【论文转载】4K超高清转播车多元化应用实践

mabeleer

编者按：
江西广播电视台金明、汪兰、熊辉在《影视技术》发表的论文《4K超高清转播车多元化应用实践》中，系统阐述了江西台超高清2号转播车从系统架构、全媒体摄像机配置到信号调度、慢动作回放、应急备份等各子系统的建设与实战应用方案。
值得关注的是，该转播车专门配置了6套TVU One5G背包及配套服务器，依托TVU多网聚合智能路由技术，将多条5G链路聚合为稳定的高带宽传输通道，即便单张SIM卡信号异常或某一链路中断，也不会影响整体直播信号的连续性，为4K HDR等高码流内容的外场回传提供了可靠保障。与传统卫星车、微波车相比，这一方案在部署成本和时间成本上均实现了大幅优化，充分体现了轻量化、灵活化传输方案在大型转播车系统中的实用价值。特此推荐。






4K超高清转播车多元化应用实践
文/江西广播电视台 金明 汪兰 熊辉
摘要 ： 江西广播电视台超高清全媒体转播平台旨在打造一个集传统手段和新兴技术于一体、全方位、多平台的信息化、立体式全媒体技术支撑平台。江西台超高清2号转播车以车体轻量化设计、设备集成度高、系统兼容性高等优势为江西台80%的大型户外活动提供了强有力的技术保障。本文结合实际应用对4K转播车视频系统的整体架构和各个子系统组成做了介绍。
关键词 ： 4K SDI 架构；超高速下慢动作回放系统；应急系统；5G背包TVU
1. 4K超高清转播车的亮点和核心优势
江西广播电视台超高清转播车2号车（以下简称 “2号车”）按8讯道集成规模设计，侧内套侧拉1米， 地板错层，音频区没做侧拉。从车头到车尾依次为音频区、制作区、VIP区、强冷区、储物区，见图1。强冷区设备高度集成，设备都带有散热设计。工作门隔 声量30dB，强冷区机柜门隔声量35dB，导播区隔声量大于等于27dB，建声环境立体声。13P的空调容量及送、回风风道设计，为设备及人员提供适宜的工作环境。该转播车采用新型材料对车进行全面的减 重，对道路、桥梁承重要求降低，系统集成度高，线缆简化，整车部署灵活，机动性强。2号车系统基于4K SDI/12G与3G×4根同轴电缆式架构，基带信号以 ST-2110系列标准架构，基带信号采用了独立的SDI 架构，所有信号源分别进入切换台和矩阵，均有备份， 与超高清IP车系统形成可聚合、可拆分、互相兼容的系统，且两车和箱载可级联，为江西台设备采购节省不菲的开支。2号车可以快速地部署，架设和撤收时间大大缩短，在运营成本上，油耗/电耗更低，所需人员可能更精简。



图1 4K超高清副车转播车布局图
2.系统组成的应用
2.1 全媒体摄像机系统
“2025年跨越时空的旋律”是江西卫视携手俄罗斯于2025年9月倾情奉献的中俄歌会，录制地点在江西南昌的滕王阁景区。如图2所示，根据江西卫视频道的需求，采用了8个有线讯道，6个外来航拍信号，2个107倍长焦镜头、4个46倍长焦镜头、6个4K广角镜头，其中10号机位是由VSLink微波系统组成的斯坦尼康，斯坦尼康提供的一镜到底是很多综艺的名场面。CAM1-5、8机身为索尼HDC-3500，HDC-3500有全高清的分辨率、全域快门、优秀的肤色还原，是一款专业广播电视级的摄像机。CAM6是高速镜头，机身选用HDC-5500，HDC-5500是多格式摄像机， 不仅有高分辨率的传感器，且配备丰富的接口，涵盖 HDMI、视频TRUNK、网络TRUNK、4K prompter 等，并兼容主流通信协议。CAM1、CAM3、CAM4、 CAM8、CAM9均为长焦镜头，可远距离捕捉细节，且有强大的背景虚化功能，可增强画面氛围感。超高清转播车全媒体摄像机不仅种类多且兼容信号格式多元，其优势可见一斑。



图2“2025跨越时空的旋律”的机位图
2.2 信号调度系统
体育赛事转播是广电领域技术复杂程度最高、容错率最低的直播类型之一。江西村“BA”作为省内的重大型体育赛事对转播车的技术要求极高，要求全流程采用HD SDR制作。转播车配备SONY XVS-G1二 级切换台，满足三个键信号叠加输出的需求。PP级和 ME级分别有两个全功能键，一个是字幕键、动画转场 宏，另一个是双视窗，支持多层实时合成。超高清2号转播车通过超高清切换台和超高清矩阵输出信号调度， 切换台切出的4K SDR PGM信号进HDRC-4000下 变换为HD HDR信号，加嵌EMB视分后分到多个接口板。一路AUX信号给现场监看，信号流程如图3-4 所示。现场大屏需要监看各路信号，因此需要通过矩阵面板调度各种信号，其中矩阵池中包含高清和超高清信 号。大疆的航拍信号因格式很多，需要通过多格式转换器9600转换为50i信号后上大屏和4K超高清信号进切换台，信号流程如图5所示。



图3“村BA”现场大屏系统图



图4“村BA”调度流程图



图5“村BA”航拍录制信号流程图
2.3 超高速下的4K慢动作回放系统
江西台EVS慢动作回放系统具备可聚合、可拆分的灵活架构，有效释放了转播车内部空间。在江西农业频道的“村BA”体育赛事录制中，EVS搭配高速摄像机HDC-5500将节目中的高光时刻呈现给观众。
HDC-5500摄像机支持最高4K 2倍速、高清 3/4/6/8 倍速的多档高速录制。其中，4倍速的实现分为高清与超高清两种路径：高清方案部分线缆为固定连 接，而超高清方案直接进入跳线盘。如图6所示。
摄像机高清4倍速实现需在CCU WEB S05菜单中进行配置，具体操作方式如下：在FORMAT SEL中选择CAMERA FORMAT格式为1080/50P的4X然后把HDR MODE模式下off关掉，这样在输出SDI-OUT 中就可以看到信号的输出格式。如图7、8、9所示。
EVS 4倍速的背后接口图，如图10所示，5500摄像机和EVS背后接线，同时还需要接时码、同步线、EVS监看线。



图6 摄像机5500参数配置图



图7 CCU网页菜单4倍速设置图



图8 CCU网页菜单4倍速设置图



图9 CCU网页菜单4倍速设置图



图10 EVS4倍速背后接口图
2.4 多格式切换台和应急备份系统
江西台购置了超稳定的SONY XVS-G1二级多格式切换台，虽然体积小巧，但有丰富的过渡特技与切换转场，多格式切换台有两级PP级和ME级，两级都可多层画面叠加合成输出，包括画中画、宏动画转场、图文层叠加、虚拟抠像等功能键，确保了节目的品 质。多格式切换台可以兼容各种格式信号输入（HDMI/ SDI/NDI/IP 流 / 录像文件），可带帧同步进行上下变换输出到大屏监看及桌面的SDI外接口，高效便捷地解决了节目录制需求。
当直播过程中切换台突发故障或死机时，应急系统能够确保播出的连续性和稳定性。待主切换台恢复工作状态后，又可接管节目制作生产任务。首先将键混 DSK导到B路，这样就可在B路矩阵直接切出信号到末级PGM。
2.5 5G多网聚合背包
江西广播电视台购置了6个5GTVU多网聚合背 包及两台服务器。5G多网聚合背包是集成5G通信技 术和多网聚合智能路由算法的便携式直播传输设备，它 彻底改变了传统外场直播信号回传方式。5G背包核心优势在于消除单点故障，任何一张SIM卡出现问题或 信号不佳，都不会导致直播中断。并且有超高带宽的稳 定性，通过聚合多条5G链路足以稳定传输4K HDR等高码流视频，同时具有前所未有的灵活性&轻量化，与传统卫星车/微波车相比降低了部署成本和时间成本。
2.6 记录播放系统
为保证节目制作和播出的安全和效率，江西台购置了UtraMCR-X8K超高清录像机、多台UtraMCR 4K多通道录像机和UtraRP2-4K录放机，在整个机架柜上根据节目需求可拆卸，可重组灵活安装，灵活搭配导播台上下丰富的接口盘，可满足大型节目的录制播放需求。在“2025跨越时空的旋律”中，录制了14路信号，CAM1-13号的摄像机的高清信号，和HDRC-4000下变换出来的PGM信号。其中5号机电动轨道车、10号机斯坦尼康、11号机如影信号、 12号机与13号机航拍信号都通过FA9600进行上下变换、帧同步、色域转换。再通过灵活调度矩阵进入 UtraMCR-4K多通道录像机进行录制。多台录像机可以保证多讯道的同步录制、同步监看，并保证了讯道的时码、帧同步全部对齐，方便后期制作，且录像机内置音频矩阵，每个通道的音轨可以随时调整。
3. 总结与展望
轻量化4K超高清转播车从传统广电备用车转向“新一代主流制作平台”，尤其适合中国密集城市群的中小型活动。设备高度集成、高效散热、供电优化及无线化传输等关键技术都突破了传统转播车的上限，未来再引进5G+IP+云制作已成为主流趋势。未来轻量化4K超高清会逐步演变为“移动智能媒体中心”，成为超高清时代内容生产的核心节点。