云轉播技術在廣播電視工程中的應用

■江西廣播電視臺：劉小飛

近年來，云轉播技術在廣播電視工程中的應用逐漸頻繁，相較于傳統的轉播技術，云轉播具有輕量化、實時化、云端化和遠程化的優勢。隨著技術發展的日臻成熟，云轉播技術將給廣播電視制作帶來顛覆性的改變，幫助廣播電視媒體更好地服務廣大觀眾，為觀眾提供畫面清晰流暢、視覺效果突出的優質節目。本文從技術架構、功能優勢和應用場景等角度介紹了云轉播技術在廣播電視工程中的具體應用。

1. 云轉播的概念和技術架構

1.1 概念

云轉播技術是一種基于云計算技術、AI技術和5G傳輸技術的廣播電視工程技術，主要應用于廣播電視的信號傳輸和轉播，能夠實現廣播電視工程設備的云端化和制播人員編輯處理工作的遠程化。

其技術原理和工作流程如下：首先，在電視節目現場完成素材的拍攝工作，并將所攝制的音視頻信號借助網絡傳輸技術上傳至云端；其次，轉播商和工作人員在云端服務器上對音視頻素材進行編碼、處理，形成完整的節目內容；最后，再次通過網絡將處理完成的信號傳輸給電視或網絡終端供觀眾觀看。云轉播技術的核心在于云計算平臺，通過云端實現電視節目信號的遠程傳輸、云端處理和信號轉播，在降低電視節目制播成本和轉播設備成本的同時，顯著提升了工作效率和工作質量。

云轉播技術在2021年東京奧運會上首次投入使用，與傳統的電視轉播技術相比，技術應用邏輯存在較大的差異。在傳統轉播環境下，電視信號轉播對設備要求較高，需要現場設置專門的傳輸線路，并采用專業化設備設施，建設和維護的成本極高，人力需求也比較大。而云轉播技術依托新興的技術手段，對現場線路和設備的依賴度較低，只需要現場覆蓋良好的網絡傳輸信號，即可通過云計算平臺完成轉播工作，大幅降低了電視轉播成本[1]。在信號傳輸速率方面，傳統的轉播技術依靠的是物質化的傳輸線路，技術水平較低，很容易出現信號延遲、帶寬不足等情況。而云轉播技術依靠5G網絡、云計算技術的強大性能，信號傳輸速率極高，延遲低、穩定性強，還具有彈性擴容能力。在電視節目制播方面，傳統轉播技術的工作機制很難滿足跨地域、多主體協同模式，導致工作效率低下、工作沖突較多，協調難度很大。而云轉播技術模式下，各轉播商對音視頻信號的處理較為自由靈活，多地協作模式開展順暢。

當前，云轉播技術主要面臨的難題在于網絡傳輸模式下信號和數據的安全性問題以及傳輸網絡的可靠性問題。隨著新技術的不斷成熟，這些問題將得到逐步地改善。

1.2 技術架構

云轉播技術的核心和關鍵在于云計算平臺，此外還需要5G、大數據、AI等技術的支撐。從技術架構來看，云轉播技術主要包含四個層面，即采集層、編碼層、云端制作層和播出層[2]。①采集層。這一層主要負責電視節目的音視頻信號采集工作，除高清攝像機、4K超高清攝像機以外，還可以采用5G手機、ARVR全景攝像機等進行拍攝，在這個過程中，需要授權并獲取推流地址，便于后續的編碼和傳輸工作。②編碼層。在完成信號采集后，需要通過云轉播背包等設備將音視頻信號進行編碼，并轉換為IP視頻流，經由5G無線網絡、光纖等傳輸至云計算平臺。③云端制作層。云端制作層即超高清云轉播平臺，涵蓋了三部分功能模塊，分別是云采集模塊（包括直播流管理、流媒體分發等功能）、云制作模塊（包括字幕包裝、CG圖像疊加、運營服務等功能）和云內容管理（包括導播臺管理、通道錄制、轉播監控等功能）。在云轉播模式下，云轉播平臺與遠程制作中心將實現協同配合，完成直播、導播、協同制作等內容。④播出層。制作完成后由播出層實現內容分發。首先將信號傳輸給使用端，即各類廣播電視媒體、互聯網視頻平臺、自媒體平臺等等，完成版權保護和質量監控工作。之后，經過授權并獲取拉流地址，將節目信號傳輸給各播放端，包括電視端、移動端、PC終端等等。

2. 云轉播技術在廣播電視工程中的應用優勢

對于重大活動賽事而言，電視轉播工作的效果直接關系到宣傳、服務等多個層面，主轉播商需要根據持權轉播商的需求提供相應的服務。首先，需要考慮到信號傳輸、制作等層面的便捷性。為了做好電視節目，持權轉播商通常需要多地協同，既要派工作人員到新聞現場，又需要工作人員在本地完成信號制作。其次，需要考慮到轉播商的成本支出和收益。主轉播商應當從設備、人力、效率等多個角度考慮持權轉播商的成本投入與收益比[3]。最后，主轉播商應當為持權轉播商提供多元化、高質量的內容素材，單邊信號和制作工具，盡可能提升持權轉播商的工作效能。在這種情況下，應用云轉播技術具有多個層面的優勢。

2.1 靈活性優勢

靈活性是云轉播技術最重要的優勢之一，徹底擺脫了傳統轉播技術在設備、工作模式、時空等層面的復雜性，為廣播電視節目的轉播提供了優質的資源和服務。具體而言，云轉播技術的靈活性體現在地理位置、轉播設備、制作方式等層面。

（1）時空靈活性。借助云計算平臺，電視節目的錄制、制作徹底擺脫了遠程工作、多地協調的時空約束，為媒體從業者帶來了極為便捷的工作體驗。

（2）設備靈活性。不同于傳統轉播方式的復雜設備，云轉播技術對于設備的要求較低，能夠適應不同場合、不同規模的電視節目制播。以東京奧運會的轉播數據來舉例，轉播中心場地縮減四分之一，工作人員減員近三成，大幅減輕了轉播團隊的人物力消耗。云轉播技術不需要現場鋪設傳輸線路，安裝轉播設備，而是采用5G云轉播背包來完成信號傳輸和轉播工作[4]。5G云轉播背包具有體型輕巧，功能強大的特點，能夠實現電視音視頻信號的采集、編碼和傳輸。5G云轉播背包首先將輸入信號進行快速編碼，然后轉換為IP視頻流并借助多鏈路實現聚合傳輸。在節目現場，各個機位的音視頻信號全部使用5G云轉播背包編碼形式，全方位實現輕量化采集和生成，機位部署的靈活性大幅增加。為了保證信號傳輸的穩定性，云轉播技術還支持帶寬的彈性擴展，一旦節目的帶寬需求有所增加，可以立刻進行拓展。

（3）制作靈活性。在云轉播模式下，所有的機位信號都將上傳到云計算平臺，這就意味著這些信號能夠批量復制并提供給多個云端導播臺進行制作。根據節目需求的差異，每個導播臺能夠運用不同的導切和制作方式，從而實現同一個節目現場的多個版本的生成。

2.2 共享性優勢

云轉播技術最大化地實現了資源的共享化和高效利用。從實物資源來看，節目現場不需要再投入高昂的專業設備和傳輸線路，減少了采購和維護的支出。而在云端平臺上，多套電視節目能夠共享平臺的計算能力和存儲空間，有效降低了資源浪費的可能。轉播商和節目制作團隊還可以根據實際需求來購買相關的服務，可以只選擇節目所需的部分信號資源，不需要全部購買，從而減少非必要的開支和成本投入。資源優勢讓云轉播技術成為廣播電視行業更加具有經濟效益的選擇，為技術的長遠發展奠定了牢固基礎。

2.3 效率性優勢

云轉播技術還具有效率性優勢，更加契合節奏越來越快、大眾時效性需求越來越強的現代社會。借助5G通信技術的高速率和互聯網技術的高效計算能力，云轉播技術大幅提升了節目傳輸的穩定性和即時性，加速了制作的效能。同時，云轉播技術還能夠支持遠程工作和多地協同，有效提升了廣播電視節目團隊之間的協作效率。只要有網絡覆蓋，制作人員能夠在世界的任何一個地方對云端存儲的IP視頻流、制作工具進行訪問和應用，不僅加快了節目制作效率，還提升了節目的可看性，輔助廣播電視媒體為廣大受眾提供更加優質的服務[5]。

3. 云轉播技術在廣播電視工程中的具體應用

3.1 云轉播技術在體育節目轉播中的應用

云轉播技術最早出現在東京奧運會之中，此后2022年的北京冬奧會、2023年的杭州亞運會也都采用了阿里云的云轉播技術?？梢哉f，云轉播技術為重大體育節目的轉播帶來了顛覆性的改變。在體育賽事轉播的過程中，云轉播技術的突出優勢主要表現在三個層面。

首先，云轉播技術實現了多視角的快速切換和實時圖文混播。觀眾在觀看體育賽事的過程中，不僅需要欣賞運動員的英姿，還需要對賽程、比賽數據進行了解。云轉播技術為觀眾的節目收看提供了全方位的視角切換和圖文切換，觀眾可以自主選擇[6]。隨著人工智能技術、數字人技術的融入，云轉播技術還將探索多屏多聲解說服務的提供，在觀看過程中，觀眾可以按需選擇人工智能解說和真人解說。

其次，云轉播技術提供了3D追蹤技術。在傳統轉播模式下，觀眾收看比賽只能原速觀看實況以及慢速觀看回放，對于運動員的運動軌跡、動作細節捕捉不夠，使得觀看效果不佳。通過云轉播技術的3D追蹤技術，能夠在比賽過程中給觀眾提供運動員的實時表現視角，動作定格、多角度回放，呈現類似于“子彈時間”的視覺感受。這種技術并不需要使用動態傳感器，只需要通過普通攝錄機拍攝畫面，再使用人工智能、計算機視覺技術，在拍攝主體生成3D網格，再通過智能算法進行3D建模，給觀眾呈現精彩絕倫的視覺效果。

最后，云轉播技術實現了遠程無人混合采訪。體育賽事有較多的采訪環節，但隨著遠程操作的增多，賽事現場的工作人員越來越少，記者的采訪任務較重；同時現場混采也存在人員混雜、收聲效果不好等問題。云轉播的遠程無人混合采訪技術是通過視頻采集設備和顯示屏實現運動員和記者的遠程采訪和連線，賽事現場只有運動員和相關設備，記者則在遠程進行連線訪問，然后通過云端制作將記者和運動員的畫面剪輯在一起，呈現給觀眾[7]。

3.2 云轉播技術在綜藝節目轉播中的應用

云轉播技術在綜藝節目中的應用也越來越多。相較于體育賽事，綜藝節目在制播特點、節目風格上有較大的差異，對于云轉播的制作技術需求也截然不同。

首先，云轉播技術為綜藝節目提供了遠程協同的可能。很多綜藝節目，尤其是文娛晚會類節目往往包含多個現場，不同現場之間要實現精密的配合和切換就需要節目制作人員具備良好的遠程協同能力。云轉播技術的多線程實時傳輸為主會場、分會場的同步傳輸、播出提供了可能。

其次，云轉播技術為綜藝節目制播提供了豐富的制作技術。與其他節目不同，綜藝節目對后期制作的依賴程度比較高，特效、背景音樂能夠有效放大綜藝效果，給觀眾以幽默趣味、輕松靈動的收看感受。因此綜藝節目在制作時，需要借助到大量的后期素材，且制作時長比較長。云轉播技術不僅給綜藝節目制播提供了大量的數字化、智能化制作技術，還將剪輯、后期所需的素材全部上傳至云端，便于工作人員進行實時的渲染、拼接和編輯。云計算平臺的強大算理和高速處理能力能夠優化綜藝節目的后期制作流程，提升工作效率。

最后，云轉播技術為綜藝節目提供了多種互動體驗。很多綜藝節目都屬于強互動型節目，從棚錄綜藝的現場觀眾互動，到云錄綜藝的實時連線、網絡直播互動，都能夠看出綜藝節目的互動屬性。云轉播技術為觀眾的參與提供了云端平臺，提供了連線、投票、彈幕等多種互動形式，顯著加強了觀眾的參與體驗[8]。

3.3 云轉播技術在新聞節目轉播中的應用

作為民生新聞媒體，云轉播技術高效助力我們實現高密度的日常新聞事件直播，顯著增強了新聞節目的時效性。此外，憑借其靈活性、遠程協作等技術優勢，云轉播技術為電視新聞節目的轉播提供了多個層面的輔助。

首先，云轉播技術降低了新聞轉播設備上的負擔。過去要進行新聞轉播，需要依靠重裝備轉播車、轉播設備等，還需要一整支新聞團隊的共同努力，人力和物力投入較大。云轉播技術下，新聞記者僅依靠一臺5G手機、一個云轉播背包即可完成采訪、報道等任務，大幅度精減了人力和設備的投入，讓新聞報道更加具有靈活性。

其次，云轉播技術實現了新聞報道的快速響應和實時更新。很多新聞事件具有持續性、變化性特點，需要編輯記者進行長時間的調查和報道。在云轉播技術的輔助下，記者可以根據新聞事件的發展脈絡，隨時對報道方案進行調整，并通過云端制作平臺對新聞內容進行實時更新，大幅提高了新聞節目的時效性。

最后，云轉播技術提供了多地協同的報道模式。對于兩會等大型報道而言，多視角、多場地的報道模式是比較常見的，云轉播技術的多地協同報道模式能夠為不同地區的記者和工作人員提供協同報道的平臺，多方主體能夠在云端實現新聞素材的共享，有效豐富了節目的報道視角和新聞內容。

4. 結束語

目前隨著電視節目4K、8K超高清的發展，對云轉播技術及下一代移動通信又提出了更高的要求。云轉播技術也將云計算、AI、5G等先進技術的迭代升級中更好的為廣播電視事業提供低成本投入和高收益的轉播模式，為廣播電視媒體的長遠發展提供了有力支持。當前云轉播技術在各類型電視節目中的普遍廣泛應用，不斷提供優質、精美的電視節目，服務觀眾美好生活。