作者 黄鑫

　　摘要

　　随着电视技术在不断发展，高清、环绕声也成了电视观众热议的话题。对于电视制作音响一线的录音师而言，如何制作高端的环绕声节目，同时兼容立体声、单声道效果，成了我们必须考虑的问题。本文从多个湖南卫视重点环绕声节目实践出发，讨论直播类高、标清电视的多格式播出音频技术。

　　关键字：同播、环绕声、下变换

　　一、环绕声直播的高、标清同播策略

　　高、标清同播，是指同一频道的节目内容，同时采取高清和标清两种格式播出。同播方式目前有三种：1、纯高清模式：完全采用高清播出，标清播出信号由高清下变换提供;2、独立同播模式：标清播出与高清播出共存，但完全独立;3、共享同播模式：标清播出与高清播出共存，高标清频道间部分素材共享。湖南卫视目前使用的是纯高清模式制作节目。

　　纯高清节目制作，在高、标清收视效果上的兼顾是不可能的，须有所侧重。根据同一频道标清、高清观众数量的变化，我们把高标清同播分为前期阶段和中、后期阶段。在前期阶段，高清的到达率还不高，频道的收视份额、广告市场主要还在标清，确保标清观众的收视效果，同时兼顾高清的收视效果。在中、后期阶段，已经发展了高清观众为主，这时就可以优先考虑高清观众的收视效果，同时兼顾标清观众的收视效果。当高清电视完全普及后，进入后期阶段。

　　从2013年的《快乐男声》高清环绕声直播到《2013-2014跨年演唱会》，再到《我是歌手》第二季决赛的“准”环绕声直播和《完罍归湘》环绕声直播，湖南卫视已经经历了多次综艺类环绕声节目直播实践。由于目前的高清用户在一线城市已经基本普及，所以在确保标清播出效果同时，更需保证高清频道的环绕声(及下变换立体声)效果。在实践中不断总结和尝试，保证高、标清播出正常时，尽可能确保两个播出平台的声音一致性。

　　以下将基于高清环绕声、标清立体声节目直播制作方式，讨论直播节目的同播整体规划和具体技术实施过程。

　　在这种架构下，高标清同播采用一个播出通道，包括节目上载和播出，平台只有一个，可以实现完全的高标清同播，优点是系统简洁、工作量小、成本较低，缺点是标清频道也通过高清播出系统进行播出，在需要应用较为复杂的上下变换策略时，灵活性不够，风险较大，同时无法适应同播初期高、标清频道不一定完全同播的需要。《快乐男声》、《跨年演唱会》等环绕声直播属非同播的典型案例。要做到正真意义上的环绕声高、标清同播，在音频信号的制作上需经过如下几个步骤：

　　1、高清环绕声制作/传输和标清立体声制作/传输有各自的路由关系，环绕声和立体声分开制作、分别播出，即高清环绕声、标清立体声节目音频信号的分播，做好将来同播的设备、人员准备;

　　2、高/标清播出音频信号间有部分共享的立体声信号，以确保高清用户的下变换立体声信号质量，保证高、标清频道的立体声声音一致性，但仍是两套节目声音;

　　3、将环绕声送高清环绕声播出，同时在播出机房将环绕声下变换成立体声，送标清编码和传输。这种制作方式已经从以前的标清立体声制作为主，兼顾高清环绕声跨越到了以高清环绕声(下变换立体声)为主，兼顾标清立体声(单声道)信号。

　　二、音频系统的构成

　　鉴于湖南卫视使用全高清模式的节目制作，大型直播类节目以立体声制作为标准，进行高清频道的立体声播出和标清频道的单声道播出。在立体声制作时，由播出调音台输出立体声信号嵌入至视频信号中，成为两个主/备播出加嵌信号送播出机房。播出机房将其中主路HDSDI信号分别送至：高清频道传输系统(立体声透传)和标清传输系统(播出端下混合成单声道)，节目信号经有线网络送到千家万户。

　　由于全国大量的电视用户使用的仍是立体声/单声道监听环境，于是我们针对环绕声节目制作重新设计了以上提及的高、标清音频信号流程图，在提升环绕声制作技术的同时，又确保大部分的用户聆听效果。以近期的环绕声播出节目为例，以下将讨论这种制作方式的特点。

　　1、音频系统与信号流程

　　各次的高清环绕声直播音频系统略有不同，刚开始以标清频道立体声制作(播出端下混成单声道)为主，尝试并不断调整着环绕声制作方式和技术，力图确保标清频道的单声道效果，兼顾、不断提升高清频道的环绕声效果。

　　直播使用了两个制作系统：DIGICO品牌的环形连接光纤制作系统和StageTEC品牌的双光纤环路转播系统。环形光纤制作系统将系统内各接口箱和调音台以“手拉手”形式连接，光纤双向传输音频和控制信号。当系统内的某根光纤或连接故障时，不会影响整个系统的音频信号传输。该系统内的各调音台单独调整自身各通道增益，互不影响。双光纤环路的转播音频系统则将接口箱、调音台之间以级联的形式连接，每一级都是两根光纤，双向传输音频和控制信号。当某根光纤异常或连接故障时，不影响整个系统的音频信号传输。

　　节目现场的无线/有线话筒、乐器、音源等信号经无源音分/话分后进入这两个系统中。环形制作系统主要由返听(monitor)调音台、乐队调音台、主扩(PA)调音台组成。返听调音台负责现场舞台各区域的监听、乐手和歌手的返听;乐队调音台负责现场乐队的伴奏混音和调试，输出立体声伴奏信号，作为外来音源信号送至SD、BD接口箱;主扩调音台负责现场的线阵列调音和台唇补声调音，并输出PGM立体声模拟信号至转播车，作为备份信号。

　　三套Pro Tools音频工作站录制内容有所区别：乐队调音台的音频工作站可以录制128通道，主要录制各乐器的分轨信号，彩排结束后，回放多轨素材进行再次调试;环绕声播出调音台的工作站可以录制128通道，主要录制各音源、声源的分轨信号;立体声播出调音台工作站可以录制64通道，主要录制各音源、声源的分轨信号。立体声和环绕声的工作站录制素材之间既有相同的信号，又有所区别：主要的无线话筒(手持和头戴)、伴奏录制在这两个工作站中，但近场观众效果和机头话筒录制在立体声播出音频工作站中，远场的观众效果、立体声话筒、环绕声话筒录制在环绕声播出音频工作站中。这三套音频工作站都可以将分轨素材回放至各调音台中，便于录音师在彩排结束后继续调试。

　　为了保证节目中高清下变换立体声和标清立体声效果的一致性，我们采取了主要信号的共享方式。从音频车输出立体声纯音乐到环绕声播出调音台，两个调音台再对纯音乐添加立体声和环绕声观众效果，于是相对音乐部分而言，使用同一个立体声信号源来保证高清、标清频道的立体声一致性。从分播到信号共享，往高、标清同播更靠近了一步。

　　2、播出信号流程

　　环绕声和立体声播出使用的是StageTEC系统，通过共用的NEXUS矩阵控制就可以完成环绕声主、备信号的切换。高清和标清播出都有各自独立的主、备路信号，当出现异常时，由转播车的音频工程师完成各项应急操作。图中绿色箭头为高、标清共用的立体声音乐信号，确保高清下变换立体声和标清立体声效果一致。

　　3、音频信号传输与编码

　　3.1转播车到播出机房的信号传输

　　环绕声、立体声直播播出方式如图所示：

　　16CH转播车输出4路HDSDI信号，分别嵌入2套环绕声5.1CH和2套立体声2.0CH信号，图中红色为主信号、蓝色为备份信号。

　　两套高清环绕声5.1CH HDSDI信号经播出机房切换后输出高清5.1CH的HDSDI播出信号送编码传输。高清机顶盒的光纤输出口解出环绕声分离信号;机顶盒模拟接口输出立体声信号;两套高清立体声2.0CH信号经播出机房的视频下变换和音频下混合成双声道送标清播出。直播时，高清用户可以用环绕声或立体声监听、标清用户监听双单声道信号;重播时，高清用户只能监听立体声信号(直播版本的标清立体声源)、标清用户监听双单声道信号。

　　这种路径改变了湖南卫视的全高清播出系统，纯高清模式的播出系统中只有两个作为主、备路的HDSDI信号，这样的立体声播出模式是根据目前标清用户占大多数、高清立体声用户逐渐增多，高清环绕声用户较少的观众群得来的。

　　传统的两路HDSDI(立体声)播出信号能够并满足了绝大多数的标清用户的需求，新增的两路HDSDI(环绕声)为了兼顾高清环绕声用户的需求。为了提高安全级别，当环绕声制作或传输故障时，可以在播出机房使用图中HD+2.0主/备加嵌信号送高清频道播出。严格意义上来说，这种节目制作方式属于高、标清分播制作方式，两种格式的播出信号分别进入各自的播出系统。但目前处于环绕声直播的初级阶段，而且更需要注意的是，高清频道的环绕声直播，就是为了兼顾少量的高清环绕声用户，而使所有高清立体声用户听环绕声下变换的立体声，下变换的好坏直接影响所有高清立体声用户。为了少量观众的环绕声效果有可能影响大部分高清立体声用户，做环绕声到底值不值?答案是肯定的。目前处于高、标清环绕声同播的起步初级阶段，根据本台情况和当下标清用户占大多数的现状，我们采取了从分播的模式开始，尝试环绕声直播，经过不断实践和总结找方法，通过高、标清分别制作分别播出，逐渐过渡到目前的音乐立体声信号高、标清共用播出，确保高清下变换立体声和标清的效果，从而最终走到高清环绕声与标清同播的道路上来。

　　3.2 编码与传输

　　两种格式的播出加嵌信号经播出机房的总控系统，经传输部门的音、视频编码送至各网络公司，最终到全国千家万户。以高清传输为例，HDSDI信号将经过如下路径：

　　高清节目传输路由

　　一、 高清节目5.1声道处理方法

　　在上图路径的各个传输环节，除AC-3编码外，都没有对音频信号进行任何增益或者动态上的调节，音频信号在传输过程中处于透传的模式。即在环绕声节目制作时，在确保环绕声混音正常时，还需要进行编码后的仿真监听，确保混音的效果与编码后效果一致。

　　三、环绕声高、标清同播的实施方案

　　1、不同传输模式的环绕声直播比较

　　全国高清频道选用的音频信号传输方式主要分为编码传输和PCM信号传输两类，这两类的制作特点如下：

　　1.1 采用编码方式传输的环绕声系统

　　HDSDI嵌入音频的1、2声道为PCM立体声声道，3、4声道为Dolby E音频。播出端解嵌器的AES2 输出为Dolby E音频，当播出环绕声节目时，杜比E解码器会自动识别这路杜比E信号，进行解码，将解码输出的5.1音频与元数据一起送给杜比数字编码器进行5.1编码，此时具有5.1接收系统的用户将听到5.1环绕声，普通用户将听到根据元数据下缩混之后的立体声;当没有环绕声节目时，Dolby E解码器会自动将解嵌器AES1输出的PCM立体声音频路由至杜比数字编码器1、2声道，同时自动输出声道设置为2.0的元数据给杜比数字编码器进行2.0编码，此时用户将听到立体声。

　　元数据从制作域到播出域、传输、编码，到最后用户端，贯穿整个音频信号传输路径，调音师可以在节目制作端直接更改元数据参数从而影响用户端机顶盒的输出。

　　1.2采用分离多声道方式传输的环绕声系统

　　HDSDI嵌入音频的1-6声道为环绕声的六个声道，其中1、2声道在没有环绕声节目输入时，作为普通立体声节目的左右声道。播出端解嵌器的AES1、AES2、AES3输出多声道环绕声PCM音频，送至音频数字编码器统一进行5.1编码。当节目本身是5.1时，直接编码为5.1数字码流播出，具有5.1接收系统的用户将听到5.1环绕声，普通用户将听到下缩混之后的声音;当节目是立体声时，仍编码为5.1数字码流播出，用户将听到立体声节目。系统根据对AES2、AES3有无信号的判断，完成环绕声、立体声的播出转换，因此，单声道和立体声成品节目中，3、4、5、6声道不能混入不必要音频信号，以免造成播出事故。

　　元数据不随音频码流传输的方式中，只在制作端仿真监听，透传经过播出系统，在传输前编码进入有线网络，湖南卫视就是采用的这种传输方式。

　　1.3 两种方式的对比

　　1.3.1 采用Dolby E编码格式的环绕声制播系统

　　优点：Dolby E采用AES协议，可以嵌入SDI信号中传输，可以支持磁带录制与磁带节目交换。采用Dolby E编码格式的环绕声制播系统可以实现环绕声自动兼容立体声播出，元数据可以从Dolby E到Dolby Digital平滑地传输。录音师可以通过调整元数据实现对不同类型接受终端的兼容。目前该制播体系国际上应用广泛。

　　缺点：系统相对复杂，设备成本较高，Dolby E编、解码器有1帧延时/次，每次编、解码需确认声画同步。

　　1.3.2 采用多声道方式传输的环绕声制播系统

　　优点：系统相对简单，可充分利用现有资源，减少设备投入;可以实现环绕声、立体声混合播出。调音师可根据同一套元数据参数完成环绕声或立体声节目的直播，无需调整元数据参数。

　　缺点：录音师无法在制作端写入元数据，无法通过元数据将录音师对节目兼容性的考虑传输到终端，只能根据AC-3编码元数据在制作端进行仿真监听并做出实时调整。

　　2、高、标清同播的必经之路

　　随着技术设备和人员技能的不断升级，对于高、标清同播的音频技术来说，可以分为三个阶段：

　　兼容阶段：重点关注大型直播类立体声节目，兼容标清播出的单声道和本台的其它单声道节目;

　　混播阶段：环绕声直播类节目的制作，在确保下变换立体声质量的时候进行。为保证全国大部分的标清电视用户，使用另外一套标清电视音频制作系统，单独提供标清播出音频信号，即同一个直播节目有两种格式的节目声;

　　同播阶段：将高清环绕声播出系统输出的信号下变换到标清播出，实现纯高清环绕声制作。

　　目前国内的环绕声节目处于第二阶段，包括直播类与录播类，要步入第三个阶段，仍需要更多的节目实践与积累。高清制作环绕声、标清制作立体声，但在大部分用户家庭中，高清听的是模拟立体声，标清是模拟单声道，制作高端但用户“消费”不到，也需要高清电视的发展、环绕声效果的不断推广、电视观众的需求慢慢提高等因素不断提高，来最终达到。

　　3、环绕声节目高、标清同播规划

　　以环绕声制作为中心，输出一套环绕声信号至高清和标清频道。高清频道直接将环绕声信号进行AC-3编码，经编码、传输后送至千家万户。在标清频道播出中，先进行环绕声下变换成立体声，立体声再转单声道，两次下变换后经编码、传输送标清用户。高清用户利用机顶盒HDMI接口或S/PDIF接口，连接具有AC-3解码的功放输出环绕声信号;或者利用模拟接口输出机顶盒下变换的立体声信号。标清用户只能监听双单声道信号。

　　录音师在混音端可以监听环绕声、立体声、单声道信号，还可对比监听DP570的多格式仿真监听效果，并作出实时调控。这种高、标清同播制作播出方式可以根据用户的高清、标清占有率来作出相应混音方式的调整：当高清立体声用户占绝大多数时，录音师以立体声为主来混音，兼顾单声道和环绕声;当高清环绕声用户占绝大多数时，以环绕声为主来混音，兼顾立体声和单声道。

　　对比上图，若采用Dolby E编码格式的环绕声节目同播的区别在于先对环绕声PGM进行Dolby E编码、传输，并在进行AC-3编码前解码。此时可调整元数据参数，使元数据贯穿制作端到用户端。

　　参 考 文 献

　　1、电视台数字化网络化工作组.《电视台数字化网络化建设白皮书》，2009年;

　　2、黄伟，李叔安.《湖南卫视高标清同播的战略规划与技术实施》，2009年

　　3、www.dolbysupport.com

编辑：易灵巧