近年來，各大視頻網站、直播平臺對體育賽事轉播版權的爭奪越來越激烈，精彩的賽事也為其帶來巨大的點擊量和收益。騰訊體育為了高質量地完成各項賽事直播，為廣大觀眾呈現高清晰度、流暢、配有專業解說的精彩賽事，提高用戶體驗，樹立騰訊體育優質、專業的品牌形象，在首鋼園區建設了專用的賽事直播演播室。項目建成后，可以滿足騰訊體育全年每天24小時不停機直播賽事的使用需求。
1 演播室概況
本項目在首鋼園區內，利用原來的廢料存儲筒倉改造成演播室。筒倉為圓柱形，筒倉內直徑21 m，筒內地面高-4 m，筒頂高18 m。首鋼建設集團根據騰訊體育的規劃需求，將筒倉分割成B1層、1層、3層，共設計6個演播室和3個解說間，能夠同時進行9場賽事的直播。其中，B1層為技術用房，包括導播室、中心機房、總控室、3個解說間、配電室等；1層為1間242 ㎡演播室和1間205 ㎡演播室；3層為1間140 ㎡虛擬演播室及導播室、3間40 ㎡演播室及導播室。演播室配備IP化高清視音頻系統、全自動高清攝像機、全自動跟蹤和AR（Augmented Reality，增強現實）系統以及滿足未來4K標準的燈光系統。
2 方案要求
騰訊體育賽事直播任務繁重，幾乎每天不間斷地使用演播室。同時，賽事直播具有流程基本固定、鏡頭腳本固定、燈光變化簡單等特點。因此，在系統設計之初，騰訊體育提出盡量減少演播室運營工作人員數量、降低運營人員成本的要求。
基于上述需求和使用特點，演播室技術團隊決定設計一套純IP的帶外設備控制網絡（即一套獨立于視頻流、音頻流傳輸網以外的設備控制網絡），將視頻、音頻、媒資（內容資產）、收錄、燈光控制進行整合，終端約1 300個。運營人員、導播或導播助理可以進行統一調度和集中控制，實現各系統按預先編好的程序聯動，使各個系統配合更加精確、緊密，滿足騰訊體育全年每天24小時不停機直播、降低運營成本的需求。
3 帶外設備控制網絡與燈光網絡的鏈接
帶外設備控制網絡布置到每個演播室及導播室，用于傳輸視頻、音頻、媒資、收錄及總控設備的控制信號。燈光設備也同樣被接入該控制網絡，這樣可以充分利用網絡資源，減少網絡設備相關成本。網絡整體結構采用二層接入、三層匯聚方案，做好相關熱備份路由，并進行主備冗余，防止因光纖問題或核心交換機問題，導致網絡不可用的情況。整體網絡內部規劃了幾十個VLAN（Virtual Local Area Network，虛擬局域網），針對不同種類設備不同VLAN，控制協議獨立劃分，并且設有嚴格的管理和安全監控。
燈光網絡由于涉及到發現、注冊等相關問題，內部需要使用組播相關功能。根據之前廠家開發的結果來看，由于TTL（Time To Live，該字段指定IP包被路由器丟棄之前允許通過的最大網段數量）值僅為1，無法跨網訪問。因此，要求廠家對TTL值進行增加，應對跨網段使用，并且針對燈光控制網絡專門開啟組播功能，以保證燈光系統正常使用。
IT工程師對Art-Net傳輸協議和傳播方式進行深入了解，將燈光控制臺設備接入實際網絡環境，并建立燈光專用的VLAN進行測試。
測試結果顯示，雖然Art-Net信號在網絡里是廣播的方式傳輸，但數據量并不大，控制網帶寬滿足Art-Net信號傳輸要求。控制臺和DPU（Distributed Processing Unit，分散處理單元）等聯機在專用的VLAN里以組播方式發現，網絡傳輸壓力可控，與其他VLAN之間無相互影響。
測試結果表明，燈光網絡不必單獨建設網絡，與視音頻設備控制共同使用帶外設備控制網絡方案可行，可以和總控軟件硬件無縫連通，節約燈光網絡硬件投入成本。
4 音響燈光系統設計與實施
燈光系統方案采用先進的全網絡化集中控制，可以通過總控系統支持遠程控制。燈光系統可以實現以下功能。
設置燈光控制臺和擴展器各1臺，總控制通道達到8 192個，燈光師通過燈光控制臺控制6個演播室的燈光。
設置編程翼兩套，配合PC端燈光控制臺軟件使用，可滿足兩個演播室同時編程使用，小演播室采用iPAD無線終端編程。
設有實時備份onPC（指PC端軟件），與燈光控制臺時刻保持數據同步。假設燈光控制臺出現故障，可使用實時備份onPC繼續控制燈光完成直播。
設置網絡解碼器6臺，燈光網絡信號采用國際通用的Art-Net/RDM協議，通過網絡傳輸給各個演播室，由放置在各個演播室的網絡解碼器將Art-Net網絡信號解碼成DMX512信號來控制燈具。網絡解碼器要求具有最后場景保持功能，
在網絡信號中斷的情況下，依然可以輸出最后的場景，保證直播繼續。
燈光師可通過RDM功能遠程檢查燈具狀態。
總控系統通過專用接口連接到燈光控制臺，向燈光控制臺發送指令，燈光控制臺自動執行相應程序，實現燈光系統與音頻、多媒體、攝像機聯動。
所有燈具采用LED光源燈具，燈具具有最后信號保持功能，在DMX512信號中斷的情況下，依然保持最后的亮度，保證直播進行下去。
燈光網絡系統圖見圖1。
以上多個安全措施旨在提高燈光系統的安全性，為賽事直播提供安全、穩定的燈光系統。
5 燈光控制臺定制功能
燈光控制臺應該具有豐富的燈具控制功能、安全可靠的網絡功能和開放的接口，可以與第三方播控軟件相連，具備多用戶權限管理功能。
本項目對燈光控制臺的要求較高，選型至關重要。經過認真對比，選用廣州彩熠燈光股份有限公司生產的TEKMAND MINI型燈光控制臺（圖2）。該燈光控制臺具有自主知識產權，功能豐富，符合演播室的功能需求，且具有較高的性價比。
圖2 燈光控制臺
除具備燈光控制臺的常規功能外，廠家還提供了以下定制服務。
多用戶權限管理功能。多個演播室共用一個燈光控制臺，需要在燈光控制臺建立各演播室對應的賬戶，在演播室編程時，采用相應賬戶登錄燈光控制臺進行編程，編好程后用管理員賬戶來控制所有演播室燈光。為了避免對其他演播室燈光的影響，需要將賬戶與對應演播室燈光進行綁定。例如，燈光師在1號演播室編程，以1號演播室賬戶登錄燈光控制臺時，不得控制其他演播室燈光，增強演播室運營的安全性。
廠家開放了燈光控制臺Telnet端口訪問權限①。這里燈光控制臺相當于遠端服務器，第三方播控軟件為本地計算機，播控軟件按照燈光控制臺廠家提供的指令標準格式，通過Telnet端口發送給燈光控制臺，燈光控制臺可以完全識別并準確執行，與播控軟件連通測試順利完成。相較于采用Midi端口連接燈光控制臺，Telnet端口可發送更加豐富的指令，實現更多的遠程控制功能。
6 結語
本項目于2019年8月1日調試完畢，經過一個月的試運行，系統穩定、安全措施有效，達到預期設計目標。8月31日正式啟用，騰訊體育為廣大觀眾呈現精彩的籃球世界杯（圖3~圖4）。
圖3 演播室實際燈光效果
圖4 演播室實際播出畫面截圖
本次燈光系統的設計方案，能夠滿足體育賽事全年每天24小時不停機直播需求，同時也在全網絡化燈光控制方面進行了積極探索。采用國產燈光控制臺、向廠家提出功能需求定制，并最終實現與第三方播控軟件連通、與視音頻設備控制共用網絡，大膽嘗試全網絡化燈光系統，用較高性價比的方案實現最初的設計目標。
作者簡介：
唐正戈，騰訊科技（北京）有限公司多媒體設計師（燈光師）。
孫健，騰訊科技（北京）有限公司IT網絡工程師。
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