阚 玄
本文介绍了实现2018江苏卫视跨年演唱会制作4K SDR 直播信号和HDR 录制信号的制播方案、系统构成和制作实践。
4K 超高清    HDR    4K 直播    杜比全景声
江苏卫视2018跨年演唱会2017年12月31日晚在广州宝能国际体育演艺中心举行。演唱会舞美、灯光由国内外顶尖的灯光、舞美团队打造，加上业内高水平声音、图像等制作团队的加盟，晚会4K 超高清直播还得到了4K 技术专家的倾力支持，演唱会制作充分吸收国外最先进的技术、制作经验和理念，在多种终端上多维度、全方位完美呈现了这场音乐视听盛宴。
超高清电视在宽容度、细节呈现、彩还原、画面沉浸感等方面大大超越高清电视，能够给用户带来更沉浸式的体验和更加震撼的视觉享受，满足观众对“所见即所得”高质量广播电视节目的需求。HDR 在提升视觉体验方面被认为至少与分辨率的提升一样重要， 4K+HDR+WCG 合体才被认为是真正意义上的超高清电视。
4K 和HDR （高动态范围）是近年来影视制作行业的热点。在两维图像的范畴内，4K 增加了像素（分
辨率）信息量，HDR 增加了亮度和彩信息量，信息量的增加提升了图像质量。增加像素信息量需要提高码率，增加亮度和彩信息量并不增加码率，但需要改变技术标准以扩大亮度和彩空间，定义新的坐标系。
跨年演唱会通过江苏广电总台的超高清跨界转播平台（4K/HD 车）同时制作高清信号和超高清信号，声音为5.1
出。同时在江苏IPTV 进行4K 超高清信号（SDR ）加杜比全景声同步直播并进行4K （HDR ）信号录制。
下面介绍2018江苏卫视跨年演唱会4K 制播技术方案一 超高清（4K ）制播技术方案
4K 超高清节目制作是依托在超高清跨界转播平台上搭建的一套6讯道4K 超高清系统完成的。
本次跨年演唱会共采用了6台4K 讯道摄像机，高清信号与4K 信号分别在江苏台3号转播车第一、第二制作区独立制作，分别由两位导播完成切换。4台PMW-F55和2台HDC-4300通过基带处理单元BPU4000，将信号输出给Sony MVS-7000切换台和矩阵进行调度。
1. 4K 拍摄
4K 拍摄由4台Sony F55/BPU-4000和2台HDC-4300/BPU-4000摄像机系统完成。4K 数字摄影机F55（或HDC-4300）+摄像机光缆适配单元CA-4000，实现电视转播需要的全部功能。通过光缆将4K 信号传送到导播间的4K 基带处理单元BPU-4000，该设备将4K 信号转为以4根3G-SDI 的方式进行传输。BPU-4000与摄像机控制单元HDCU-2080通过光缆连接，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。通过4K 摄像机基带处理单元 BPU-4000分别将SLOT1和SLOT2两块输出板卡设置为4K SDR （标准动态范围，伽马和域空间都选择ITU-R709）输出和4K HDR （伽马选择 S-LOG3，高动态范围，ITU BT2020域）输出，其中
4K 讯道摄像机开启HDR 制作模式后，4K 拍摄中的光圈控制包括白平衡和彩标准等同于高清的画面风格。对于HDR 制作，考虑到HDR 的亮度分布特点，根据经验HDR 合适的曝光点要比SDR 画面开大一档光圈左右。为了更好地兼顾同时制作HDR 和SDR ，索尼在最新的HDR LIVE 工作流程中，设
计了HDR 和SDR 的独立增益控制模式，即将SDR 的画面亮度根据HDR 的曝光效果需求，减少约6dB 增益也就是一档光圈亮度；光圈控制是根据-6dB 的画面来调整SDR 画面合适的曝光，而HDR 画面则保持原始曝光值，则保证其亮度刚好比-6dB 的SDR 画面亮出一档光圈，完美兼顾了HDR 和SDR 两个画面都达到最佳的曝光效果。
2. 超高清摄像机机位布局和镜头配置
本次跨年演唱会升级成了全新的360度舞台，这样的舞台及近30个高清机位让4K 机位安排面临了极大的挑战，经过现场勘查和协商（超高清摄像机布局图见本期79页图2）。
由于本次舞台为360度的特殊设计，加上只有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。镜头方面采用2支107倍大倍率镜头，2支19mm~90mm 的PL 卡口4K 镜头，2支85mm~300mm 的PL 卡口4K 镜头。6个机位根据不同分工搭配不同镜头。
全景），2套 85mm~300mm 中长焦（2号、6号中景）。镜头具体配置参数见表1。
3. 4K 制播格式选择
本次跨年演唱会超高清制作采用4K （SDR ）直播，同时进行4K （HDR ）录制。由于ITU-R.BT 2020
域与高清ITU709域标准差别较大，由于拍摄、制作和显示域须一致，因此直播采用高清域。
对于HDR 制作，方案目前有北美的HDR10，杜比的Dolby Vision ，以及BBC 和NHK 的HLG 。本次跨年演唱会HDR 制作采用了与PQ/HLG 无关的索尼S-Log3作为HDR 中间母版。S-Log3是索尼摄影机使用的OETF ，它利用成像器件的全部动态范围，支持4000%动态范围，支持的设备众多，可以保留更多层次灰度细节，后期可以有更多调整的空间，便于调。2017湖南卫视跨年演唱会节目单
4. 4K 制作系统
现场系统切换使用Sony MVS-7000X 四级切换台。
由于4K 讯道摄像机能够支持同时输出4K SDR （标准动态范围，ITU-R709标准）和4K HDR 信号，直播信号采用4K SDR ，为同时进行HDR 制作，根据4K 系统的设计以及MVS-7000X 切换台的功能，将每台4K 摄像机的SDR
和HDR 输出各4路3G-SDI 基带信号，总共6台48根BNC 线缆，全部接进切换台主机。即切换台同时接入6路4K SDR 和6路4K HDR 信号。然后通过切换台的LINK 绑定方式，用4K 的AUX1母线作为HDR 的信号输出。即将1~6讯道HDR 输入路与1~6路SDR 输入逐一进行LINK 绑定，这样导演在切换4K SDR 版本时，AUX 1母线就可以同时输出4K HDR 版本的节目（但AUX 母线输出没有特效，需后期进一步制作）。
为弥补4K 直播信号中移动镜头不足的缺憾并满足4K 直播信号镜头的完整性，使用索尼切换台MVS-7000内置的两个上变换将2路高清信号上变换成4K 信号参与到4K 超高清制作中，一路高清系统的PGM CLEAN 信号，另一路为可选高清信号，是通过矩阵面板从高清摄像机信号中选切，与另6路真4K 摄像机画面一起，供导播进行调度。另外在设计中还考虑到，由于上变换的HD 信号是SDR 规格，由于宽容度和域空间的差异，无法用于HDR 信号的制作，所以当导播在切换到HD 上变换信号时，将HD 的切换点与某一路4K HDR 信号进行绑定，最终是选择4K 4号
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，最大可能保证了4K HDR 的内容完整和尽量丰富以确保后期制作。
4K HDR 制作监看由索尼4K 监视器 BVM-X300设置成S-LOG3 HDR 显示模式和BT2020
宽域模式。
备份的Atomos Shogun4K 录机的屏幕界面也选择HDR 方式。
5. 4K 录制方案
通过1台Sony PWS-4400服务器完成HDR 和SDR 的4K PGM 信号以及单挂HDR 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：两入：SDR PGM （切换台输出）、HDR PGM （和SDR PGM 切换输出绑定）、HDR AUX （切换台辅助母线切换输出）。4K 录制通道具体设置见表2。
备份使用Atomos 公司Shogun 4K 录像机，采用SSD 固态硬盘来记录HDR PGM 信号。
6. 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。本次直播由转播车提供4K PGM 信号2组，输出接口为3G-SDI ×4，音频信号采用立体声及杜比全景声同时加嵌到4路SDI ，经2台4K 实时编码器（还有一台冷备份）压缩编码为TS over IP 流，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
辨率3840×2160，画面比例16:9，码率CBR20Mbps ，帧率25P ，位深度8bit ，度抽样4:2:0，音频为杜比全景声，编码格式DD+。
7. Dolby Atmos 全景声技术方案
针对全景声制作，江苏台技术团队在现场单独架设了观众效果话筒信号，由专属一个SSL 接口箱负责，分别在圆形舞台四周架设了DPA 5100的5.1话筒，ORTF 立体声话筒，以及DPA 2011C 组成的4.0话筒，还有部分短话筒分布在观众席
内。观众效果话筒是创作沉浸式效果的一
种良好手段，可以真实还原现场气氛，让电视观众仿佛身临其境。
整个OB 直播系统由两张SSL Live 调音台组成，一张L500Plus 和一张L300，信号来自现场PA 接口箱分配的主持人话筒、音乐分层信号以及各种现场还音，还有来自转播车的CCU 随机话筒和VCR 放像。混录师将多达96路的现场信号制作成杜比全景声5.1.4 PGM 输出，以及5.1PGM 输出给到杜比E 编码通道，家里有家庭影院系统的观众，就可以在家看环绕声直播。另外，需要明确，混录师最关键的任务是调整好立体声2.0PGM ，用于传送给大部分传统电视机观众，几种格式的兼容性是混音时考虑的重点。
合理的监听设置对直播安全和声音质量有着举足轻重
的作用。在制作杜比全景声的时候，使用TAC SYSTEM的
VMC-102监听控制器帮助混录师灵活地切换不同格式的信
号源，以及不同的监听格式以方便对比，此外还对每一只
监听音箱做到solo和mute控制。
全景声监听系统采用5.1.4布局，下层是传统5.1，
顶部是4.0。采用Genelec最新款The One系列音箱，型
号8351做下层5.1监听，8331做顶部4.0监听，低音使用
7270，对比监听是8030。
二 4K现场视觉控制和后期调
1. 现场视觉控制
由于此次晚会是以高清机位拍摄作为主要呈现，所以
舞台、灯光、大屏、舞美都是为高清的拍摄所设计，所以
现场4K机位拍摄也要遵循高清的温及光比。江苏台及
外请视觉控制工程师通过对比、调整4K机位F55及HDC-
4300的温，RGB参数，Saturation饱和度参数，在直播
中根据不同场景需求进行实时校，并对光圈、黑电平进
行跟调，最终保证摄像机拍摄的图像彩丰满并彩还原
一致。
4K HDR拍摄选用S-log3曲线，能够保留4000%的动
态范围，故所有摄像机关闭了KNEE拐点功能，通过灯光
的光比调整控制在摄像机的宽容度范围内，以减少高光溢
出。
利用Sony RCP1500面板的Test功能可以检验每个摄
像机彩校正的结果，通过对比、调整每台摄像机的温，
RGB参数，Saturation饱和度。在直播中根据不同的节目场
景需求进行实时校，并对光圈、黑电平进行跟调。
2. 后期调
目前江苏台4K后期制作系统包括：苹果、
MISTAKA。通过跨年晚会的4K后期制作探索适用于不
同的4K节目后期制作任务和不同制作时效的后期制作
流程。
跨年晚会录制SDR、HDR版本均使用苹果系统Final
Cut Por X进行后期剪辑、制作。
HDR版本调使用MISTAKA。MISTAKA的HDR流
程只需要在原有的基础上用unicolor这个彩管理节点把图
像输出端限定在REC2020的域，以及S-LOG3的曲线下
来输出画面。
在MISTAKA软件中的所有示波器中虽然能显示
100000浮点的图像波形，但是需要放置针对不同HDR亮
度的display filter来让示波器呈现正确的HDR效果，监看
如果是准确的HDR监视器，就可以以所见为标准。后期
HDR制作监看是Sony BVM X300（1000nits）监视器。