编者注：
第七届世界军人运动会开闭幕式通过文化与科技的深度融合与创新，以及4K+5G+VR的转播实践，给观众带来了身临其境的艺术享受，并用诗意的视觉语言体现“停”世界。 “以武取胜”的中国传统军事思想，传达了中华民族对和谐、和平、文明的追求。 本期专题为“军运会专题”如图所示民族运动会，深入剖析从现场制作到电视转播的全立体舞台设计，“以影代光、融合光与影”，以及音频公共信号的制作。 理念和方案实施等，展示了表演艺术与多种音视频技术的深度融合、光与影的融合。
今天给大家分享的是《第七届世界军人运动会开幕式音频公共信号制作》。
2019年10月18日20时，第七届世界军人运动会（简称“武汉军运会”）在武汉体育中心胜利开幕。 世界军人运动会是世界最高水平的军人综合性体育赛事，被誉为“军事奥运会”。 中央广播电视总台作为武汉军运会的主转播单位和最大的转播权单位，按照奥运标准全面开展公共信号制作和转播。 笔者参与了转播工作的前期策划以及比赛期间的信号制作。 下面对武汉军运会开幕式音频公共信号制作的音频制作系统设计和信号制作进行分析。
1 音频制作系统规划与设计
本届运动会开幕式是一项综合性活动，由运动员入场仪式、领导讲话、运动员宣誓、文艺表演等部分组成。 每个环节的完美呈现都需要现场表演团队和各技术部门的密切配合。 结束。 为顺利完成赛事信号制作任务，中央广播电视总台音频制作组（简称“音频制作队”）等技术部门自2019年2月起就参与赛事转播前期准备工作技术筹备协调组先后5次赴北京、武汉进行现场检查，积极会同中央军委执委会、导演组、场馆等制定开幕式公共信号制作规范物理资源网，广播制作系统结构、信号传输链路、广播安全应急预案。 与相关部门协调、沟通。 会议内容和拟解决的问题应尽快记录为会议纪要并存档。 最终，在各部门的制作和配合下，形成了全面、详细的转播技术方案和应急预案，为武汉军运会其他赛事公共信号制作提供了参考方案。
1.1
音频公共信号的生产规范
武汉军运会是大型国际综合性体育赛事，所有赛事的转播制作需要遵循相同的信号制作规范。 为满足不同转播商的制作需求，在提供高清（HD）公共信号资源的同时，还为开闭幕式、田径场等重大活动提供4K超高清公共信号资源。还有田径和海军五项。 针对4K超高清公共信号源，音频系统按照制作规格提供环绕声、立体声的8路音频公共信号。 详细信息请参见表 1。 对于高清公共信号源，音频系统按照制作规格提供立体声、公共解说的4路音频公共信号。 详细信息请参见表 2。
表1 4K超高清公共信号源通道设置
表2 高清公共信号源通道设置
1.2
音频制作系统的基本架构
为满足武汉军运会开幕式4K超高清公共信号和高清公共信号的制作需求，转播音频制作系统由4K超高清转播车和三维录音车，如图1所示。其中，3D录音车作为开幕式公共音频信号的主要制作系统（见图2），以及开幕式的内部音频系统4K超高清转播车作为音频公共信号的备份制作系统（见图3）； 而两套系统级的连接，在相互备份的制作关系下，最大限度地发挥了音频系统的制作能力，为声音艺术创作提供了更丰富、更多元化的选择，提供了可靠的制作保障。
图1 武汉军运会开幕式公共信号制作音频系统示意图
图2 3D录音汽车音响公共信号主要制作系统
图3 4K超高清转播车音频公共信号备份制作系统
1.3
有效声音元素的确定
在规划设计阶段，对制作中有效声音元素的分析至关重要，它影响到后续音频系统搭建中信号传输环节的设计以及最终声音制作的理念。 开幕式公共信号音响制作，主要声音元素来自仪式、文艺表演、场馆氛围、细节效果四大部分。
1.4
音频信号传输链路设计
本次广播制作任务中，音频信号传输链路主要由三部分组成：会场前端信号传输链路、制作端信号传输链路、终端信号嵌入传输链路（见图4）。 虽然主备音频制作系统均具有完整的IP系统架构，但出于信号制作安全性和相关技术成熟度的考虑，信号传输方式仍然基于传统的基带信号传输。 仅在制作系统内的监听、多轨录音等部分采用音频IP流信号传输方式。
图4 音频信号传输链路关系
场馆前端信号传输链路承担了开幕式公共音频信号制作中80%的信号传输工作，覆盖了各类音频制作信号的传输。 为避免现场复杂环境下音频信号长距离传输衰减、信噪比低、信号干扰等问题，传输优先选用主备单膜复合光缆前端信号与音频远端的链接 信号传输以I/O接口盒的形式完成，并根据生产需要合理分布在4类信号源集中区域。
同时，为了保证信号传输及相关生产的安全，重要信号源覆盖区域（如主席台、技术包厢、看台区域）均采用主备单膜复合光缆进行信号传输，还铺设多路模拟音频线，形成双路由保证，这样即使其中一条传输链路出现问题，另一条备份传输链路仍然可以保证后续系统的正常信号产生。 多路模拟音频线在信号的实际传输中只负责传输备用线路电平信号。 由于线路电平信号在长距离信号传输时比麦克风电平信号具有更好的信噪比，因此满足音频制作系统在备份状态下对信号源质量的制作要求。
开幕式公共信号音频制作端由3D录音车和4K转播车音频控制室组成。 两套音频系统既是主备制作关系，又是各种信号（如摄像机麦克风信号、远程I/O接口盒信号源、EVS信号源、环绕声和立体声公共音响）共享和传输的路由。主音频系统产生的信号源等）。 音频制作端系统之间的传输链路主要由一对主、备多膜光纤进行。 AES-10 MADI数字接口用于双向64通道信号传输。 还铺设了多通道模拟和数字音频电缆用于信号传输。 辅助链路形成双路由传输保障（见图5）。
图5 音频制作端系统之间的传输链路关系
终端公共信号的主备嵌入设备集中在4K超高清转播车技术领域。 为了保证制作终端的音频公共信号不会因附加链路和其他制作设备的干扰而形成隐患节点，三维录音车将产生的主公共信号直接传输到主嵌入设备通过多通道数字音频电缆控制转播车。 4K转播车音频系统产生的备份信号通过内部传输链路传输到备份嵌入设备。 双路由双系统设计，保证公共信号的安全生产。
1.5
声音信号源备份设计
对于重要直播信号的制作，在音频系统的设计过程中，除了信号传输链路的备份方案外，还需要考虑重要声源的备份设计。 开幕式中，最关键、最敏感的环节就是司仪、领导讲话、现场解说员的解说。 这些链接中的错误无法通过任何技术手段暂时弥补。 因此，为了保证信号产生的安全，满足双系统、双传输链路的设计要求，针对不同的重要信号源设计了两组或多组主备麦克风（见图1）。 此外，例如为拾取司仪话筒和领队话筒，还隐藏设计了“灾难备份”话筒，通过第三条应急传输链路同时传输至主、备制作系统，作为紧急情况备份。
现场解说员的解说设备由一组（2）个耳机麦克风和2个备用桌面解说麦克风组成，通过不同的模拟传输链路同时分配到主、备音频制作系统。 主备解说设备同时工作。 当主要设备出现问题时，解说员无需进行任何紧急操作，后期制作系统可以无缝切换到备用解说设备，确保万无一失。
2 声音制作的概念与实现
为了更好地呈现震撼、富有感染力的开幕式效果，工作人员希望巧妙地将嘉宾致辞、观众气氛、仪式表演、细节效果等声音元素完美融合，让电视观众体验到这场视听盛宴。盛宴就好像他们在那里一样。
2.1
声音制作理念
2.1.1 如何产生环绕声和立体声信号
根据武汉军运会信号制作规范，开幕式转播时需要同时制作环绕声公共信号和立体声公共信号。 为了保证两个信号源在听觉上具有相同的声像定位和相似的声场环境，环绕声公共信号的制作是关键，然后通过内部（缩混）完成相应的立体声公共信号制作。 ）生产系统的总线。 实现两者更好的兼容性。 母线设置如表 3 所示。
表 3 缩混总线设置
2.1.2 环绕声制作中的中置和低音声道
对于常规体育赛事的环绕声公共信号的制作，音频制作系统实际上只需要产生4.0声道的环绕声公共信号（即左前声道、右前声道、左环绕声道、右环绕声道），然后根据合理的声音和图像定位，将不同的声音元素一一分配到每个环绕声道。 中置声道一般是预留给各持权转播商接收公共信号后自行缩混解说声音，而LFE低音声音对于大多数体育赛事转播来说，并无实际信号需求。
但开幕式与普通体育赛事不同。 首先，更多的文艺元素贯穿开幕式，后半章更像是一场大型文艺晚会。 为了还原场景震撼的表现力，低频声音信号的需要是必不可少的； 其次，在开幕式转播过程中，专业解说员需要为观众实时解读文化节目的相关背景，比如电影中的旁白，起到串联各个环节的作用。 可见，仅仅产生4.0声道环绕声公共信号对于开幕式来说是不够的。 LFE低音通道和中置解说通道的声音制作也是重要的部分。
2.1.3 发声水平
在音频信号制作之前，对各个声音元素的层次进行了比较详细的划分，如图6所示。希望通过不同比例的不同层次的声音元素的混合，形成一个有宽度、有深度、有细节的开口。被恢复。 风格场景。
图6 声音的层次关系
2.2
完善的制作计划
在音频信号的制作过程中，为了准确还原和营造清晰震撼的开幕式场景，合理的声音设计至关重要。
2.2.1环境声场建设
对于环绕声音频信号的制作，构建整体环境声场的方式有很多种，可以通过不同格式的环绕声麦克风阵列、集成环绕声麦克风或点式麦克风组合来实现。
根据多次奥运会和国际赛事的转播制作经验，对于开幕式等大型场景的声音制作，采用环绕声麦克风阵列和一体化环绕声麦克风的制作方式并不适合。 众所周知，描述封闭空间声场特性的主要参数包括早期反射声和混响声，它们间接反映了空间的大小和声学状况。 在体育场、体育馆等大型封闭空间恢复声场时，由于场地的特殊性以及观众座位的周边分布，理想的状态是将主麦克风设置在场地中央，以拾取相对均匀的各类反射声音，从而创造出包围感更好、更真实的场景效果。 但实际情况并非如此。 首先，场地的中心区域往往是主要的核心表演区域，客观条件不允许这样的拾音设计。 其次，面对体育场馆等大型空间场景时，在考虑声场还原的同时还要考虑声场还原。 对于直达声和反射声的耦合如图所示民族运动会，按一定比例混合时，时延差异过大，会影响节目制作的最终呈现效果。 因此，如果采用环绕声麦克风阵列或一体化环绕声麦克风作为主麦克风来完成声音制作，则必须将主麦克风的位置重新规划在偏离会场中心的区域，或者其他合理的声音区域。必须采用制作方案代替，但主麦克风的位置必须改变，也会严重影响各通道拾取现场反射声的比例，导致声场还原不理想。
在武汉军运会开幕式主环境声场的建设中，基于以上原因，最终选择了多点传声器组合进行制作。 具体实施方案是，环境声场效果主要由9对18个电容麦克风组成，分别悬挂在开幕式场馆顶层的马场上，如图7所示，负责营造空间感和体育场的整体氛围。 每对麦克风均由一个 Audio-4050 大振膜心形麦克风和一个小振膜心形麦克风组成。 大振膜心形麦克风负责构建主声场，小振膜心形麦克风负责弥补大振膜麦克风的拾音范围，同时构建周围声场环境在体育场的顶层。
图7 拾取环境声场的麦克风位置
之所以在主环境声场的构建中选择大振膜麦克风，是因为它们通常具有更高的灵敏度、更宽的拾音角度、平滑的频率响应曲线、出色的低频表现和高频细腻度。 整体声音表现更加生动，音色更加温暖。 Audio-4050可以满足所有性能要求。 它还具有优异的性能指标，坚固耐用且结构紧凑，更有利于与大振膜主麦克风配合使用。
在吊装麦克风的过程中，每对中的两个麦克风尽可能靠近地固定在一起，以避免它们耦合造成的相位干扰问题，并根据实际环境调整两个麦克风的轴向角度。 在扩大垂直空间拾音角度的同时，利用麦克风之间的强度差来建立主声场环境和顶部声场环境的联系，从而获得更饱满的环绕声场。 此外，它还为3D录音车辆中的同步实验提供3D声音信号的制作服务。
制作时，18个麦克风拾取的环境声音根据“模拟人头”的聆听位置以及相应的声像关系和比例，依次分配到各个环绕声通道，从而实现声场的精确还原。
2.2.2 近场观众音效
近场观众效果声由安装在礼堂一楼的8只TLM 103心形大振膜电容麦克风和2只Audio-4050全向大振膜麦克风组成。 近场观众效果声拾音位置如图8所示。一楼前方观众看台固定8个心形大振膜电容麦克风，观众站在距离地面约3.5 m的两侧，通过修改后的麦克风支架。 他们负责近距离拾取观众气氛的效果音； 一楼观众席侧面和后方安装有两个全向大振膜麦克风。 与近距离拾取的观众气氛音效一起，补充了场景的低频延伸效果。
图8 拾取近场观众音效的麦克风位置
制作时，根据“模拟人头”的听音位置，将所有拾取的近场观众效果声音按照相应的声像关系和比例依次分配到各个环绕声道。 此外，全向大振膜麦克风还将为环绕声的LFE低音通道提供有效信号。
2.2.3 人声和音乐音效的声音制作
人声和音乐音效的声音制作主要包括直播、司仪讲话、领导讲话、运动员和裁判员宣誓、现场音乐和音效等。 其中配置4个带静音开关的动圈麦克风，用于现场广播； 司仪和领队配置4个超指向性麦克风，还隐藏2个MKE2全向微型领夹式麦克风，用于紧急备用； 每位选手和裁判均配备无线头戴式麦克风和无线领夹式麦克风作为备用。
在声音制作过程中，为了更好地控制不同声音元素的比例和细节，并有充足的备份资源，每个用于人声的麦克风通过无源麦克风分配器同时分配到现场扩声系统和主、主扬声器。 准备公共信号音频制作系统，以满足各自系统内的参数调整需要。 由于需要音乐音效信号根据现场实时情况进行淡出和切换，为了使现场与电视广播同步，现场扩声系统提供主、备立体声音乐组信号并传输到音频公共信号制作系统。 对于人声和音乐信号的声像定位，主要集中在环绕声的前左、右声道； 音乐音效也需要按一定比例分配给LFE低音声道，以提高环绕声公共信号声音的丰满度和低频表现。 力量。
2.2.4 细致音效的制作
在开幕式公共信号的制作中，庄严的仪式感和激动人心的细节效果是必不可少的。 无论是直升机航拍的配乐、国旗卫兵的清晰指挥，还是国旗升起的庄严时刻，都需要通过技术、艺术手法来精心打造。
为了配合开幕式航拍画面中展现的美丽城市风光和场馆外景，工作人员反复审阅开幕式视频素材，从音乐素材库中精心挑选合适的正版音乐，重新剪辑并使用了它。 为了展现护旗手的英勇军风，特为护旗手佩戴头戴式麦克风，利用拾取的声音元素发出细致的声音。 在五星红旗升起的瞬间，为了配合特写画面，特意准备了旗手掷旗的音效，通过声音表现强调画面中神圣、庄严的气氛。 开幕式会场不同地点的移动摄像机上隐藏安装了近10个超指向性电容麦克风。 它们与公共信号广播结合使用，再现了开幕式期间声音的每一个细节......
3 结论
武汉军运会的顺利举办是继2008年北京奥运会之后又一大型国际综合体育赛事。 这也是音频制作团队（见图9）近年来在环绕声直播信号制作方面的又一宝贵经验。 尤其让人满意的是，通过改进环境声场的拾音方案，制作端可以获得更加饱满的环境声效果。 同时，这个难得的机会也让我们尝试了三维声音信号的实时制作。 当然，也有因种种原因而感到遗憾的地方。 首先，从安全角度来看，IP音频系统架构在直播信号制作中没有得到充分利用，IP音频系统的制作优势和特点没有得到充分发挥。 其次，在三维音效的制作方面，还存在较大的不足，音效不尽如人意。 但所有这些得失都将为今后的工作改进提供宝贵的实践经验。 只要你愿意努力学习、学习，你就会进步。
图9 中央广播电视台音频设计团队