超高清/高清同播制作、8K 录制、云直播......细数2021 年 BRTV 春晚实现的3个“第一次”
作者 | 北京广播电视台 张墨一 孙海峰
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2021 年北京广播电视台春节联欢晚会 (以下简称为“2021 年 BRTV 春晚”)不仅勇创全国省级卫视春晚八连冠收视辉煌，更实现了全国省级电视台春晚类节目的 3 个“第一次”，即第一次 4K 超高清 / 高清同播制作流程，第一次 8K 版春晚录制，第一次“5G+8K”云直播试验。
下面将对同播技术难点及技术方案展开分析和介绍。
春晚节目同播技术难点分析
➤ 同播难度分析
相比单播技术，同播技术的难点体现在数据指标的提升与兼顾 4K 超高清、高清两方面。
首先在数据指标上有大幅提升，如分辨率从 1920× 1080 提升至 3840×2160，是原有的 4 倍;帧速率由 50i 提升至 50P，是高清的一倍 ;亮度指标由 100nit 提升至 1000nit，增强至 10 倍。
其次，同播需要兼顾 4K HDR 与高清 SDR 的准 确映射关系，通过转换器进行转换时，色域需要满足 BT.2020 和 BT.709 之间的映射，动态范围涉及 HDR 与 SDR 的转换。
转换过程中常见问题包括由于上、下 变换带来的亮度过高或过低，色彩空间转换导致的失真，帧速率、制式转换导致的画面抖动等。
综上所述，4K 超高清 / 高清同播难度远高于超高清或高清单独播出。
➤春晚同播的技术基础
北京广播电视台于 2020 年 12 月 30 日正式开播全国首个 4K 超高清 / 高清 / 标清同播频道，经过一段时间的经验积累与实践验证，已形成同播频道制播技术规范(暂行)，并根据开播后出现的各类突发情况与问题，进一步调整优化技术规范及各关键设备的参数设置，逐步规范制播流程。
基于技术成熟度及精品内容创作需要，我台决定 2021 年春晚首次采用 4K 超高清 / 高清同播制作。
➤实施难度分析
相对常规节目，春晚投入大、关注度高、时长更长、 规模效应显著。由于非常规节目特点，技术系统需要根据舞美大屏设计定制选型与搭建，演播厅系统复杂程度远超我台现有 4K 超高清演播室系统。
近 30 路 4K 超高清机位，且特种机位占到一半以上，4K/8K 超高清设备使用规模创全国省级电视台新高。
春晚从策划到播出，时间跨度半年之久，从系统搭建到完成录制历时 1 个月，涉及工种多，制作工艺与流程也更为复杂。
➤ 春晚同播技术发展历程
本次春晚同播基于多年来超高清技术实践基础。2021 年 BRTV 春晚是我台继 2016 年首次进行 4K 春晚录制实验后的第 4 次 4K 超高清节目制作实践。
（1） 2016年完成首次春晚4K录制实验
2016 年春晚，我台与 SONY 公司合作，以 HDC- 4300 4K 讯道摄像机为主，部分 PMW-F55 通过加载光纤适配器变身讯道摄像机，组成拍摄系统，完成 6 机位 4K 版春晚的拍摄，最终制作完成约 1 小时的 4K 版春晚实验片。
（2） 2019年实现全4K机位拍摄
2019 年春晚，我台首次全部采用 4K 摄像机进行拍摄，考虑制作、收录、存储等客观条件，实施方案按照全 4K 拍摄，由 CCU 输出 4K、高清 2 路信号。
其中高清信号全部收录，4K 超高清信号部分收录，采用 2 套不同的收录系统实现收录，后期制作出高清版、4K 超高清版 2 个独立版本的节目，时长均为 4 小时以上。
（3） 2020年实现全4K流程制作
2020 年春晚，我台提出全 4K 流程制作的方案， 工作流程为全 4K 拍摄，同步收录超高清 4K、高清 2 种格式素材，4K、高清两版素材名称、时间码均保持一致。
后期编辑时采用低码编辑，调色套底回批高码进行调色，调色按照 HDR、SDR 两种技术指标出高清 SDR、4K HDR 2 个版本，编辑站点加包装输出成片。
（4） 2021年完成首次4K同播制播流程实践
2021 年春晚，我台首次实现同播制作，制作流程为只收录 4K 素材，一次编辑，以 SDR 监视器的显示光为基准进行调色，输出 1 套 4K 超高清 / 高清同播成片。
本次春晚也是全国省级电视台首例在大型综艺晚会中采用 4K 超高清 / 高清同播的成功案例。
➤同播制播流程原则
考虑同播方案复杂度，为确保安全播出，在技术筹备阶段，制定目标为确保高清版春晚在北京卫视、BTV 文艺等高清频道播出，择机在冬奥纪实4K超高清频道进行 4K 超高清 / 高清同播。
本次春晚同播制作遵循兼顾高标清、超高清优先原则，即 :
（1） 兼顾高标清原则 :
演播室信号直播 / 录制流程中，应根据下转换高清信号进行调光，同时监看 4K 超高清输出效果 ;
后期文件制作流程中，应同时监看 4K 超高清输出效果和下转换高清输出效果;播出中心应同时监看 4K 超高清 、下转换高清信号播出效果。
（2） 超高清优先原则:
直播和录制过程中，在有条件的情况下，优先使用 4K 超高清信号。
➤确保方案可行性
为确保春晚同播制播流程安全可靠，保证近 30 个 4K 拍摄机位的图像亮度、色彩等一致性，我台从 9 月初开始进行同播关键技术准备，搭建超高清高端制作系统，进行虚拟植入 AR 4K HDR 测试、超高清高速摄像机测试、超高清高端制作系统带宽及负载压力测试、 同播后期全流程测试等关键技术测试。
最终确保 4 小时的春晚节目高清播出版较往年质量提升明显，4K 超高清播出版充分体现了 HDR 高动态范围的特点，更为接近现场的色彩与亮度，细节表现准确、丰富，体现出我台超高清节目制作的高水准。
4K超高清/高清同播技术方案
➤ 同播技术标准
4K 超高清同播频道视音频格式基本参数要求如下图所示。
➤ 前期录制方案
本次春晚全部采用 4K HDR 技术进行录制，遵循兼顾高标清原则，充分满足超高清优先原则，保证下转换高清 SDR 后收视效果，满足 4K 超高清 HDR 最佳效果和一致性。
（1） 摄像系统参数设置
摄影机采用 4K 超高清 3840x2160 分辨率，帧速率为 50FPS，扫描制式为逐行(P), 色彩空间采用 HLG(live)/BT.2100，快门推荐 F5.6-8，根据大屏幕刷新率设置并调整快门速度。
（2） 信号格式
·4K 超高清 IP 信号符合 SMPTE ST 2110 -10、-20 和 SMPTE ST 2022-7 标准 ;
·4K 超高清 12G-SDI 信号符合 SMPTE ST 2082-1、-2 标准 ;
·现场制作系统音频 IP 信号符合 SMPTE ST 2110-30 标准和 GY/T 158-2000 标准 ;
（3） 调光流程
灯光师、光圈岗配备高清监视器，4K HDR 经SONY HDRC 4000 转换器下变换输出 HD SDR BT.709 高清信号，根据 SDR 调光制作 HDR。
在高光细节不损失的情况下，尽量利用直方图或示波器中部到亮部的记录区间，现场录制时在不过曝的情况下尽量向右曝光，为后期调色创作留出一定空间。
➤ 舞美与机位设计
（1） 舞美设计理念
为更好地体现“春天我们在一起”的晚会主题， 2021 年 BRTV 春晚首次融入了“城市中轴线”的设计概念。
以舞台中轴线为核心向附属表演区域延伸，巧妙地在大兴星光视界中心 3600平方米演播厅内重构了“北京中轴线”，打造出 360°全景式的表演区域。
超大面积的 LED 屏幕强化观众的沉浸式体验，象征着故事发生的场所就在大家身边，有效表达出了首都北京的大气、 包容和春节的温暖。
（2） 机位设计与系统构成
本次春晚录制现场 4K 系统和 8K 系统相对独立， 其中 4K 机位共有 26 个，8K 机位共 6 个，通过超高清的高分辨率、高动态范围、高帧速率、宽色域的画面效果，带给观众栩栩如生的沉浸式体验。
春晚现场 4K 系统中常规机位选用 15 套 SONY HDC-4300 讯道摄像机，其他特种机位如斯坦尼康、2 维升降轨道、跳楼机、飞猫、天眼、嵌入式隐形轨等共 11 套。
考虑特种设备承重、装卸等因素，选用轻便式 4K 摄像机 SONY HDC-P50、SONY PXW-FS5 等机型，尽可能保证特种设备机型与讯道录制机型画面风格一致，确保节目质量、色彩风格一致性。
为达到更好地艺术效果，3 号机、18 号机的位置还配备了 2 台 SONY HDC-4800 超高速摄像机，在转播车上搭配专用的 BPU-4800 基带处理器单元 / 慢动作重放服务器，实现 4K 现场超高速制作。
完整同播技术方案见《影视制作》2021年12月刊。
END
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