浙江衛視「領跑2018」跨年演唱會音頻系統設計與總結
選自：2018年第6期《現代電視技術》
作者：浙江廣播電視集團 吳曉東
歲末新春，各大衛視的跨年季演唱會也如約而至。浙江衛視今年先聲奪人，在元旦小長假第一天即奉上盛宴。浙江衛視「領跑2018演唱會」已於2017年12月30日晚間落下帷幕，其亮眼的藝人風姿、精妙的節目編排、震撼的現場視聽效果及傲人的收視成績，成功領跑2018年電視界的開年盛典。
這次跨年演唱會是浙江衛視連續第三年在深圳灣體育中心春繭體育場舉行，由金少剛老師領銜的現場擴聲團隊和浙江廣播電視集團的音頻轉播團隊通力合作，精心設計，充分吸取上屆的經驗教訓，克服了場地聲場環境、舞美布局等方面帶來的一系列問題，為觀眾提供了完美的聽覺享受。在此對本屆跨年演唱會的音頻系統設計做個回顧與總結，秉承精益求精的理念，期待來年會有更好的表現。
一、系統基本模塊組成
本次跨年演唱會音頻轉播系統由現場擴聲和返聽系統、音樂混音系統、語言混音及流程製作系統、終混製作系統、編碼與QC（質量控制）系統、轉播車系統、傳輸與播出系統組成，其中擴聲、返聽及音樂混音系統由金少剛老師團隊負責，語言混音及流程製作、終混製作、編碼與審聽系統由浙江廣電集團音頻團隊負責，後續的轉播車及傳輸、播出系統由浙江廣電集團視頻等其他團隊負責，圖1所示為「領跑 2018」跨年演唱會擴聲現場。
相比浙江衛視「領跑 2017」跨年演唱會，不同點在於本次直播實現了浙江衛視高清頻道5.1環繞聲的播出，同時也和浙江衛視以往的「中國新歌聲鳥巢總決賽」直播採用高標清頻道聲音分開製作不同，音頻播出製作任務由語言混音及流程製作和終混製作兩部分來完成，語言混音及流程製作機房主要負責所有節目的語言及過場音樂、音效混音製作，終混機房完成5.1環繞聲混音後下變換輸出單聲道聲音用於標清播出，製作模塊組成如圖 2 所示。音樂混音、語言混音、終混製作分開製作的優勢在於一是分工更精細化，調音師能更專注於自己的那部分工作；二是高標清頻道的聲音一致性會更好，風格上也會更統一，這也是2016/2017年兩季《夢想的聲音》製作實踐得出的經驗。
二、音頻系統及流程簡析
「領跑 2018」跨年演唱會音頻系統框圖如圖3所示，包括現場擴聲、音樂混音、播出語言混音及流程製作、終混製作、編碼及QC、轉播及傳輸等相關部分。
1. 現場擴聲
現場擴聲主要分為現場音源分配、返聽、擴聲三部分，現場音源信號經過112通道的Klark Teknik有源音分（舞臺Monitor工作區域）一分三分別送到現場擴聲、音樂混音（2個SD-RACK）和播出語言混音（2個SD-RACK和1個MiniRack），觀效話筒信號通過了LAWO DALLIS直接送終混製作調音臺MC 2 56。
現場擴聲調音臺包含2張SD5、1張SD10，其中2張SD5構成鏡像模式，承擔主擴聲任務，SD10負責現場語言製作；返聽調音臺包含2張SD7，一張負責樂隊返聽，一張負責舞臺返聽及藝人耳返，兩者互為備份；以上和6個SD-RACK接口箱共同構成整個光纖環網，共享資源。
同時在現場提供一張內通調音臺山葉01V96，承擔所有音頻系統之間的內部通訊聯絡。
2. 音樂混音
音樂混音由停在體育場外側迴廊裡的音頻車上的 SD7B來完成，通過 2 路 MADI 信號把所有音樂信號和 5.1 音樂信號送到終混製作系統主調音臺；5.1 環繞聲信號經現場舞臺區的 SD-RACK 接口箱互連後，通過播出語言混音系統送到終混製作系統備調音臺。
3. 播出語言混音
播出語言混音系統由2張SD5、3個SD-RACK、1個MiniRack構成，其中2個SD-RACK和1個MiniRack放置在舞臺Monitor工作區域，1個SD-RACK 放置在製作機房本地；2張SD5構成鏡像擴展模式，1張SD5臺面用於語言混音，1張SD5臺面用於其他信號的增益控制，起到音樂混音系統的備份功能；系統中除了Waves效果器外，我們還使用了一臺DNS8 LIVE用於語言降噪。
根據節目製作需要，音效、OS、總導演被安排在機房後排，便於總導演節目調度；製作完成的語言合成信號及音樂音效送到隔壁終混製作機房的主備調音臺；終混製作的下變換PGM信號也送回語言混音機房監聽。
4. 終混製作
終混製作主備調音臺分別採用48推子的LAWO MC 2 56和42推子的VISTA V，現場觀效由LAWO DALLIS遠程接口箱通過光纖MADI傳輸給MC 2 56；語言混音通過模擬多芯電纜分別傳送人聲混合、立體聲音樂（包裝）和音效信號、5.1音樂給主備環繞聲調音臺；現場所有音源的分軌信號分別從語言混音系統和音樂混音系統通過2路MADI光纖傳輸至MADI矩陣（含5.1音樂），再由MADI矩陣分配給主備調音臺，在分軌MADI光纖信號進入MADI矩陣之前需經過MADI SRC鎖相，確保音頻信號同步。
周邊設備包括1套Protools Native還音工作站（環繞聲觀效）、1套環繞聲效果處理器TC6000、1套人聲處理器Junger VAP；另有1套Protools Native和1套Protools HD共計192軌作為直播時多軌錄製及彩排時接入調音臺輸入的B路做重放調試用；以上均接入LAWO MC 2 56，來自轉播車的主備VTR（AES和模擬）分別接入主備調音臺。
主備調音臺同時輸出5.1環繞聲數字監聽信號，經監聽二選一開關後再由一個仿真監聽設備（Junger MAP，主要用於下混監聽切換）送至 5.1環繞聲監聽音箱；主備調音臺分別輸出5.1環繞聲PGM信號和調音臺下混信號經光纖傳送編碼和QC機房。直播時，備份調音臺送的是主調音臺PGM信號，其他各分層信號均處於啞音狀態，確保主備調音臺輸出一致性。
5. 編碼及QC
編碼及QC機房位於轉播車區域附近，5.1環繞聲經主備編碼器JUNGER TAP編碼後的杜比E信號及下混信號送二選一Radial SW8切換後送無源音分分配，確保送到轉播車的信號一致，其中下混信號經轉播車主備調音臺後送主備加嵌器1、2聲道加嵌作為標清頻道PGM信號播出，杜比E信號直接送轉播車主備加嵌器3、4聲道加嵌作為高清頻道PGM信號播出，同時為了安全起見，系統還準備了第三臺JUNGER TAP作為冷備。
配置3套Wohler AMP1-E16V-MD監聽表橋，在系統中分別接入視頻轉播車的PGM信號（SDI）以及主、備杜比E編碼器輸出信號，它的主要功能是對SDI信號解嵌、對杜比E信號解碼並下混用耳機監聽；系統中還包含Junger MAP、DP580各1臺，其中MAP接入轉播車（SDI）和主調音臺的PGM（杜比編碼前）信號，輸出接ADAM 5.1環繞聲音箱1套；衛星車信號接入DP580用於監測杜比E編碼信號的格式，便於分析判斷問題。由於MAP帶仿真監聽功能，可模擬家庭監聽環境，起到給終混製作對比反饋的作用，其優點是監聽源獨立明確，無需改動設置去切換，故障點判斷更為快捷。
另外我們在場館的VIP廳也搭建了5.1環繞聲審聽環境，同時還組織人手在測試和直播期間監聽浙江本地的有線電視信號，並及時做出反饋，通過對系統各個節點的監聽監測，較好地提高了電視直播安全性和用戶收聽效果。
6. 轉播及傳輸
下混信號經二選一Radial SW8切換後送到轉播車主備調音臺山葉DM2000和DM1000，同時擴聲系統也將一路混合信號送到轉播車作為最終的應急備份；由於轉播車上的系統並不支持杜比E解碼和5.1監聽，同時從簡化系統方面考慮，5.1環繞聲信號直接送加嵌器加嵌；由於片頭及廣告等宣傳片都在車上播放，考慮到標清頻道信號是由5.1環繞聲信號下變換而來，因此VTR信號並未編入轉播車調音臺PGM母線，僅輸出VTR推後信號給終混製作及現場擴聲系統，並且約定此信號電平都是由車上調音臺控制，其他工位在直播期間保持推子基本不動。
如圖4所示，視頻轉播車的PGM信號通過主備衛星傳回集團，其中主路信號通過C波段衛星信號鏈路去播出中心，Ku波段衛星回傳作為備份信號，視頻編碼方式為H.264，音頻編碼方式為杜比E；在播出中心經信號處理後輸出主備SDI信號送至廣聯傳輸中心，進行主備編碼（視頻編碼AVS+，音頻 AC3編碼）後通過國幹網傳送至上海衛星上行至中星6A，標清頻道的信號由廣聯傳輸中心用光纜傳送至龍井衛星地球站上行至中星6B；廣聯傳輸中心還通過光纜將信號傳送到華數有線網，信號採用三種編碼方式，分別是AVS+/AC3、H.264/AC3、MPEG-2/AC3；除了廣聯傳輸中心直送華數的三種信號外，華數還接收中星6A的AVS+/AC3編碼信號作為備選，在實際應用中，華數播出的主信號是廣聯傳輸中心直送的H.264/AC3編碼信號；外省市有線網均通過接收中星6A的AVS+/AC3信號，轉碼後播出。
三、問題與解決
1. 場館建聲問題
深圳灣體育場的建聲條件其實不好，它採用巨型網格狀鋼結構，三面觀眾席頂棚均鑲嵌玻璃覆蓋，觀眾席與頂形成的凹槽對擴聲系統的反射特別大（見圖5），曾經給去年的跨年晚會電視直播造成過較大麻煩，所以這次擴聲團隊採用了延時塔的擴聲方式。主擴採用14隻L-Acoustics K2（左右各一串，如圖5藍色圓圈處），主要覆蓋內場觀眾；正面看臺觀眾席採用了5組共28隻K2組成的延時系統覆蓋（如圖5紅色圓圈處）；左右觀眾席因為只有一層，由跑道兩側各分布兩組，每組6隻dV-DOSC覆蓋。
圖6左側為沒開延時的聲場覆蓋情況，右側為所有揚聲器打開時的覆蓋效果。採用這樣的方法以後，主擴只覆蓋到跑道的邊緣，看臺用延時系統補充，覆蓋角度和能量大小均可獨立調整，這樣可以避免聲音反射，確保電視收音乾淨，這也是今年跨年晚會擴聲成功的重要一環。
2. 無線耳返信號覆蓋
跨年舞臺區域如圖7所示，各區都有大面積的LED大屏和投影，以及現場複雜的射頻環境，對無線系統都有一定阻擋和幹擾，因此，耳返系統的設計、調試至關重要。
由於從A區到B區的跨度有55米，因此如果用單個PA805天線從右往左打無法覆蓋整個舞臺；如果用2個PA805天線同頻覆蓋，必須精確計算 2個天線的銜接，否則極易造成信號串擾；在現場調試時也嘗試過在FOH工位前方放置全向天線（型號UA860）的方案，效果也不理想。返送天線如圖8所示。
經過多次試驗，最終選擇了HA8089強螺旋極化指向型天線來覆蓋整個舞臺區。HA8089的最大正向增益為14dBi，波束寬度50°，而PA805 的正向增益為7dBi，波束寬度100°，HA8089天線的覆蓋距離和正向增益強度均優於PA805，單個就能滿足要求。考慮到主持人在後臺及觀眾席候場時也需要聽到總導演提示信號，同時兼顧主持人在C、D以及靠近B區活動時的返聽效果，單獨設立了一個發射通道接另外一個PA805天線來覆蓋以上區域，專門提供給主持人使用（見圖9）。
同時，此次還將原來的8通道PSM900換成了PSM1000，雙天線的PSM1000是真分集系統，抗幹擾和接收信噪比均大大優於單天線接收的PSM900系統。
本次跨年演唱會無線話筒採用了舒爾AD和森海塞爾6000系統，數字系統不僅提供了優秀的聲音品質，還為無線耳返騰出了大量的頻率空間。另外，由舒爾和森海塞爾公司組成的無線保障團隊也為系統安全運行提供了必要的專業保證。
3. 音控室聲學改進
深圳灣體育場的轉播條件並不好，它的外側迴廊看似房間很多，但其實大部分都已經出租，可用的房間很少，這次不得不選擇了和去年跨年晚會一樣的房間，如圖10所示，語言混音及流程製作機房和終混製作機房就在舞臺後面，僅一牆之隔，而且牆上還有大開窗（見圖11左圖），聲學條件不佳。
針對上述實際情況，結合去年跨年晚會聽覺感受，我們制定了一個聲學改進計劃，設計圖如圖11右圖所示。首先用三合板將大開窗兩面封上；其次用航空箱堆疊覆蓋外牆，當然砌磚牆效果最好，但是場地不允許這麼做；然後內側用木板框架牆加黑色隔音棉處理，木板框架離牆10釐米左右，並在地面鋪設地毯，通過以上手段改善房屋隔聲，減少地面反射，降低駐波影響。在此基礎上，還在終混機房的各牆面掛GerrietsWOOLSERGE 500吸聲窗簾，該吸聲幕布質地緻密，厚度較大，對700Hz左右的頻率吸收效果很好，在懸掛的過程中，要儘量增加幕布的褶皺，起到擴散的功能，以增強對聲波的吸收效果，減少房間內反射聲對錄音師的影響。在對房間進行以上建築聲學處理之後，聽音室的聽音環境得到了很大改善，整體混響曲線變得較為平滑，較未優化前更接近於錄音棚控制室的混響時間與頻響曲線要求。
在簡單的建築聲學手段無法彌補所有聲學缺陷的情況下，我們還使用了電子聲學的手段進一步優化控制室聽音環境。本次終混控制室內使用了5隻Genelec 8240音箱和1隻7270音箱，可以使用配套的GLM2.0音箱管理套件進行調校，使該套音箱達到了一個較好的還音狀態，進一步減少了不良房間環境對錄音質量帶來的負面影響，儘量讓聽音區域內的錄音師能夠聽到一個定位準確、響度一致、頻響平直的精準聲音（見圖12）。
4. AES信號傳輸問題
由於受場館機房條件及衛星車、轉播車停放位置限制，我們把編碼及QC機房放置於轉播車附近，終混製作機房到編碼機房的布線總長在125米左右， 雖然依據GY/T224-2007《數字視頻、數字音頻電纜技術要求和測量方法》標準，數字音頻信號經過200米以內的數字音頻雙絞電纜傳輸後，其信號質量可以得到保證，如果採用BNC同軸電纜非平衡的傳輸方式則可以更遠，但是鑑於實際環境中存在各類幹擾、電纜的多處彎折以及多個跳接環節造成的不可預知傳輸損耗，以及兩個機房之間可能存在的接地電位差影響，最終採用2芯單模光纖來傳輸主備共8個AES信號，布線簡單方便，安全係數更高。
在直播前期調試過程中，發現轉播車無法正常接收編碼機房送出的下混信號，出現問題的通路送達轉播車車尾級聯區的AES載波電平振幅測量值僅為0.9V左右，雖然根據GY/T224-2007規定「最低允許的輸出信號振幅為2V，最低允許的輸入信號振幅為200mV」，但標準規定要求是線材和設備均處於理想情況，現實很難達到，況且由於轉播車上音頻系統通路包含無源音分以及其他跳接環節，信號進一步衰減會導致信號接收不正常。認真檢查各節點電平後發現，問題出在編碼機房的無源數字音分的設置上，由於採用的是一分三音分，但實際只接了兩路輸出，在關閉空接的第三路終端阻抗後，視頻轉播車輸入端AES載波電平振幅變為1.1V，接收正常，最終各節點載波電平振幅如圖13所示。
仔細分析原因發現，其實還可以採取以下辦法來確保通路安全：
· 把下混信號過編碼器內部矩陣（支持4個AES），輸出振幅能和杜比E信號一樣提升到3.3V，到達轉播車的振幅可達到1.6V，缺點是通路增加了一個節點；
· 在機房定位不受限時，可以把編碼機房的系統放置在光傳輸之前，光傳輸板卡能把振幅提高到2.3V左右。
為了確保「領跑 2018」跨年演唱會直播優質安全，音頻部門提前兩個月就開始了籌備工作，組織了15人的轉播團隊，在集團內對音頻轉播系統進行了搭建調試及模擬演練，發送至深圳的設備包裹達140餘件，在演唱會現場搭建了4個製作及審聽子系統，較好地完成了音頻製作與技術保障任務，團隊實戰能力得到了極大的鍛鍊。這次轉播的成功得益於各團隊的精誠合作、精心製作，和各位業界專家、老師的合作更讓我們受益匪淺，通過總結經驗得失，不斷提升業務水平，相信明年我們會做得更好。
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