文/中央电视台 肖田 梁雯

演讲人 肖田

2015 年中央电视台春节联欢晚会是首次将4K 技术应 用在春节联欢晚会的录制中，我们的初衷是录制一版与高清 春晚不同影调的、美轮美奂的4K 春晚电影版。为此，中央 电视台在位于春晚现场一号演播厅旁边的场地单独搭建了 4K 春晚EFP 系统，并且对4K 摄像机的拍摄参数进行了测试， 希望在积累4K 素材的同时，也能为4K 演播室录像及现场 录像积累技术经验。

一 2015 年春晚4K 录像前期筹划

春晚一共进行了5 次彩排，经过整合台里的4K 设备， 并与索尼公司进行合作，使用F55 接入讯道的方式，对其 中的4 次进行了拍摄，分别是2 月10 号、12 号、14 号和 16 号。

在筹划阶段，首先遇到的问题在机位设置方面。4K 录 像与普通高清录像在此方面的不同点主要在于，F55 使用 PL 接口镜头，而PL 口没有足够倍率的长焦镜头，因此需 要考虑电影变焦镜头的焦距特点，根据每款镜头的焦段和构 图要求，设计每个机位点的位置。在覆盖舞台各个角度的基 础上，尽可能地满足导演的各种构图和调度需求。为了解 决倍率问题，我们考虑采用转接环接入B4 口镜头。但是根 据已有的4K 转播录像案例的经验，采用B4 口镜头会大幅 降低成像质量。因此我们选用PL 口镜头进行现场测试，与 导演组确认近景机位是否能满足需求。最终导演认可近景 1、3 号机选用85-300 PL 口变焦头的拍摄效果。在机位设 置方面还有两个问题，一是因为高清春晚也要直播、彩排， 4K 机位不能影响高清机位的拍摄，经过和导演组沟通，允 许4K 机位与高清机位在部分场次部分机位共用，即用4K F55 摄像机更换部分现有的高清机位，将4K 下转高清信号 送至高清系统监看和调度，共用机位调机和摄像完全由高清 导播控制；第二个问题是只有6 个讯道，在画面丰富程度 上不足以展现精彩的春晚歌舞类节目。针对这个问题，我们 充分利用了这4 次录像，每次录像更换不同的机位进入讯道， 最大程度地展现各机位不同的呈现效果。

表2 是4K 录像的机位设置，其中1 号和3 号负责演员 近景的拍摄，使用85-300 的变焦镜头。2 号机负责大全景 的拍摄，在其中几次彩排中，我们将2 号机位换成了移动 轨和二楼俯拍的大全景，丰富了拍摄的角度。4 号是舞台吊 顶机位，它的遥控云台可以连接镜头的RS232 接口，实现 镜头的所有控制，其主要负责拍摄地屏变化，以及舞蹈队形 变化。5 号机负责小全景，可以拍摄到不带舞台四周LED 的景别。6 号机在几次彩排中被设置为摇臂，也作为观众区 机位，拍摄带观众关系的中景别。除此以外还有7 号、8 号 两个ENG 机位。

1号演播厅4K机位设置图示

由于与常规高清春晚同时进行彩排，为确保两版春晚演 练顺利进行，我们将本来应该同1 号机并排设置的3 号机， 挪到了与5 号机并排的位置，避免高清机位的穿帮。

2015 年春晚语言类节目在1000 平米演播室进行录制， 而所有4K 讯道机位都在1 号厅。所以专门协调了2 月14 日一场彩排，安排4 台F55 单机进入1000 平米演播室，拍 摄语言类整场节目。4 个机位的设置如表3 所示。

二 2015 年春晚4K EFP 系统介绍

图2 为本次春晚的4K EFP 系统连接示意图。系统配 置了专门为F55 机身设计的光缆适配器CA4000 和基带处 理BPU4000。如图2 所示，6 台F55 单机通过CA4000 的10Gbps 光缆将拍摄的RAW 信号传输至BPU4000， BPU4000 将RAW 信号进行Debayer， 并转换为基带信 号，给到CCU2080。CCU2080 和正常高清机器一样，可 产生4K 的下变换高清信号，用于高清监看，调光监看并可 以负责实现Tally、通话、返送等。MVS-7000X 切换台设置 在4K/50P 状态，接受6 讯道信号源与矩阵信号，负责信号 切换制作。3G/HD 矩阵进行4K 和高清信号调度，负责两 部分内容，一是接受高清讯道信号及服务器的PGM 4K-HD 下变换信号，作为大屏分割源的备份，以及形成返送信号给 CCU；二是所有F55 4K 信号进矩阵，服务器及录像机输出 信号去矩阵，由矩阵进行统一调度，给现场大屏，录像机 / 服务器单挂输入等。

4KEFP的系统连接示意图

在调光工位，各讯道下变换HD 信号通过四分割监看。 技术监看通过4K 波形监视器Leader LV5490 和PVM-X300 监看PGM 4K 信号。其中Leader LV5490 示波器，可以监 测QUAD LINK 下每个3G-SDI 通道的指标，以及4K 整体 画面的幅度、色彩、误码信息。

(图3)调光及技术监看工位区域

(图4)导演区监

图4 为导播区域，配备一台42 寸高清屏做讯道监看， 三台PVM-X300 4K 监视器。其中两台用于PGM/PVW监看， 另外一台30 寸4K 监视器用于焦点检查。由于PVM-X300 自带焦点检查功能（FOCUS CHECK），可通过菜单设置开 启。如图5 所示选择黑白显示效果，当焦点清晰时，焦平面 物体的边缘会被勾勒出亮边（或者彩色勾边），辅助判断画 面焦点是否准确。此功能原理与摄像机寻像器的PEAKING 功能类似，都是通过画面局部的反差和对比度来判别焦点位 置，如果焦外物体存在高反差亮度或色彩对比情况，则可能 会局部误判。

(图5)PVM-X300的焦点检查功能

在素材记录区域， 配置一台PWS-4400 文件服务 器，内置4TB 存储。在4K 模式记录时，可按照4 通道配 置。记录格式选择为3840×2160/50P XAVC（500Mbps） 码率时，存储总记录时长为14 小时45 分。考虑春晚整场 晚会长度在4 小时40 分，故服务器工作模式设置为三入一 出，可保证每个输入通道的记录时长达到4 小时55 分。除 了PGM 通道之外，还可同时单挂两路4K 信号录制。

(图6)记录服务器连接示意图

为测试录像系统与后期制作系统的耦合方案，如图6 所示我们对记录服务器与后期工作站进行如下部署：3 路 4K 输入信号进入PWS-4400 服务器，由PWS-100PR1 处 理器进行控制和通道监看，包括触发记录、素材回放、通道 格式设置等。通过万兆网口将素材传送给PWS-100MG1 网 关服务器，可以将每个通道记录的素材传送给现场Flame 系统的阵列。实测传输速率平均可达到180MB 左右。

(图7)音频系统延时设置意图

音频系统直接收录高清系统送过来的SDI 加嵌音频信 号，延时量根据口型参考，调整到137.8 ms（3.45 帧），如 图7 所示。由于此套系统之前应用于3D 制作时，延时量设 置为145ms，区别甚微。最后决定保持与3D 系统延时量一 致，设置为145ms。

三遇到的问题及解决方案

在实际演练中遇到的首要问题是聚焦。让摄像师觉得 4K 聚焦困难的主要原因就是大画幅成像器件造成的景深较 浅。我们的解决办法：一是因为春晚现场光比较足，所以可 以关小光孔，调光师将T 值大约控制在5.6~11，使景深加大， 缓解浅景深聚焦难度。第二是摄像提前演练适应，经过两次 演练，绝大多数摄像师都适应了4K 摄像机聚焦控制，大部 分拍摄的焦点没有问题。在系统配置中，也加入了专门为聚 焦提供方便的新功能。4K 摄像机的寻像器与高清相同，本 次为HDVF-EL75 7 寸OLED 寻像器。

(图8)HDVF-EL757寸OLED寻象器

摄像机适配器CA-4000 专门为4K 拍摄设计了Dynamic Focus 功能， 相比高清摄像机寻像器使用的PEAKING，可以更容易识别画面细节轮廓和焦点位置。根据摄像师个人喜好，开启了不同颜色的彩色勾边功能，更易区分焦点轮廓位置。

在记录的gamma 和色域上，我们有两个选择，采用 709 方式，或是采用Log 方式。我们一致认为高质量的4K 画面应该具备以下4 个因素，一是高清晰度，保障丰富的 细节展现；二是高帧速率，我们这次用的50P；三是高动态 范围，四是更加宽广的色域。我们考虑到如果我们记录4K 分辨率并将RAW 信号Debayer 为2.2Gamma，以及709 色域，那无疑得到的是一个更加清楚的高清图像，并没有很 好地展现出4K 技术的优势，也没有符合我们记录与普通高 清影调不同的4K 电影版的初衷。所以，我们选择在BPU 端将RAW 信号Debayer 为S-log2/S-Gamut 格式。此格式 相比ITU709 标准，具备两点优势：一是可以记录14 档光 圈动态范围，二是可记录超过ITU2020 所定义的色域范围， 为后期制作提供了丰富的细节与层次。

在此过程中，我们遇到的问题是由于显示设备的动态 范围窄（6 档光圈宽容度），只能通过降低对比度的方式来 还原所有层次，导致观看效果不透亮，色彩暗淡。过去按 照ITU-R709 标准去做光圈调整，为了照顾高光的层次还原， 在高光比环境下有时不得已要收小光孔。而采用S-log2 曲 线时，绝大多数情况下都能够保证所有层次的记录，无需刻 意调整光圈。但是对于摄像师的寻像器，由于讯道不同于摄 影机的取景器设计，并没有加入LUT 转换功能，故摄像师 只能观看709 输出画面，经常出现高光溢出，影响拍摄和 聚焦的情况。另外，由于14 档光孔远远超过舞台光比，而 S-log2 监看又不能准确识别肤色的亮度和颜色，导致调光 师无法从波形上看有没有超标的情况，造成每个机位的主体 亮度都有一些差别，使得很多镜头的光比需要在后期进行找 齐，这是在过去高清制作时从未遇到的情况。

(图9)各机位拍摄DSC色卡

此外，在S-log2 模式下，摄像机只能使用三档白平衡 预置，而不能进行白平衡调整。在ITU709 模式下调白得到 的色温约4900K，摄像机只能设置为最接近的4300K。因 此在每次拍摄前每个机位都拍摄DSC 色卡，记录下的色卡 画面可以在后期调色时作为标准色度参考。

经过几场彩排测试，我们最终决定将摄像、调光的 监看全部改回ITU-R709 的输出效果，恢复正常的反差和 色彩，但记录依然使用S-log2 标准。在导播区域，通过 BPU-4000 输出给切换台MVS-7000X 的4K 信号，仍然设 定为S-log2 模式。切换台自身不会对画面进行色彩和亮度 处理（LUT 转化）。为了保证导演正常的观看感受，可将 PVM-X300 监视器的输出设置为LUT 转换输出，即"S-log2/ S-Gamut 转ITU-R709"，包括伽马曲线和色域转换，这样 可以获得正常的色彩和反差。

春晚的4K 录制从最初筹划到实施都获得了各方的支持 和努力配合，也达到了比较理想的效果。在领导的支持与大 家的努力下，我们尝试了多种技术方案，包括多种镜头调配、 S-log2 录制、不同监看格式的选择、4K 信号实时传输、4K 现场录像与后期制作系统紧耦合等。虽然现在4K 现场制作 仍在不断成熟中，在系统层面无论基于A/V 系统还是IP 系 统依然有多种选择，很大变数，但是在本次的4K 春晚录像 中我们成功地发现并解决了一系列问题，为未来台内4K 系 统的设计和应用，包括后期的4K 电视电影化制作，积累了 重要经验和数据。

——本文转载自《现代电视技术》