2019央视春晚音频系统构成及制作解析

来源:用户上传      作者:冀虹

　　[摘要]介绍2019央视春晚的音频系统构成、特点，以及主会场与分会场的信号路由方式、5.1环绕声的制作。
　　[关键词]音频系统;信号路由;5.1环绕声;声音制作;自动混音器
　　文章编号：10.3969/j.issn.1674-8239.2019.07.006
　　2019中国中央电视台春节联欢晚会（以下简称“央视春晚”）总体框架与2018-'年类似，一个主会场加三地分会场，也是2019年央视春晚的亮点。主会场仍然在中央电视台现址一号演播大厅，三个分会场分别设在深圳、长春、井冈山。根据这一格局和对声音品质的要求，对于音频系统的设计方案，基于历届春晚制作的经验，在信号传输、环绕声制作方面做了重点改进。下面笔者就2019年央视春晚的音频系统构成、特点，以及主会场与分会场的信号路由方式、声音制作过程进行解析。
　　1音频系统构成
　　音频系统是以斯泰克数字音频网络系统为基础，基础构架如图1所示，可以实现系统内信号的互通互联，各个工位上的Aurus控制台面均可以自由调取系统内任意接口箱上的输入输出资源，实现I/0数据的共享。同时，可以很方便地利用这种系统特性进行直播的备份工作，例如播出调音台和扩声调音台将所有的输入源都分别选入各自的调音台;输出方面，播出调音台除将声音信号送至播出端（加嵌器、录机、监听等）外，同时也将声音信号送至扩声设备入口（功放、耳机返送发射器等），并将此OUTPUT路由存为一个场景（scene），当扩声台面出现问题时，播出调音台立即调取之前存好的场景，顶替扩声调音台面的功能继续进行直播。央视春晚音频系统除核心处理模块和接口箱外，主要由立体声播出调音台、高清5.1环绕声调音台、扩声调音台、返听调音台、800m2演播室的4K超高清5.1环绕声播出调音台组成。其中，5.1环绕声调音台主要为央视高清频道制作5.1环绕声播出信号;立体声调音台为央视标清频道制作立体声播出信号;扩声调音台和返听调音台为一号厅现场的观众、主持人和演员制作扩声和返听信号;800m2演播室的基于IP系统的LAWO数字调音台为央视4K超高清频道制作5.1环绕声播出信号。
　　系统内各调音台及周边数字设备的信号交换基本采用MADI的形式，本次春晚共使用了12组MADI路由，见表1。
　　其中，MADll和MADl5连接的是数字音频工作站（DAW）用于收录128路的主多轨音频信号;MADl4和MADl8分别为播出调音台、扩声调音台、环绕声调音台内信号交换的主、备MADI;MADl6与MADllO为送800m2演播室LAWO數字调音台4K播出系统的主、备路由;MADl2用于立体声调音台送返听调音台的路由;MADl7与MAD13分别为扩声调音台与立体声调音台挂载Dugcm自动混音器的路由;MAD19则是5.1环绕声调音台挂载WAVES SOUNDGRID插件的路由;MADlll与MADll2用于录制128路的备份多轨信号。
　　2主会场与三地分会场的信号路由方案
　　由于有四个会场，需要主会场与三地分会场连线，三地分会场也需要与主会场及其他分会场连线，如图2所示。
　　2.1三地向主会场的传输
　　各分会场回传至主会场的PGM播出信号的传输方式，采取主路为卫星传输、备路为光缆传输的方式，声音信号经总控送至视频解嵌器，再分别自主、备解嵌器取出。各分会场导播调机声回传至主会场导播控制台，同时将主会场导播调机声分送至各分会场，在此基础上，主会场的节目声及各分会场“-1”的节目声也需送至各分会场。
　　如果通过卫星或光缆传送，会存在较大延时问题，且三地与北京的距离皆不相同，时间延时量也不尽相同。这样主会场主持人在与三地分会场主持人实时对接时，势必存在对接之间的时间空白，即主会场主持人在“甩话”给对方主持人时，对方主持人经过1s～3s的时间才能听到声音并开口说话。另外，卫星信号的传输质量也会受到天气影响，当天气条件恶劣时（比如狂风大雨），信号有可能中断。光缆通路虽然比卫星信道稳定，基本可排除天气因素影响，但传输过程中的基站中转等因素导致的延时时间也不可小觑。
　　2.2主会场向三地的传输
　　2016年和2017年的春晚主会场送至各分会场“-1”的信号、主会场导演信号，采用主路为电话耦合器，备路为卫星、光缆的传输方式。经测试IP信号网络传输的时延最小，因此，自2018年起，采取主路为IP传输、备路为光缆及卫星的传输方式。
　　（1）经IP信号传输主会场导演调机声及各分会场导播声
　　主会场导演调机声通过打点的方式，经通话矩阵、IP网络传送至各分会场总控，各分会场总控再将其传送至前方通话矩阵。
　　（2）经IP信号传输“PGM-1”节目声
　　将主会场送往各分会场的3路“PGM-1”节目声送至主会场一号厅本地通话矩阵，总控自通话矩阵取出此3路声音，经IP网络分别传输至对应的分会场;各分会场的总控自通话矩阵取出主会场一号厅及其他2路分会场的声音混合信号，作为前方返送信号。传输路由为：主会场“PGM-1”信号一一号厅视频通话矩阵一光华路办公区总控（IP传输）一各分会场前方主控一前方通话矩阵一前方音频系统。
　　（3）经卫星、光缆传输“PGM-1”节目声
　　卫星传输路由为：主会场“PGM-1”信号→一号厅视频通话矩阵一光华路办公区总控（卫星传输）一各分会场前方主控一前方通话矩阵一前方音频系统;
　　光缆传输路由为：主会场“PGM-1”信号→一号厅视频通话矩阵→光华路办公区总控（光缆传输）→各分会场前方主控→前方通话矩阵→前方音频系统。
　　2.3信号路由方案的测试结果
　　为了测试IP、卫星、光缆三者的具体传输延时量，选择了3个时段分别进行3次测试，具体测试方法如下： 　　主会场将以间断性千周信号作为测试信号，分别通过IP、卫星、光缆传送给三地，三地分会场接收到测试信号后，按照主会场指令，分别将从这三个传输链路收到的间断性千周测试信号，通过PGM输出，再从卫星和光缆送回主会场。测试按照IP、卫星、光缆的顺序进行。
　　主会场发送给三地的间断性千周信号及三地分会场通过卫星和光缆传送回来的间断性千周信号，同时收录在Protools音频工作站里（如图3），通过波形对比记录时间差，计算得出6种传输链路的延时量。测试路由如下：
　　●主会场间断千周→IP网络→前方音频系统→卫星传输→主会场;
　　●主会场间断千周→IP网络→前方音频系统→光缆传输→主会场;
　　●主会场间断千周→卫星传输→前方音频系统→卫星传输→主会场;
　　●主会场间断千周→卫星传输→前方音频系统→光缆传输→主会场;
　　●主会场间断千周→光缆传输→前方音频系统→卫星传输→主会场;
　　●主会场间断千周→光缆传输→前方音频系统→光缆传输→主会场。
　　利用这6组数据，经过计算得出每种传输方式的单程传输时间量，从而选择延时量最小的传输链路作为主会场与分会场之间返听信号的主传输通道，其他为备用。经过三次测试，取平均计算得出结论，如表2所示。
　　根据3次测试的结果可以发现IP信号传输的优势是时延小，光缆次之，卫星再次。据此，最终主会场送至各分会场的PGM-1信号，采取主路为IP传输、备路为光缆及卫星传输的方式;而各分会场向主会场传送的PGM信号依旧采用主路为卫星传输、备路为光缆传输的方式。
　　对于前方各分会场，将通过IP传送过来的主会场PGM信号和三地各自送过去的“-1”PGM信号的混合声送给前方主持人耳返及舞台返听，如此主会场主持人与三地分会场主持人实时对接时，能达到最短延时量。
　　3声音制作
　　3.1音源
　　由于央视春晚语言类节目呈现越发复杂的趋势，无线传声器的使用数量也随之翻倍增长。2019年央视春晚的无线手持传声器、无线头戴纽扣传声器的通道数多达80个，超过历届央视春晚。
　　同样，播放的音频素材数量也达新高，经过统计，音乐与音效素材总数近200个。其中，很多背景音乐效果都需要几段素材叠加交替播放，这要求还音操作人员必须熟知所有节目的流程，具备清晰的思路、敏锐的反应和高度的专注。同时，还要与播出调音师密切配合。与往年相同，仍然使用2台360System即时硬盘播放机，播放所有立体声音乐素材，同时使用一台笔记本电脑作为所有素材播放的备份设备。
　　3.25.1环绕声播出的制作
　　3.2.1声音的拾取
　　为了使整个音频系统构架更加清晰明确，安全可靠性更高，备份方案简便易行，也为了让环绕声播出调音师能够专注于5.1环绕声的声场控制、下变换兼容性的把握以及细节上的处理等，立体声播出调音台将主持人传声器编组信号、无线手持传声器编组信号、头戴传声器编组信号、无线纽扣传声器编组信号、音乐编组信号、三地外来编组信号等通过MADI送给5.1环绕声播出调音台。5.1环绕声播出调音师则使用其单独架设或与立体声调音台共享的观众效果传声器，结合立体声调音台送来的编组信号进行环绕声播出混音。
　　中央电视台一号演播大厅作为历年央视春晚的主会场，可容纳约1000位观众，观众席分为大厅中央的主观众席区域、后区的44-包厢区域以及舞台前沿的圆桌嘉宾区域。观众效果传声器位置如图4所示。
　　为了能够均匀、全面地拾取到所有区域观众的反应，在主观众区域两侧架设了2支NEUMANN TLM 103大振膜心形电容传声器，中间架设了2支NEUMANNTLM 170大振膜电容传声器并将指向性打到了8字指向;在后区包厢观众席的上方借助万向臂安装了4支NEUMANN 140小振膜心形电容传声器;在前面的圆桌互动区域架设了2支打成8字的NEUMANN TLM 170大振膜电容传声器;在主舞台台口处架设了2支SENNHEISERMKH 416枪型超指向电容传声器拾取前区观众反应声音;在主舞台上下场口各架设1支SENNHEISER MKH 70枪型超指向电容传声器作为前区补充;同时也在观众席最后一排比较靠近中间的位置放置了1支DPA 5100环绕声制式传声器来拾取一个整体的环绕声环境。
　　3.2.25.1环绕声的混音制作
　　对这些观众效果传声器进行混音处理之前，先理清环绕声混音的基本思路。制作目标是要建立一个连续的、包围的环绕声声场，要有一种身临其境的自然感。在一些较大的场地内制作环绕声时，可以将这些观众效果传声器的作用分为两大类：声场环境类和气氛细节类。声场环境类的传声器主要拾取并表现的是演出场地内的环境声音信息（包括现场各种扬声器的串音、环境噪声、观众声音等）;气氛细节类的效果传声器主要拾取的是观众在观看节目中发出的反应声音（例如笑声、掌声、互动喊声等）。在2019年央视春晚架设的15支观众效果传声器中，DPA 5100可以被认为是声场环境类的传声器，用5m大传声器架将其摆放在观众席最后一排靠近中心的位置，由于其6个声道的相关性，一致性较强，因此，它的主要作用是表现整体声场效果，同时也起到一种声场“粘合剂”的作用。主观众席和圆桌区域的大振膜电容传声器主要作用是拾取较近距离观众反应的声音，同时又兼顾一些支撑中部前部声场的作用。包厢上方的电容传声器主要作用是拾取包厢内观众反应聲音，同时也兼顾支撑着后部声场。而舞台前区4支枪型超指向传声器主要就是为了从较远的距离捕捉圆桌互动区的观众反应（考虑到画面问题，传声器不能摆得过于靠近观众）。
　　在进行声像分配时，DPA 5100按照对应的6个声道进行分配，对于其他传声器信号，可以按照传声器摆放的实际位置来设置PAN，但应注意的是，尽量将传声器信号PAN落在环绕声声像定位器的四条边框上，同时要在听感上让这些传声器拾取到的声音均匀分布在整个声场，不能有“头重脚轻”的感觉。在进行音色处理时，也要力争做到真实自然。例如在真实世界中听到的来自前方、侧方以及后方的声音都是具有差异性的，因此，对于PAN到后方的部分传声器的高音要进行适量的搁架式衰减，模拟出来自后方的声音音色。对于表现声场环境的效果传声器在做低切时，可多保留一部分低频成分，令听感真实饱满一些，而对于MKH 416、MKH 70这种专门拾取观众反应声音的传声器的低切可以适当做得“狠”一些。同时，还可通过扫频的方法，将传声器拾取到的声音信号中比较“脏”的环境噪声、扩声串音等进行适量的衰减，使整个环绕声声场饱满但不浑浊。除此之外，为了令整体声场听感符合一号厅的环境和体量，还将部分观众效果传声器发送至Tc R6000中的5.1环绕声大厅混响中，模拟出一个较为真实的厅堂环境。 　　4关于自动混音器的应用
　　如今综艺晚会的语言类节目呈现出越来越复杂化、多样化的态势，一个语言类节目动辄几十名演员，还会辅以演唱、演奏、口技、舞蹈等多种表演形式。以2019年的央视春晚小品为例，至少有2个节目使用了10支以上的无线头戴传声器，再加上演员身上的备份无线纽扣传声器，一个节目的无线传声器使用量就超过了20支，并且还有同时说话的表演段落。这种状况对于播出和扩声调音师的操作是极大的考验，同时也会降低声音的信噪比和传声器信号回授前的传声增益。因此，为了提高电视播出和现场扩声的声音质量，在排练过程中使用了自动混音器Dugan。
　　Dugan Automixer自动混音器为电视综艺节目、新闻广播、脱口秀节目、礼拜堂、影视对白录音或任何涉及多支传声器和参与者的会议场景提供解决方案。Dugan自动混音器采用其专有的主动语音处理技术，可对编入一组多支传声器的增益进行实时自动控制，从而显著减少扩声系统回授、环境噪声和多个相邻传声器产生的梳状滤波效果;即使在多个表演者同时开口发声的情况下，它也能够保持一致的系统增益，并可以实现完美过渡的交叉淡入淡出，而不产生任何信号压缩，也不会有噪声门可能带来的喘息效应等不自然的声音效果。Dugan与数字调音台通过MADI数字连接方式，共有64个通路可供使用，均采用INSERT插入方式与传声器的逻辑通道相连。
　　笔者经过对硬件说明书的研究，关注到一个使用细节，厂家建议用户将INSERT的ROUTING（路由）点放在FADER推子后、压限器前，即信号源→放大器→延时→滤波器→均衡→推子→Dugan→压限器这个顺序。由于Dugan的作用类似于噪声门、扩展器，会将强电平的信号变更强，弱电平信号变更弱，如果让信号源先过压限器再进Dugan会令进入自动混音器的信号强弱电平差变小，导致Dugan对于强弱信号的识别率的降低，从而减弱自动混音的效果。而自动混音器放在调音台推子后触发，则大大提高了Dugan的識别效率，避免了其他无关信号的干扰，提高了安全性和操作简便性。经过实际使用体验发现，使用了Dugan自动混音器后即使所有推子都推到正常位置，整体声音也能够清晰通透，信号噪声比明显提升，扩声回授前的传声增益比不使用自动混音器提高了不少于3dB，梳状滤波器效应等相位问题也得到了显著改善。
　　5结语
　　中央电视台春节联欢晚会从1983年至今已经走过了37年的历程，它在见证中国文化大发展的同时也目睹了中国电视技术日新月异的变化，电视节目的声音制式从最初的单声道到双声道立体声，再到5.1环绕声，乃至现今热门的5.1.4三维声领域，声音越来越接近于真实世界中的声音。音频系统也从最初的模拟时代、数字时代，发展到当下的IP时代。2019年的央视春晚创造了两个“新高”，即无线传声器的使用数量和播放的音频素材数量。不断变革的是新技术的应用，不变的是对高品质声音的不懈追求与用声音感动观众的初心。伴随电视技术与艺术的和谐发展，中国的电视事业必将走向新的辉煌！
　　（编辑：杜青）
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