今天為大家分享“第七屆世界軍人運動會開幕式的音頻公共信號制作”。
2019年10月18日20時，第七屆世界軍人運動會（簡稱“武漢軍運會”）在武漢體育中心順利開幕。世界軍人運動會是全球軍人最高規格的大型綜合性運動會，有著“軍人奧運會”之稱。中央廣播電視總臺作為此次武漢軍運會賽事的主轉播商和最大的持權轉播商，以奧運賽事的標準進行了全面的賽事公共信號制作及轉播工作。筆者參與了轉播工作的前期規劃與賽時的信號制作，下面針對武漢軍運會開幕式音頻公共信號制作，剖析音頻制作系統設計及信號制作。
1 音頻制作系統的規劃設計
運動會開幕式是一種綜合性的活動形式，由運動員入場儀式、領導致詞、運動員宣誓以及文藝展演等多個環節組成，每一個環節的完美呈現均需要與現場展演團隊及各個技術部門緊密配合完成。為順利完成賽事信號制作任務，中央廣播電視總臺的音頻制作團隊（簡稱“音頻制作團隊”）與其他技術部門從2019年2月起投入到賽事轉播的前期準備工作中，技術前期協調小組先后5次往返北京、武漢兩地進行實地勘察，對開幕式公共信號的制作規范、轉播制作系統構架、信號傳輸鏈路、轉播安全應急預案等各個環節積極地與軍委執委會、導演組、場館等各相關部門協調溝通。第一時間將會議內容和待解決的問題形成會議紀要并留檔保存。最終，在各部門的制作和配合下，形成了一套全面、詳細的轉播技術方案及應急預案，并以此作為武漢軍運會其他賽事公共信號制作的參考方案。
1.1 音頻公共信號的制作規范
武漢軍運會屬于國際大型綜合性體育賽事，所有賽事的轉播制作都需要遵循相同的信號制作規范。為滿足不同持權轉播商的制作需求，在提供高清（HD）公共信號資源的同時，還為開/閉幕式、田徑、海軍五項等重點項目提供4K超高清公共信號資源。針對4K超高清公共信號源，音頻系統按制作規范提供環繞聲與立體聲的8個聲道音頻公共信號，詳見表1。針對高清公共信號源，音頻系統按制作規范提供立體聲與公共評論聲的4個聲道的音頻公共信號，詳見表2。
表1 4K超高清公共信號源的聲道設置
表2 高清公共信號源的聲道設置
1.2 音頻制作系統的基本構架
為滿足武漢軍運會開幕式4K超高清公共信號、高清公共信號的制作需求，轉播音頻制作系統由一輛4K超高清轉播車以及一輛三維聲錄音車共同組成，如圖1所示。其中，三維聲錄音車作為開幕式音頻公共信號的主制作系統（見圖2），4K超高清轉播車內部音頻系統作為音頻公共信號的備份制作系統（見圖3）；并將兩套系統級聯，在互為備份的制作關系下最大限度地發揮音頻系統的制作能力，為聲音藝術創作提供更加豐富、更加多元化的選擇，并提供可靠的制作保障。
圖1 武漢軍運會開幕式公共信號制作音頻系統示意圖
圖2 三維聲錄音車音頻公共信號主制作系統
圖3 4K超高清轉播車音頻公共信號備份制作系統
1.3 有效聲音元素的確定
在規劃設計階段，對制作中有效聲音元素的分析至關重要，它影響著音頻系統在后續搭建過程中信號傳輸鏈路的設計以及最終聲音制作的理念。對于開幕式公共信號的聲音制作來說，主要的聲音元素來源于儀式環節、文藝展演、賽場氣氛、細節效果四大部分。
現場儀式環節的聲音元素由現場播報、司儀致辭、領導人致辭、運動員與裁判員宣誓、音樂音效等元素構成，各聲音元素的信號源主要集中在現場主席臺以及技術包廂看臺區域。
文藝展演環節的聲音元素由節目中參演演員的人聲及相應的音樂部分構成，聲音元素的信號源主要集中在FOP（field of play，賽場內）區域以及技術包廂看臺區域。
賽場氣氛的聲音元素是觀眾觀賽的反響聲，聲音元素的信號源是近場觀眾看臺以及高層觀眾看臺區域由各類傳聲器拾取的環境效果聲信號。
細節效果的聲音元素根據不同環節的實際制作需求，由細節拾音傳聲器、攝像機機頭傳聲器、特殊的音樂音效素材等構成，聲音元素的信號源主要集中在FOP區域以及制作系統內部。
1.4 音頻信號傳輸鏈路的設計
在此次轉播制作任務中，音頻信號的傳輸鏈路主要由場館內前級信號傳輸鏈路、制作端信號傳輸鏈路、終端信號加嵌傳輸鏈路三部分組成（見圖4）。雖然音頻主、備制作系統均具備完整的IP系統構架，但出于信號制作安全以及相關技術成熟度的考慮，依然選擇了以傳統基帶信號傳輸為主的信號傳輸方式，只在制作系統內部的監聽、多軌錄音等部分環節使用音頻IP流的信號傳輸方式。
圖4 音頻信號的傳輸鏈路關系
場館內前級信號的傳輸鏈路承擔了開幕式音頻公共信號制作中百分之八十的信號傳輸工作，涵蓋各類音頻制作信號的傳輸。為了避免音頻信號在長距離傳輸中產生衰減、低信噪比以及在復雜現場環境下產生信號干擾等問題，在前級信號的傳輸鏈路上優先選擇了主、備單膜復合光纜搭配音頻遠程I/O接口箱的方式完成信號傳輸，并根據制作需求合理地分配在4類信號源的集中區域。
同時，為了保證信號的傳輸安全以及相關制作安全，重要信號源覆蓋區域（如主席臺、技術包廂看臺區域）在采用了主、備單膜復合光纜進行信號傳輸的同時，還鋪設有多通道模擬音頻線纜以形成雙路由保障，這樣即便有一條傳輸鏈路出現問題，另一條備份傳輸鏈路依然可以保障后級系統的正常信號制作。多通道模擬音頻線纜在信號的實際傳輸中只負責備份線路電平信號的傳輸，由于線路電平信號在長距離的信號傳輸過程中相對于傳聲器電平信號具備較好的信噪比，因此滿足在備份狀態下音頻制作系統對信號源質量的制作需求。
開幕式公共信號的音頻制作端由三維聲錄音車以及4K轉播車的音頻控制間共同組成，兩個音頻系統既是主、備的制作關系，又是各類信號共享、傳輸的路由（如攝像機傳聲器信號、遠程I/O接口箱的信號源、EVS信號源、主音頻系統制作的環繞聲以及立體聲公共信號源等）。音頻制作端系統間的傳輸鏈路主要由一對主、備多膜光纖承擔，使用AES-10 MADI數字接口進行雙向64通道信號傳輸，同時也鋪設有多通道模擬、數字音頻線纜作為信號傳輸的輔助鏈路形成雙路由傳輸保障（見圖5）。
圖5 音頻制作端系統間的傳輸鏈路關系
終端公共信號的主、備加嵌設備集中在4K超高清轉播車的技術區，為保證制作終端的音頻公共信號不經過額外的鏈路以及其他制作設備的干擾而形成隱患節點，三維聲錄音車制作的主公共信號通過一條多通道數字音頻線纜直接傳輸至轉播車的主加嵌設備，4K轉播車音頻系統制作的備份信號通過內部傳輸鏈路傳輸至備加嵌設備，雙路由雙系統的設計確保了公共信號的制作安全。
1.5 聲音信號源的備份設計
對于重要直播類信號制作，在音頻系統的設計過程中，除需要考慮信號傳輸鏈路的備份方案外，還需要著重考慮對重要聲源的備份設計。開幕式中，最為關鍵、最為敏感的是司儀、領導人致辭以及現場評論員的解說，這些環節的差錯都是無法臨時通過任何技術手段彌補的。因此，為了保證信號制作安全，并滿足雙系統雙傳輸鏈路的設計需求，針對不同重要信號源設計主、備兩組以上的傳聲器拾音（見圖1）。此外，如拾取司儀傳聲器、領導人的傳聲器，還隱蔽設計有“災備”傳聲器，通過第三條應急傳輸鏈路同時傳輸至主、備制作系統作為應急備份。
現場評論員的解說設備由一套（2支）頭戴式耳機傳聲器組和2支備份桌架式評論傳聲器構成，通過不同的模擬傳輸鏈路同時分配給主、備音頻制作系統。主、備兩套解說設備同時工作，當主設備出現問題時，評論員不需要做任何應急操作，后級制作系統便可以無縫切換到備份評論設備，確保萬無一失。
2 聲音制作的理念與方案實施
為了更好地展現震撼、富有感染力的開幕式現場效果，工作人員希望通過合理的傳聲器布局設計、藝術化的聲音處理、準確的聲像定位、專業的調音制作，巧妙地將嘉賓講話、觀眾氣氛、儀式展演、細節效果等聲音元素完美地融合，讓電視觀眾猶如身臨其境地感受這場視聽盛宴。
2.1 聲音制作的理念
2.1.1 環繞聲與立體聲信號的制作方式
根據武漢軍運會的信號制作規范，在開幕式的轉播過程中需要同時制作環繞聲公共信號以及立體聲公共信號。為了保證兩種信號源在聽感上有相同的聲像定位以及相似的聲場環境，環繞聲公共信號的制作是關鍵，再通過制作系統內部的DOWNMIX（下混）母線完成相應的立體聲公共信號制作，實現兩者更好的兼容性。DOWNMIX母線的設置見表3。
表3 DOWNMIX下混母線的設置
2.1.2 環繞聲制作中的中置與低音聲道
對于常規體育賽事的環繞聲公共信號制作來說，音頻制作系統實際只需要制作4.0聲道（即左前聲道、右前聲道、左環聲道、右環聲道）的環繞聲公共信號，然后將不同的聲音元素按照合理的聲像定位逐一分配到各個環繞聲道中，中置聲道一般預留給各持權轉播商，在接收到公共信號后自行縮混評論聲，而LFE低音聲道對于大多數的體育賽事轉播來講是沒有任何實際信號需求的。
但開幕式不同于一般的體育賽事，首先，更多的文藝元素貫穿開幕式，其后半章節更像是一場大型的文藝晚會。為了還原現場震撼的表現力，對低頻聲音信號的需求是必不可少的；其次，開幕式的轉播過程中需要有專業的評論員為觀眾實時解讀文藝節目相關背景，像是電影中的旁白，起到串聯各個環節的作用。由此可見，僅制作4.0聲道的環繞聲公共信號對于開幕式來講是遠遠不夠的，LFE低音聲道以及中置評論聲道的聲音制作同樣是重要的一環。
2.1.3 聲音制作的層次
音頻信號制作前，對各個聲音元素的層次進行了相對詳細的劃分，見圖6，希望通過對不同層次的聲音元素做不同比例的混合，從而還原出一個有寬度、有縱深、有細節的開幕式現場。
圖6 聲音的層次關系
第一層：環境聲場。創建有寬度和縱深感的空間感知，讓電視觀眾感受到置身于6萬人開幕式現場的包圍感。
第二層：人聲、音樂音效與近場觀眾效果。通過準確的聲像定位，帶給電視觀眾真實的現場內容與近距離互動感。
第三層：細節效果。根據獨特的鏡頭視角，通過藝術、技術手段讓聲畫同步。
2.2 聲音的制作方案
在音頻信號的制作過程中，為了準確還原和營造一個層次清晰、震撼人心的開幕式現場，合理的聲音設計必不可少。
2.2.1 環境聲場的構建
對于環繞聲音頻信號的制作，構建整體環境聲場的方式有很多種，可以通過不同制式的環繞聲傳聲器陣列實現，也可以通過集成式環繞聲傳聲器實現，還可以通過點傳聲器組合等方式實現。
根據多次奧運會以及國際性賽事的轉播制作經驗，對于開幕式這類大型場景的聲音制作來講，使用環繞聲傳聲器陣列以及集成式環繞聲傳聲器的制作方式并不適合。眾所周知，描述一個封閉空間聲場特性的主要參數包含了早期反射聲與混響聲，這兩點間接反應了空間的大小以及聲學狀況。在還原體育場或體育館類大型封閉空間聲場時，由于場地的特殊性以及現場觀眾席的環抱狀分布，理想狀態是在場館居中的位置架設主傳聲器來拾取相對均勻的各類反射聲，從而營造包圍感更好、更真實的現場效果。但實際情況并非如此，首先，場地的中心區域往往是主要核心表演區，客觀條件不允許這樣的拾音設計；其次，在面對體育場這類大型的空間場景，考慮聲場還原的同時還需要考慮到直達聲與反射聲的耦合，過大的延時差在一定比例混合時會影響節目制作的最終呈現效果。因此，若使用環繞聲傳聲器陣列、集成式環繞聲傳聲器作為主傳聲器完成聲音制作時，必須在偏離場地中心的區域重新規劃主傳聲器的位置，或者使用其他合理的聲音制作方案替代，但主傳聲器位置的更改也會嚴重影響到各聲道所拾取的現場反射聲比例，從而導致聲場還原效果的不理想。
在武漢軍運會開幕式的主體環境聲場構建中，基于上述原因最終選擇了多個點傳聲器組合的方式進行制作。具體實施方案是，環境聲場效果主要由9對共18支的電容傳聲器構建而成，分別吊裝在開幕式場館頂層的馬道上，如圖7所示，負責營造賽場的空間感以及整體氛圍。每對傳聲器分別由1支Audio-technica 4050大振膜心形指向傳聲器和1支Sennheiser MKH8040小振膜心形指向傳聲器組成。大振膜心形指向傳聲器負責主聲場的構建，小振膜心形指向傳聲器負責彌補大振膜傳聲器的拾音范圍，同時構建賽場頂層的環境聲場環境。
圖7 拾取環境聲場的傳聲器位置
之所以在主環境聲場的構建中選擇大振膜傳聲器，是因為其通常具備更高的靈敏度、更寬的拾音角度，其頻響曲線平滑，且擁有優秀的低頻表現與高頻的細膩，整體聲音的表現更加生動、音色更加溫暖，Audio-technica 4050能夠滿足所有的性能需求。Sennheiser MKH8040同樣擁有優秀的性能指標，并具備堅固耐用、體積小巧的特點，更有利于與大振膜主傳聲器的配合使用。
在吊裝傳聲器過程中，每對中的2支傳聲器盡可能近地固定在一起，以避免它們發生耦合產生相位干涉問題，并根據實際環境調整2支傳聲器的軸向夾角。在擴大縱向空間拾音角度的同時，利用傳聲器間的強度差，構建主聲場環境與頂層聲場環境之間的聯系，從而得到一個更加飽滿的環繞聲聲場。除此以外，也為三維聲錄音車中同步試驗的三維聲信號制作提供服務。
制作中，18支傳聲器拾取的環境聲依據“模擬人頭”的聽音位置，按對應聲像關系、比例，依次分配至環繞聲的各個聲道，從而實現聲場的準確還原。
2.2.2 近場觀眾效果聲
近場觀眾效果聲分別由架設在觀眾席一層看臺的8支Neumman TLM 103心形指向大振膜電容傳聲器以及2支Audio-technica 4050全指向大振膜傳聲器組成。拾取近場觀眾效果聲的位置如圖8所示，8支心形指向大振膜電容傳聲器通過改裝的傳聲器支架固定在一層正面觀眾看臺、兩側觀眾看臺距離地面約3.5 m的位置，負責近距離拾取觀眾觀賽氣氛的效果聲；2支全指向大振膜傳聲器架設在一層觀眾看臺的側后方位置，配合近距離拾取的觀眾氣氛效果聲，補充現場低頻延展的效果。
圖8 拾取近場觀眾效果聲的傳聲器位置
制作中，所有拾取的近場觀眾效果聲依據“模擬人頭”的聽音位置，按對應聲像關系、比例依次分配至環繞聲的各個聲道。除此之外，全指向大振膜傳聲器還將為環繞聲的LFE低音聲道提供有效信號。
2.2.3 人聲和音樂音效的聲音制作
人聲和音樂音效的聲音制作主要包含現場播報、司儀致辭、領導人致辭、運動員與裁判員宣誓以及現場的音樂音效等。其中，為現場播報配置了4支配有啞音開關的動圈傳聲器；為司儀與領導人各配置4支Sennheiser MKH416超指向傳聲器，同時還分別藏有2支Sennheiser MKE2全指向微型領夾傳聲器，用于應急備份；為運動員與裁判員各佩戴了1支無線頭戴傳聲器以及用于備份的1支無線領夾傳聲器。
在聲音制作過程中，為了更好地掌控不同聲音元素的比例、細節，同時擁有充足的備份資源，人聲使用的每支傳聲器均通過無源傳聲器分配器同時分配給現場擴聲系統以及主、備公共信號音頻制作系統，從而滿足各自系統內部的參數調節需求。音樂音效信號由于存在根據現場實時狀況漸弱及切換的需求，為了現場與電視播出的同步性，統一由現場擴聲系統提供主、備推后的立體聲音樂編組信號并傳輸至音頻公共信號制作系統。對于人聲與音樂信號的聲像定位，主要集中于環繞聲的左前與右前聲道；音樂音效還需要以一定比例分配至LFE低音聲道，以提升環繞聲公共信號聲音的飽滿度與低頻表現力。
2.2.4 細節效果聲的制作
在開幕式的公共信號制作中，莊嚴的儀式感與激動人心的細節效果必不可少，無論是從直升機航拍的配樂、護旗手清晰的口令，還是國旗升起的莊嚴時刻，都需要通過技術、藝術的手法去精雕細琢。
為配合開幕式片頭航拍畫面所展現的靚麗城市風光與場館外景，工作人員一次次地回看開幕式聯排的視頻素材，精心地在音樂素材庫中篩選合適的版權音樂并重新剪輯、使用。為展現護旗手英姿颯爽的軍人風采，專門為護旗戰士佩戴了頭戴式傳聲器，拾取的聲音元素用于細節聲音的制作。在五星紅旗冉冉升起的時刻，也特意準備了護旗手拋旗的音效來配合特寫畫面，通過聲音表現強調畫面中神圣、莊嚴的氛圍。開幕式的場地內、不同位置的移動攝像機上隱藏、架設了近10支超指向電容傳聲器，配合公共信號的轉播畫面去重現開幕式過程中點點滴滴的聲音細節……
3 結語
武漢軍運會的聲音制作是繼2008年北京奧運會后又一次國際大型綜合性體育賽事的聲音制作，也是近些年音頻制作團隊（見圖9）又一次環繞聲直播信號制作的寶貴經歷。尤為滿意的是，通過改進環境聲場的拾音方案，使制作端得到更加飽滿的環境聲效，同時也通過此次難得的機會嘗試了三維聲信號的實時制作。當然，因種種原因也有遺憾，首先，出于安全角度考慮，在此次直播信號制作中沒能完全采用IP音頻系統構架，未能充分發揮IP音頻系統的制作優勢、特點；其次，在三維聲的制作方面，還存在很大的欠缺，聲音效果不能令人滿意。但所有這些得失都將為日后工作的改進提供寶貴的實踐經驗，只要肯下功夫學習、鉆研就會有提升。
圖9 中央廣播電視總臺的音頻設計團隊
以上就是筆者對此次武漢軍運會開幕式音頻公共信號制作的一些分享，希望與同行交流相長。
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