舞臺演出的5G+8K直播信號制作
——以國家大劇院《繁華眾聲》線上直播為例

田 晨，孫 迪

（國家大劇院影視節(jié)目制作部，北京 100031）

2020年初新冠疫情肆虐，國家大劇院暫停了所有線下演出與參觀，開展了一系列的線上演出與影視節(jié)目創(chuàng)作工作，讓高雅藝術(shù)通過線上科技的傳播手段走進尋常百姓家。自4月11日至12月31日，國家大劇院策劃播出43場線上演出，累計點擊量突破13億人次①。疫情改變了觀眾的欣賞習慣，雖然劇場停擺，但凸顯了舞臺藝術(shù)的線上呈現(xiàn)方式，觀眾對“畫面”有了更多的期待和要求。

8月8日，國家大劇院“華彩秋韻”系列演出的首場音樂會《繁華眾聲》在國家大劇院的音樂廳上演（見圖1），采用8K超高清網(wǎng)絡(luò)云分發(fā)、5G+8K轉(zhuǎn)播車等5G+8K技術(shù)和設(shè)備進行“5G+8K”直播，呈現(xiàn)在8K電視、5G手機及各類顯示終端，將5G+8K應(yīng)用從點對點的示范應(yīng)用擴展到面向消費級的應(yīng)用。本次直播在國家大劇院花瓣廳和金融街購物中心、海淀展示中心會議中心、王府井步行街、三里屯太古里、中關(guān)村步行街、華熙LIVE商圈、亦莊經(jīng)濟開發(fā)區(qū)大族廣場等設(shè)置了8K直播點，同時通過古典音樂頻道、央視新媒體、快手等50余家網(wǎng)絡(luò)媒體同步高清直播，本場演出的全網(wǎng)總點擊量近3 000萬。筆者就該場舞臺演出的線上超高清直播，闡述基于5G+8K技術(shù)的直播切換流程、8K超高清視頻及音頻的制作要點，探討5G+8K技術(shù)應(yīng)用需要注意的問題。

1 直播信號的切換流程

國家大劇院線上演出的直播制作從機位設(shè)置、鏡頭設(shè)計、字幕樣式等制定了一套標準化的模式及流程。將傳統(tǒng)的舞臺演出進行舞臺影視節(jié)目化的制作，通過網(wǎng)絡(luò)在線傳播的方式放送，既是對舞臺演出的真實記錄與刻繪，也是制作團隊在音視頻等影視制作的再度創(chuàng)作。這就要求影視制作人員，對舞臺藝術(shù)本身有較為深入的領(lǐng)悟與理解，也需要遵循轉(zhuǎn)播公用信號的制作規(guī)律與創(chuàng)作原則，在舞臺演出與影視制作雙重維度上，進行符合傳播規(guī)律的視聽創(chuàng)作，實現(xiàn)技術(shù)銜接與藝術(shù)融合，滿足網(wǎng)絡(luò)媒介觀眾的收視需求與市場的選擇。

本場演出以交響音樂會的形式呈現(xiàn)，既有經(jīng)典的西方交響樂作品，又有新創(chuàng)作或改編的作品。前期準備中，導(dǎo)演根據(jù)樂曲總譜進行分鏡頭設(shè)計，在轉(zhuǎn)播車進場之后根據(jù)8K鏡頭的特點和設(shè)備測試結(jié)果對分鏡頭腳本進一步細化和完善；并與指揮家、舞臺監(jiān)督等溝通制定直播切換流程表，如表1所示。

表1 直播切換部分流程

圖2 機位圖

圖3 不同機位的視角

圖4 8K廂式鏡頭

2 8K超高清視頻制作

8K顯示技術(shù)的畫質(zhì)相比于高清畫質(zhì)更清晰，帶來的視野也更加寬廣，可以加強觀眾的臨場體驗感，非常適合體育賽事、演藝類活動以及對圖像質(zhì)量要求極高的應(yīng)用場景。

本場演出使用了8臺8K超高清攝像機進行拍攝，拍攝機位設(shè)置如圖2所示，不同機位的視角如圖3所示。同時，根據(jù)音樂會曲目的特點和國家大劇院音樂廳的客觀條件、機位等綜合考量選擇鏡頭，其中，包含6個8K廂式鏡頭，如圖4所示，以及2個4K便攜鏡頭。對于全球首臺5G+8K轉(zhuǎn)播車（見圖5、圖6）的應(yīng)用，國家大劇院攝制團隊各專業(yè)就設(shè)備使用的各方面進行了適應(yīng)性測試。

但在實踐中，存在著一些難點和水土不服。這次8K超高清拍攝制作與以往高清相比，難點主要集中在攝像機操作、燈光照度、鏡頭種類受限及下變換兼容高清等方面。

2.1 視頻拍攝的關(guān)鍵點

2.1.1 燈光的照度

8K攝像機的進光量更大，相對于普通高清設(shè)備對光照的需求更強，在曝光不足的情況下容易出現(xiàn)噪點，影響畫面質(zhì)量。國家大劇院音樂廳作為一個以音樂會表演為主的演出場所，本身的燈光照度偏低，因此需要增加大量的電腦燈來補充舞臺的照度。但如果燈光太亮，可能會出現(xiàn)藝術(shù)家由于光線晃眼而無法抬頭看指揮的問題，這會嚴重影響演出的正常進行。在與樂團進行多次溝通和磨合后，用了三天時間調(diào)試燈光，確定攝像機整體光圈控制在5～7，拍攝的畫面效果比較理想。另外，根據(jù)不同曲目特點對氛圍燈光進行色彩變化的設(shè)計，通過視覺化手段渲染音樂的不同情緒，圖7、圖8為轉(zhuǎn)播車內(nèi)個機位換面顯示的燈光效果。

圖5 5G+8K轉(zhuǎn)播車

圖6 轉(zhuǎn)播車內(nèi)的8K切換臺

圖7 轉(zhuǎn)播車多機位畫面

圖8 通過手機直播轉(zhuǎn)播車內(nèi)工作場景

圖9 8K攝像機不同變焦鏡頭的近景畫面的比較

2.1.2 8K攝影機鏡頭的運用

8K攝影機拍攝的畫面相對于4K和高清來說景深更淺，如圖9所示，對焦行程更長，對焦需要更加精準，尤其是在8K大屏幕上的呈現(xiàn)，焦點問題也會被放大。

（1）由于8K鏡頭目前在市場上并未達到量產(chǎn)，可選擇的種類和數(shù)量有限，為了兼顧音樂會拍攝對鏡頭選擇的要求，此次直播使用了2支4K便攜鏡頭。在前期鏡頭測試中發(fā)現(xiàn)4K鏡頭在某些焦段會呈現(xiàn)色散，針對這一問題，在設(shè)計腳本時根據(jù)其特點，最大限度發(fā)揮其功能，增加近景、特寫及小全景的拍攝，避免廣角端的使用，圖10為4K便攜式鏡頭拍攝的全景畫面效果。

（2）考慮到8K畫面分辨率高，運動鏡頭數(shù)據(jù)量大等特點，在鏡頭進行推拉以及橫移時，要比拍攝高清時更穩(wěn)，速度更慢；對于畫面轉(zhuǎn)換中的疊畫效果也進行了虛化處理，從而保證畫面視覺上的流暢。

（3）采用BT 2020色域HLG HDR技術(shù)使色域和層次有質(zhì)的飛躍，甚至有一種裸眼3D的觀看效果。從轉(zhuǎn)播車上的8K顯示器上，確實能夠看到高清和4K攝像機無法拍攝出來的細節(jié)，舞臺上的樂器大都價值不菲，這些名貴的樂器在8K分辨率的畫面中熠熠閃爍，管樂的金屬質(zhì)感及弦樂的木紋紋理透出迷人的高級質(zhì)感，亮部和暗部的平衡和寬容度讓觀眾的視覺感官猶如親臨現(xiàn)場，這是8K的優(yōu)勢所在。

（4）音樂會的直播在鏡頭設(shè)計及組接、切換點的選擇上講究很多，小提琴主奏時，畫面不能切到長笛大管上，舒緩的樂句不適合頻繁切換鏡頭，某個聲部何時突出、指揮何時突出，種種細節(jié)都要對照總譜。同時，為了最大限度地展示8K的呈像優(yōu)勢，讓觀眾能更加直觀地感受8K的細膩和沉浸感，此次直播的分鏡頭腳本（見圖11）規(guī)劃根據(jù)不同鏡頭的特點來布局，打破了以往直播古典音樂會的一些習慣和定式，根據(jù)不同的音樂風格設(shè)計不同的鏡頭語言，特別設(shè)計了一些不同的角度和局部鏡頭。通過快切、俯拍等鏡頭的設(shè)計，觀眾看到樂手的手部細節(jié)、臉上的汗珠等畫面，有著極其豐富的視覺效果，每一個鏡頭都在傳遞著國家大劇院對于藝術(shù)品質(zhì)的追求。

圖10 4K便攜式鏡頭拍攝的全景畫面

圖11 分鏡頭腳本

2.2 視頻信號的制作

本次5G+8K直播，在滿足8K大屏落地收看的同時，還要將8K超高清直播信號下變換成高清信號實現(xiàn)全平臺網(wǎng)絡(luò)直播，并且收錄高清信號作為線上點播的保障。

下變換的高清信號為匹配8K素材拍攝，需要調(diào)整色域及HLG的不同所帶來的參數(shù)統(tǒng)一問題，即光圈增益差的調(diào)整。本次錄制增益差經(jīng)過實際測算對比，最終確定為-9 dB，兼顧了8K和下變換高清圖像的平衡和統(tǒng)一。

由于8K素材的數(shù)據(jù)量巨大，對收錄服務(wù)器的存儲空間和運算速度、編解碼器格式等都提出了更高的要求。本次高清多迅道錄制分為兩個部分，如圖12所示。一是將轉(zhuǎn)播車上CCU（攝像機控制單元）給出信號源通過SDI線纜將6路攝像機信號和車尾給出的PGM（切換信號）、PGM Clean（無字幕切換信號）傳輸?shù)紻VS服務(wù)器Venice S8收錄。按照國家大劇院線上演出常規(guī)制作標準，本次采用Apple ProRes 422格式錄制。收錄過程中，數(shù)據(jù)信號直接存儲在服務(wù)器本地硬盤中，演出結(jié)束后將服務(wù)器運回至中心機房，將錄制素材遷移至制作系統(tǒng)存儲。二是用1臺下變換器輸出4路高清視頻信號，包括2路單掛視頻信號和PGM（切換視頻信號）及PGM Clean（無字幕切換視頻信號），其中PGM（切換視頻信號）嵌入立體聲作為直播信號源播出。

8K視頻信號需要經(jīng)過兩次下變換處理成高清視頻信號，并嵌入8K轉(zhuǎn)播車錄制音頻信號，通過光纖傳輸高清直播信號至播出服務(wù)器。經(jīng)過測試音視頻出現(xiàn)聲畫不對位的現(xiàn)象，聲音和畫面相差6幀（約240 ms），聲音快于畫面。其主要原因是視頻兩次下變換造成畫面延遲，為了同時保證8K超高清直播及網(wǎng)絡(luò)平臺高清直播的聲畫對位，技術(shù)人員需要對加嵌的高清PGM（切換視頻信號）解嵌，對立體聲信號進行二次處理，通過高清直播調(diào)音臺加一定量的延時，并將延時后的立體聲與高清視頻信號加嵌，解決聲畫同步問題。

3 音頻制作的要點

本次5G+8K直播并未選擇業(yè)界先例少、實操經(jīng)驗少的NHK 22.2制式，而是選用更為得心應(yīng)手的傳統(tǒng)立體聲2.0制式，并且一切音頻工作圍繞此理念進行作業(yè)。此外，由于8K超高清拍攝方式所呈現(xiàn)的高畫質(zhì)，使得音頻工作人員在架設(shè)傳聲器等設(shè)備時需要更多兼顧音頻設(shè)備是否會對畫面產(chǎn)生過多干擾，以至于影響觀看體驗。

3.1 傳聲器的設(shè)置

本次傳聲器配置采用2.0立體聲制式進行拾音設(shè)計，主傳聲器采用AB立體聲制式，并采用1 m橫桿使雙全向傳聲器側(cè)展，以體現(xiàn)樂隊的宏大感、聲音廳堂感；對音量小的樂器增加補點傳聲器；觀眾席上方吊裝了一對KM183全向傳聲器，用于捕捉觀眾鼓掌等環(huán)境聲，為混音提供素材。

3.2 音頻系統(tǒng)架構(gòu)及工作站點分布

本次直播的音頻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖13所示，工作站點主要分為舞臺、8K轉(zhuǎn)播車（見圖14）以及影視部B2音頻控制室三個區(qū)域。核心機箱將接收自舞臺的音頻信號分為3路：第一路進入Tamura NT660主調(diào)音臺進行混音，并輸出立體聲混音信號至8K視頻加嵌設(shè)備以及各錄制（含備份錄制）工作站；另兩路分別進入主備兩套分軌錄制工作站（Pyramix以及Studio One，分別通過Dante以及Madi連接）。主調(diào)音臺對各個傳聲器信號進行處理（平衡、EQ、壓縮、延遲等）后，最終除了給出響度合適的立體聲混音外，還要將信號發(fā)送至不同的監(jiān)聽點，如P2、導(dǎo)播臺、車尾信號分布器等；同時片頭片尾的音頻播放文件也通過調(diào)音臺處理后在直播時進行實時播放。

圖12 信號收錄分配圖

圖13 音頻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖14 轉(zhuǎn)播車內(nèi)音頻控制室

4 5G技術(shù)的使用

此次直播是國家大劇院5G網(wǎng)絡(luò)建成（2020年8月1開通日）之后的首次投入使用。為了更好地保障此次直播在8個8K落地點的順利播出，積極對接移動做好核心網(wǎng)、傳輸、研發(fā)后臺方面的技術(shù)支撐，合理設(shè)計信號傳輸?shù)穆酚蒣1]，布設(shè)信號增強設(shè)備，每天對末端CPE及CDN分發(fā)進行12小時以上的不間斷測試，累計測試近百小時，根據(jù)測試情況不斷優(yōu)化調(diào)整設(shè)備參數(shù)，保障下行1 Gb/s、上傳150 Mb/s以上的速率，保障了各直播點、轉(zhuǎn)播車區(qū)域等重要場所5G信號的質(zhì)量。

5 5G+8K應(yīng)用注意的問題

此次8K應(yīng)用中還存在一些目前尚未解決的現(xiàn)實問題，未來國家大劇院要制作更多的8K節(jié)目，嘗試多種舞臺表演形式的拍攝，持續(xù)關(guān)注技術(shù)的更新，并加以掌握，提升自身業(yè)務(wù)能力，以找到更好的解決問題的方法。

（1）素材量龐大

本場直播的8K文件單軌記錄近兩小時素材，數(shù)據(jù)量達4 TB。如果需要后期剪輯和制作，8K素材的渲染時長基本上是素材時長的4～5倍，再加上相對復(fù)雜的特效包裝，則渲染時間會更長。這不僅對后期系統(tǒng)的配置要求是個考驗，對工作周期和整體拍攝工作的統(tǒng)籌調(diào)度也提出更高的要求。

（2）時碼不能同步

本次8K素材共收錄四軌，分別為PGM（切換視頻信號）、PGM Clean（無字幕切換視頻信號）及兩路單掛視頻信號。四路8K信號分別收錄在不同的錄制服務(wù)器中，其中僅有PGM（切換視頻信號）嵌入立體聲作為直播信號源播出。由于此次使用的5G+8K轉(zhuǎn)播車時間碼發(fā)生器與錄制服務(wù)器不兼容，無法做到多軌錄制時間碼同步。對于舞臺音樂類節(jié)目的后期制作，想要實現(xiàn)多軌編輯有一定的難度。因此，在現(xiàn)有條件下，8K直播對于超高清技術(shù)的應(yīng)用確實是一個最好的選擇。

（3）服化道的配位

8K技術(shù)挑戰(zhàn)的還不只是舞臺技術(shù)團隊。在超高清鏡頭的“逼視”下，舞臺上的每個細節(jié)都一覽無余，制作流程中任何一個環(huán)節(jié)的細微缺失都可能被放大。如果8K技術(shù)在未來廣泛應(yīng)用于舞臺表演領(lǐng)域，舞臺上的服化道及表演的藝術(shù)家們也需要更加細致與準確的妝發(fā)和表演，以及技術(shù)和物料的全面升級。

6 結(jié)語

國家大劇院此次直播是舞臺演出一次有益的嘗試。藝術(shù)貴在創(chuàng)新，影視創(chuàng)作是拓展舞臺演出空間的有效手段，將原有震撼的舞臺演出轉(zhuǎn)化為屏幕前的視聽盛宴，通過線上線下雙重途徑，讓越來越多的群體欣賞舞臺作品。這不僅需要科技手段的加持，也要求制作團隊運用更多的創(chuàng)新思維，為觀眾提供與線下不一樣的觀演感受。如何在觀演感受方面有所突破，或許將成為線上演出在未來發(fā)展中需要關(guān)注的現(xiàn)實問題。

隨著觀眾對視覺體驗要求的不斷提高，在國家大力推動超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的背景下，5G+8K技術(shù)的應(yīng)用是必然的，新技術(shù)與藝術(shù)的融合將進一步開拓文化發(fā)展的空間。

注釋：

① 國家大劇院線上系列演出網(wǎng)絡(luò)點擊量數(shù)據(jù)來源于國家大劇院官方統(tǒng)計。