传输给每位电声乐队的乐手，每位乐手可以根据自己的喜好调整每样乐器的EQ、声像和比例，与传统音频制作相比更为直观、灵活、便捷，如图5所示。

4. 视音频技术难点
为了更好地还原竞演现场的氛围和烘托现场气氛，针对现场各区域之间的编排关系和物理位置以及摄像机的特性，除了对拍摄的摄像机做了一致性的调整外，结合具体的竞演节目类别和导演组一起协调舞美、灯光、大屏幕以及音响等工种配合电视画面的呈现，使画面通透、清晰、层次丰富，烘托出现场的热烈气氛，提高电视观众的主观感受。

摄像机的一致性调整在下面做具体的介绍。

4.1 色彩的一致性
为了使画面的色彩统一，在摄像机的使用方面，无论是固定机位还是游机，我们尽量使用统一品牌的讯道摄像机，在此基础上，利用DSC的灰度卡、彩条卡对摄像机的灰阶、白平衡进行一致性客观校准，通过DSC的肤色卡先做客观调整，然后结合现场灯光，通过在现场拍摄演员的肤色进行主观微调，保证演员肤色的正确还原。

ITU REC.709彩色色域空间是国际高清节目制作基准。

我国所采用的PAL制的色域在一个如HDTV 的三角形的框内，特点在于蓝色靠近黑以及品色部分的层次比较少，而红黄绿等颜色的层次比较丰富，具体的调整方法如下所述：
（1）摄像机的灰度调节
摄像机调整之前先把测试用的示波器Bar的刻度值设置为75％，同时把V-Gain的矢量增益设置为×2，确定摄像机的Gama值为0.45，关闭自动拐点，并使用DSC卡，调整摄像机的白平衡。

使用一色度均匀的灯光照射DSC卡，摄像机聚焦DSC卡并正确成像，光圈设置为中间值（F4-F8之间），调整光圈的曝光量使DSC灰度卡的白条为700mv（100﹪）。

调整摄像机的RGB通道使整个灰度卡呈中灰显示，精确再现11阶交叉灰度；调整摄像机底电平，使测试卡中间黑色色块电平在指定幅度约20mV ，如图6所示。

调整完成后保存一下配置到摄像机，并对摄像机的黑平衡和白平衡进行调整。

正常情况下，伽马或11级台阶图卡的交叉台阶为一直线。

利用示波器的钻石显示也可以帮助校准，在钻石显示中，校准正确的灰度信号的迹线应当是一条笔直的垂直线，如果信号迹线偏离了垂直线，表明RGB分量中出现了错误，如图7所示。

（2）摄像机的一致性调整
图6 摄像机灰阶调整 图5 现场音频系统
DSC 的色调饱和度卡能够再现现实世界中的可见彩色饱和度电平，因此摄像机的校准可以通过DSC 的色调饱和度卡来进行。

首先，利用示波器的矢量仪，将刻度设置为75％，使CamAlign 和ChromaDuMonde 彩色信号准确地落在矢量仪对应的小盒内，并将矢量仪的增益增加到×2.0 ，当摄像机精确地再现彩色时，所有的原基色彩色信号应该落在它们的小盒内。

ChromaDuMonde 测试卡总共有28个彩色块，位于其四角以及上、下矩形的水平中心处的原基色彩色会落在对应的矢量小盒内。

其它彩色则顺序排列在这些原基色之间。

如果摄像机输出的色彩有偏差，可以通过调整摄像机菜单上的彩色矩阵使原基色信号落在对应的矢量小盒内，实现精确的色彩重现，如图8所示。

对于多台摄像机而言，其它摄像机均应与已校准的摄像机一致，这样才能够保证不同场景之间或不同摄像机之间的拍摄图像是相匹配的。

简单地将一台摄像机的数据拷贝到另一台摄像机的做法是不行的，因为没有两台完全一样的摄像机；同品牌同型号的摄像机可以采用此方法提高调整的效率。

具体的调整方法如下：在相同
的光照条件下，使用同一个DSC 测试图卡调整每台摄像机的色彩矩阵设置。

按照上述步骤校准摄像机，设置曝光量，调整白平衡，而后用相同的方法在矢量仪上校准彩色。

同时，利用WFM 7120 的CaptureVu 特性，将一完整帧的视频数据保存在示波器的内存中，已保存的视频数据能够再次生成为任一种信号迹线或者还原为图像显示，设置保存的数据显示为黄色的迹线，这样可以很容易地将它与调整的摄像机信号输出的绿色迹线相比较，使摄像机一致性匹配的调整过程变得相对简
图8 摄像机色调和饱和度调整
图7 还原正确与否比较
正确还原
红灰度偏离
单，如图9所示。

利用这种方法，可以调整多台摄像机以使它们与早先已校准的摄像机准确地匹配。

也可以通过WFM7120的前面板USB插口将每一台摄像机的CaptureVu 数据保存在存储卡中备用。

这样，我们就能够在不同的摄像机之间对摄像机进行比较校准，不仅如此，利
用CaptureVu 保存的数据，还可以在以后任一时间观察该摄像机是否失调，是否需要再次进行校准。

（3）肤色调整
通过上面对摄像机的调整，客观上摄像机各项指标都满足我们的拍摄要求，但在人脸肤色方面还需要根据肤色卡再做精细调整。

另外，通过肤色卡观察调整效果还可以避免化妆师的化妆误差，如图10所示。

（4）现场图像调整
为了更好地还原竞演现场的盛况，在上述调整完成后，现场根据拍摄区域的不同先对摄像机做白平衡调整，为了更好地还原演员肤色，协调现场灯光配合，让演员化妆后在各个区域针对肤色做主观方面的微调，进一步提升电视画面的质量。

在节目竞演的过程中，舞台上会释放大量的干冰，现场需开启排风设施外，为避免干冰产生的烟雾过多影响现场拍摄环境，部分受到影响的摄像机的Gamma 和Black Gamma也有针对性地做了一些调整。

另外由于现场拍摄区域集中，难免相互影响，对影响较大的嘉宾区域调整了摄像机的FLARE 参数，滤掉进入摄像机内的杂散光，抑制从三棱镜到CCD 过程中光产生的反射而造成图像变灰，将色彩保持较黑，压掉高光，将MASTER FLARE 调高，使画面的暗部还原更好。

4.2 音频制作
音频制作的难点在于民乐的拾音方式不同于电声乐器和西洋乐器，没有一个相对固定的模式，很多乐器我们都不太了解。

这就需要调音师在现场排练试音时根据乐器的发声位置和方式来确定拾音话筒的型号、指向以及拾音位置。

节目组给音频团队调试的时间是每个乐团2小时左右，确定好拾音话筒的型号和拾音位置基本就需要半个多小时，所以调音台需要存储很多快照以供快捷调用进行调整。

此外，在制作过程中我们发现许多乐团的演奏家们对无线IEM这种监听方式不太适应，甚至会影响到他们的正常发挥，所以舞台地板监听音箱成了他们主要的监听方式。

舞台地板监听音箱的声压不能过大或者过
图9 摄像机的一致性调整 图10 肤色调整
小，监听和扩声要配合好；监听声压过小了盖不住主扩音箱的反射声，过大了会导致话筒拾音“不干净”，甚至会影响演奏家的正常弹奏，并且容易使主扩音箱反馈啸叫。

5. 新技术应用：光传输系统
竞演现场需要监看的信号很多，转播车停放的位置距离现场还有一段距离，按照常规的做法，即使使用光传也需要8套点对点光端机，而且信号的传输方向需要通过调换光端机收发的方法来实现。

《国乐大典》内场信号的监看光传设备采用挪威Barnfind公司的Barnone系列产品，由于Barnone 系列主机均内置32×323G-SDI矩阵，能够在一根光纤内实现信号的对传，并且可以通过配置软件设定每一路信号的传输方向，而且信号利用摄像机光缆传输，既满足信号安全性的要求，也解决远端光传设备的供电难题；既是光端机，也是分配器；通过外置切换面板和监视器可以随时监看光传系统内的信号，十分方便快捷。

《国乐大典》共配置了4台BTF1-07主机，分别安装于3个飞行箱内，其中现场2个飞行箱，每个飞行箱配置1台BTF1-07主机；转播车端1个飞行箱，安装2台BTF1-07主机。

转播车与现场之间使用摄像机光缆连接。

根据BTF1-07具备16路CWDM功能，我们把转播车到现场需要进行互传的6路信号进行波分复用，复用后仅使用1根光纤，即可完成6路需要互传HD SDI信号的传输功能。

链路设计为：转播车端两台BTF1-07分别与现场A、现场B处的两台BTF1-07进行连接。

转播车发送到A处4路HD SDI信号，同时，A处向转播车发送2路HD SDI信号；同样，转播车发送到B处4路HD SDI信号，同时，B处向转播车发送2路HD SDI信号；而转播车端到A处、转播车端到B处之间均只通过1条摄像机光缆进行连接，完成多路信号的互传功能；另外，在转播车端的飞行箱还完成对现场A、B两个点飞行箱的远程供电。

也就是说，现场A、B处的飞行箱不需要再外接电源，仅仅通过中间用于传输的2条摄像机光缆就可以实现供电和传输的全部功能，如图11所示。

电视节目制作是靠技术来呈现的一门艺术，提高节目的技术质量不仅需要我们具备追根溯源的勇气，从源头抓起，而且也要有扎实的专业知识和平时积累的制作经验，依靠科学的工具踏踏实实地高质量完成每一个细小的环节，也正是这些不起眼的细节决定了我们制作出节目质量的高度，精品节目从来都是通过认认真真，一丝不苟的努力得来的。

图11 现场光传系统。