30余套全4K化特种设备“登场”，70周年阅兵中的这些特殊视角你看到了几个？
作者 | 本刊编辑 孙琳 李丹
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基于国产特种设备的研发优势、 总台自主研发的坚实基础，70周年阅兵直播中采用了30余套全4K化的特种设备及40余套微型摄像机，为观众提供了从高空到地面、从远景到近处等众多特殊视角的全新观看体验，全景再现了阅兵现场令人激动的氛围，这在全世界范围内的大型直播中都属先例。
01
二维索道摄像机“天鹰座”
国内最长的二维有线传输索道摄像机“天鹰座”横跨广场两侧，呈现了摇臂、航拍都无法稳定实现的长安街高点的中线视角。“天鹰座”由总台自主研发，首用于胜利日阅兵庆典。本次阅 兵其视觉范围横跨长安街，从中山公园一直拉到广场中心方向，在满足全景拍摄需求的同时，还可实现二维运动，为编导提供更多视觉的可用性。
二维索道摄像机“天鹰座”
“天鹰座”此次应用于70周年阅兵庆典直播的最大亮点，是首次实现了索道摄像机的4K有线信号传输。
“天鹰座”4K升级改造并非简单的信号源置换，首要面临的难题就是挑选出更符合“天鹰座”的广播级4K标准的设备。最终选定的功能和重量满足要求的摄像机其功耗是原高清摄像机的两倍，原有陀螺仪框架系统的供电功率已无法满足现有需求。因此，项目组花费了很大功夫重新适配电源模块同时还要解决功率增加带来的散热问题。
难题二是在实现360°连续旋转拍摄的同时保证 4K信号的可靠传输。为了避免信号衰减，硬件方 面选用了既满足12G信号传输、软细程度要求又适用于陀螺仪吊舱的线缆，及更高频、更可靠的滑环系统。同时在信号出口增加了自主研发的带 relock的分配放大模块，进一步保障了信号的传输可靠性。
“天鹰座”横跨广场两侧，呈现了长安街高点的中线视角
难题三是“实战”中的系统架设，现场架设两支点分别位于天安门西侧及中山公园，如何用最短时间安全横跨长安街、不破坏中山公园的文物是难点所在。为此，团队前期做了充足的准备和筹划，最终30分钟就完成了400米索道升空架设工作。
02
重型陀螺仪升降塔
过去为了正面拍摄天安门城楼上的领导人，必须架设人工高台，既不美观也较危险。本次直播首次在时政机位上创新应用了升降塔来拍摄时政画面，12m的高度获得了与领导人平视的完全正面的画面。但是高度提高以后风力影响、周边重型装备行进对地面造成的震动都会使画面产生抖动。
特种设备团队借力我国航天科技陀螺稳定技术成果，将三轴重型陀螺稳定平台移植到了升降塔上，保证了画面稳定性，即使是近百米外拍摄的 领导人近景镜头也非常稳定。
重型陀螺仪升降塔
布设于金水桥附近的A1机位，升降范围为2.8m 至6m，主要用于拍摄方阵及周边的近景画面。导演组利用重型陀螺仪升降塔的高度调整优势有效避免周边布设的伸缩摇臂等多种设备的穿帮。该机位为A系统贡献了一百多个镜头，使用度接近1/9。本次直播中共使用了4台重型陀螺仪升降塔。
03
4K超高清陀螺仪稳定摄影系统
在拍摄阅兵检阅路线的D系统中，直播中的两辆 移动转播新闻采访车采用了4K超高清陀螺仪稳定摄影系统，分别使用了两套三轴陀螺仪和一套五轴陀螺仪。其中，D1新闻车主要负责领导人近景、中景及带有检阅车、后备车的全景镜头拍摄。
4K超高清陀螺仪稳定摄影系统
另外一辆D0新闻车是为本次庆典全新加设的，该车由北汽BJ80改造、全国产化，车顶支架的开放式陀螺仪搭配使用了广播级4K摄像机及广播级20倍镜头。主要负责领导人全侧面的移动跟拍，准确、实时地展现侧面部队的最佳精神状态。同时还承担了阅兵仪式结束后，部队登车的近景画面跟拍、三军仪仗队全景环绕拍摄以及9月29日授勋仪式的移动跟拍任务。
D0车实时地展现侧面部队的最佳精神状态
D0车在本次直播中还将遥控云台、高频微波定向 发射天线、微型摄像机结合实现遥控微波跟踪。从安全等多方面考虑，D0车采用全封闭式，但直播中陀螺仪图像需通过7G频段微波实时传输，为保证车内操作人员进行微波跟踪，微波团队在 D0车上特别安装了微波天线专用遥控云台，并与天线同轴安装了一台微型摄像机，将微波指向的位置用图像的方式传递给车内操作人员，从而保证信号持续、可靠的传输。
4K超高清陀螺仪稳定摄影系统既保证了画面的稳 定性，又克服了跟焦问题。路面状况、道路接缝、发动机换挡等都会造成车体抖动，由于新闻采访车实际距离检阅车至少有20m，且拍摄的是领导人近景画面，因此一点小的抖动，在终端呈现上都会被放大。直播中使用4K陀螺仪稳定摄影系统后，图像质量稳定可靠。此外，摄像师经过反复练习可以使用陀螺仪遥控面板进行精确的微操做，有效避免因车速、车距发生变化导致脱焦或焦点不实，保证了焦点“实时在线”。
04
可升降双头轨道系统
在拍摄授勋部队通过天安门的镜头中，导演组希望除了提供全景还能提供过肩的中、近景画面，为此项目组对升降轨道进行了双头改造，实现了包括陀螺仪运动、升降杆升降、云台独立运动在内的双头运动，这也是首次在重大时政转播中应用到双头运动。
系统技术人员对可升降双头轨道进行技术检查
仅完成双头改造还不够，因为原50m极限的室内运动距离需要拉长至70m才能满足运行距离的拍摄需求。为克服原有拖链系统自身及周围沙尘带来的摩擦阻力，总台自主研发了一套滑轮系统（目前正在申请专利）来替代原有拖链系统。滑轮系统的应用使原有拖链系统16公斤牵引力缩减至仅有1公斤，大大降低了牵引负载力。基于这 一突破，最终可升降双头轨道系统完成了70m 大跨度的高速移动拍摄。该系统分别拍摄了阅兵队伍通过长安街的近景和中景画面，提供了精彩的反打镜头。
05
AI自动跟踪拍摄系统
阅兵空中梯队要求离地仅500m左右，由地面仰拍空中飞行目标，角速度非常快，对图像预算处理的速度、云台响应的速度都要求非常高。为精准、全面地展现空中梯队的精彩表演，总台仍然 利用了航天科技的无人机技术成果转化，将空中侦察跟踪技术成功的移植到了地面陀螺仪跟踪系统中，并利用AI图像识别技术识别拍摄目标、预判飞行轨迹，遥控陀螺仪云台执行从而完成全链路自动跟踪。直播画面中，由南向北拍摄的空中梯队近景很多都是由AI系统自动完成的。
AI自动跟踪拍摄系统
在该系统中，AI扮演着重要角色，主要包括图像 识别处理及智能优化陀螺仪运动轨迹。中央广播电视总台央视播送中心转播一部特种设备科科长赵伟介绍，配置45倍镜头的UHD摄像机采集的图像实时发送给AI图像识别系统，摄像师通过控制波门锁定关键点，识别软件对关键点周边的像素进行矢量化计算。同时与上一帧的关键点位置进行比较，利用差值自动进行算法修正和轨迹预判，驱动陀螺仪完成目标自动跟踪拍摄。
但从目前应用现状看，AI自动跟踪拍摄系统仍未 完全成熟，下一步总台将持续优化图像处理智能运算技术。针对AI自动跟踪拍摄系统今后的应用，赵伟认为未来或将应用于大型体育赛事转播，伴随其运算能力、运算速度、驱动能力提高后，将实现更高精细度的近景跟踪拍摄。未来部分摄影工作很有可能会由“AI摄影师”来完成。
06
系留无人机系统
本次直播中首次应用了4K系留无人机系统，实现了一个全新的长时间的滞空高机位。区别于一般 自由飞行的无人机，系留无人机更像“大风筝”只能在固定锥形区域内往复循环飞行。系留无人机与地面之间连接有一根特制的直径45mm“风筝线”，这是一根高分子材料综合线缆，可完成无人机12G基带信号无压缩回传地面后再通过地面网络传回演播室，保证画面质量达到讯道机的标准；供电系统可以保证无人机24小时不落地空中航拍，可满足直播中更长时间的高 机位拍摄需求；系留无人机的供电充沛载荷能力很高，此次系留无人机可满足15公斤的载荷，因此能够搭载标准的广播级摄像机和镜头，有力保障了图像质量，成为直播中的高机位利器。
系留无人机系统
07
双机编队直升机航拍
为了获得更丰富的空中全景视角，总台首次在一个空域内同时使用了两部搭载4K拍摄、传输设备的直升机协同飞行直播制作，进行了大范围覆盖报道。通过空中航拍镜头的对切、互切，给观众更为宏阔、连续的视觉体验。
“俯瞰战机”特殊视角
其中，“俯瞰战机”这一特殊视角是本次阅兵式中的亮点之一，这是历年阅兵式中航拍直升机首次飞越基准线。为了更好地呈现这一拍摄视角，航拍直升机需与空中梯队保持600m以上的高度差，飞行在 1300m的高空；为了拍摄出画面的运动感，航拍直升机飞行速度达到了安全范围内的最高速—220km/h，实现精准到位、稳定跟进。另外，在夜间的联欢活动中，为从多角度全面展现活动核心区的表演及频繁变化的焰火效果，航拍团队还首次实现了两架直升机在同一空域夜航直播。
直升机夜间航拍画面
庆典活动中两架航拍直升机的主要任务是从 700m和1300m两个高度层分别覆盖拍摄空中受阅梯队，同时双机之间在高度层上也保持了不低于200m的安全差，这样的高度和相对光线角度的差异给空中技术调光带来了很大的难度。为此，技术团队根据BT.2020宽色域、HDR高动态制作标准，每次作业均设置“测试、调整、监看、还原”四个步骤，最大限度使得双机航拍画面主观感受相接近，节目制作系统能够对双机信号进行无缝镜头组接。
双机编队直升机使用的航拍吊舱
由于空中梯队中的固定翼战斗机受阅通过速度比 航拍直升机的拍摄飞行速度快了将近3倍，如何把握直升机与编队之间的相对高度和速度难度很大。为了达到最佳拍摄效果，航拍团队谨慎安排飞行轨迹，并根据受阅空中梯队的飞行速度、高度及行间隔，计算加入拍摄航线的时间，同时两架航拍机还需要在指定空域内活动，并计算每次自身机动动作、行程，所涉及的时间行程全部精确到秒。
微型4K摄影机呈现了很多独特的视角
除了前面几个自主研发的特种设备之外，F 系统还使用了大量微型4K摄影机实现了很多独特的视角，如放置在长安街中线的地面4K摄影机可以贴地观看铁流滚滚和呼啸而过的战车，方阵北侧设置的近地仰视镜头极富冲击力，藏在城楼上的摄影机提供独特的长安街高点的中线视角，藏在各种角落的微型摄像机通过鱼眼镜头捕捉了舱内驾驶、舱外俯瞰阅兵、以及战车上的细节画面。
纵观直播画面，从高空俯瞰、从地面仰视、从远处遥望、从近处近观，走进装甲车内部看细节、跟随飞行员视角看全景；定点镜头和移动镜头交织，展现出刚柔并济的美感和方队前进的动感……各种独特视角丰富了镜头语言，为观众呈现了全方位的观看体验。
END
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