基于SRT的电竞赛事远程节目制作实践

2021-12-13姜燕冰

电视技术 2021年10期

徐垚，姜燕冰，柯毅

（浙江传媒学院，浙江杭州 310000）

0 引言

作为一门新兴产业，电子竞技融合了科技、体育、文旅、教育、娱乐及社交等元素，正跃升为城市数字经济的新增长点及城市创新发展的新动能引擎。在政策利好、资本关注、技术赋能的情况下，中国已成为世界上最有影响力、最具潜力的电竞市场，电竞行业加速向正规化、专业化发展。

目前，电子竞技已经成为国家正式体育项目，而且作为正式项目入选2022年杭州亚运会。2020年中国电竞游戏市场规模为1365.57亿元，同比增长43.2%，预计在2021年突破1600亿元。2020年，中国的电竞用户规模已达到5.2亿人次，电竞出圈带动了用户的进一步增长。

2021年，全球游戏直播观众数达到7.2亿，年同比增长10.0%。新冠疫情期间，居家隔离时间和社交距离的增加促使人们对游戏直播特别是电竞赛事直播产生了广泛的兴趣，从而推动2019年至2020年期间的全球电竞直播观众数量极速增长，预计中国在未来四年将成为电竞直播观众数最多的国家[1]。

1 远程制作背景

目前，国内电竞赛事的直转播水平已跻身全球领先水平，例如，2017年“英雄联盟”S7全球总决赛在北京鸟巢举办，开幕式中的AR远古巨龙惊艳了世界。2018年，国内制作团队圆满完成了雅加达亚运会电竞赛事直转播任务。但是国内在远程制作方面也还存在不少的问题，例如，2017年的“英雄联盟”S7总决赛，赛事主办方原计划这届赛事采用远程制作，但是对于10 Gb·s-1宽带的专线需求，运营商实在无法提供，最终主办方派了上百名员工带着大量的制作设备到中国来工作了一个多月。

以热门游戏王者荣耀的城市赛直转播为例，全年的比赛要横跨29个省、116个城市，均需要在现场配置直转播设备，设备运输及人员差旅成本占据了相当一部分节目整体制作费用，同时运输过程还存在不可预知的因素造成设备滞期、设备损坏等，也给节目制播的正常进行带来了很大的风险。而且，由于直转播设备临时搭建、调试时间不足等问题，很多时候无法提供类似在固定演播室内的制作水准及更可靠的安全播出。

放眼全球，加拿大CBC广播公司采用基于IP的远程制作解决方案，实现了2016年巴西里约奥运会和2018年韩国平昌冬奥会基于IP的远程制作赛事转播。2018年5月，在巴黎举办的全球季中赛采用了基于H.264压缩和多路同步技术的新远程制作解决方案，这次活动仅仅租用了一条1 Gb·s-1的专线就完成了整个活动的远程制作。

电竞节目的远程制作可以大大减少派往赛事转播现场的团队人员数量，在本地制作中心，使用一套专业制作团队和设备系统，按照统一标准、统一流程就可以进行多场转播，从而大幅提高转播效率、降低转播成本[2-3]。

2 SRT协议

安全可靠传输（Secure Reliable Transport，SRT）协议诞生于广电行业而非互联网行业，是Haivision公司联手Wowza公司在基于UDP的数据传输协议（UDP-based Data Transfer Protocol，UDT）的基础上针对音视频实时性提出的一种全新的协议，其主要运用用户数据包协议（User Datagram Protocol，UDP）进行可靠传输、低延时传输，适用于复杂网络。

SRT是Secure、Reliable、Transport三个单词的缩写，分别代表安全、可靠、传输。安全是指它可以对传输内容进行加密，可靠是指它能对抗有损网络中的丢包和抖动，传输就是针对点对点的传输。

SRT协议在UDT和自动重传请求（Automatic Repeat-reQuest，ARQ）数据包恢复技术的基础上运行，具有非常良好的丢包重传机制，同时支持ACK、ACKACK、NACK数据包。SRT协议的思想基于编码，具有抗丢包、抗拥塞、抗抖动等特性[4]。SRT的基本原理如图1所示。

图1 SRT基本原理

SRT加入了纠错功能，在进行公共互联网传输时，尽管编码后的视音频码流经过公网传输后帧间隔变得不固定，但由于SRT封装中包含精准的时间戳，解码接收端可以通过该时间戳重现固定的帧间隔。更重要的是，通过规定延时量，同时划定了发送端缓冲区与接收端缓冲区，来自接收端的反馈信号通过一系列的设置、纠错、流量控制，使编码后的视音频码流拥有与原码流几乎一样的码率特性[5]。

流媒体直播要求低延时、高质量、高可靠的视音频传输。SRT正是通过ARQ纠错和基于时间戳的数据包传送，实现了点对点的实时视音频传送，并保证了低延时和高质量。

3 SRT在远程制作中的实现方式

SRT在各类直播场景中的应用主要通过两种方式实现：一种是通过SRT直接传输包含音视频数据的TS流，下行复用现有直播系统，此方法已作为Haivision硬件及OBS的推流格式标准，并全程应用在英雄联盟S9等重大赛事中；另一种是将SRT作为传输层之上的协议，将任何基于TCP的应用层协议改造为基于SRT的应用层协议，目前在各类直播体系中的推流和回源环节均支持此方式，并与现有各种直播系统直接兼容[6-7]。SRT推流架构如图2所示。

图2 远程制作中SRT推流架构

SRT技术应用于电竞赛事节目制作中的各个环节，有效地满足了现场直播、远距离传输、上行推流、远程制作等多方面的需求。尤其是在全球疫情的特殊时期，电竞赛事远程制作可以有效地解决地域限制，避免人员聚集，统一制作标准，提高制作效率，降低直转播成本。

4 电竞赛事节目远程制作应用

4.1 演播室介绍

浙江传媒学院4K电竞综合演播室采用了NDI及SMPTE2110双网IP架构，满足6讯道“ST2110”全流程的4K超高清综合节目制作、4K虚拟演播节目制作、电竞赛事直播节目制作等功能需求，实现了双网（联通光纤+5G移动网络）聚合，在赛事制作过程中能够时刻保持游戏、解说、赛事现场音视频信号及数据的稳定传输。同时，演播室配备了电子竞技及传统视频制作相关的全套顶级装备，符合国内外顶级赛事制作标准及要求，能够很好地承载跨国、跨区域赛事远程制作的严苛需求，并在制作过程中达到相对于同级别赛事更高的制作水准[8]。演播室系统拓扑如图3所示。

图3 演播室系统拓扑图

自2020年9月投入使用之后，4K电竞综合演播室作为国内顶尖的制作中心和赛事场馆，承接了包括马来西亚PUBG Mobile全国大赛（PMNC 2020）、腾讯第二届、第三届王者荣耀全国大赛、网易第五人格抖音嘤嘤杯以及网易坦克世界闪击战（战火杯2020）等国内外知名赛事的远程节目制作及直转播工作。

4.2 第三届王者荣耀全国大赛远程制作

第三届王者荣耀全国大赛采用专线光纤传输、无压缩的远程制作模式，前方节目现场来自全国三个赛区（华北赛区：湖北；东南赛区：浙江；华南赛区：广州），后方制作中心位于杭州市浙江传媒学院4K电竞综合演播室，远程信号分布在全国各地。此案例重点为异地跨网段信号传输，远程制作拓扑如图4所示。

图4 远程制作拓扑图

前方现场把所有的摄像机信号接入现场的核心切换台。核心切换台制作完成后加嵌好音视频信号的节目Clean PGM传输到SRT发送设备，通过SRT传输协议，点对点把远端Clean PGM传到本地制作中心。SRT接收设备把接收到的信号接进矩阵并分配给播出切台和特技切台。本地演播室将Sony XVS-7000作为播出切换台和备用切换台，NEWTEK VMC作为特技切换台，把信号接进播出切换台。使用ZERO DENISITY制作虚拟场景，先把摄像机信号接进ZERO DENISITY，用ZERO DENISITY抠像并制作好虚拟场景，信号接进矩阵后分配给播出切台和特技切台。四路OB信号通过转换器接进矩阵，并把信号分配给播出切台、特技切台和NEWTEK 3Play1。慢动作NEWTEK 3Play1和字幕信号接进矩阵，并把信号分配给播出切台和特技切台。PGM画面输出给加嵌器，最终传输到推流服务器。同时，本地制作中心的Final PGM也通过SRT回传至现场，将Final PGM作为监看和现场观众观看画面[10]。

本案例采用的是国内的远程信号传输链路。远程现场安排有摄像人员和调度导播，前端完成基础制作后远程传输信号至制作中心，使得多地前方制作人员及成本大幅度减少，与后方共用一套核心制作团队及转播设备，提高了制作效率，降低了转播成本的同时保证了直播质量。

4.3 绝地求生东南亚锦标赛（PMNC）远程制作

本次PMNC采用跨国专线光纤传输、无压缩的远程制作模式，前方现场来自马来西亚，后方制作中心位于中国杭州市浙江传媒学院4K演播室。此案例重点为异国跨域跨网段多路音视频信号传输、低延时信号处理、远程实时通话。跨域远程制作拓扑如图5所示。

图5 跨域远程制作拓扑图

4.3.1 视频方面

远在马来西亚的现场把远程解说信号传输到SRT发送设备，通过SRT传输协议，点对点把现场信号传到本地制作中心的SRT接收设备。浙江传媒学院4K演播室将Sony XVS-7000作为播出切换台和备用切换台，NEWTEK VMC作为特技切换台，把信号接进播出切换台。ZERO DENISITY虚拟制作设备接收到远端解说信号，用ZERO DENISITY抠像并制作好虚拟场景，把信号接进矩阵分配给播出切台和特技切台。四路OB信号通过转换器接进矩阵，并把信号分配给播出切台、特技切台和NEWTEK 3Play1。慢动作NEWTEK 3Play1和字幕信号接进矩阵，并把信号分配给播出切台和特技切台。通过导播切换，Final PGM画面输出给加嵌器，最终传输到推流服务器。同时，演播室的AUX Final PGM也通过SRT发送设备回传到现场的SRT，将这路信号作为解说的返看。

4.3.2 音频方面

在通过SRT传输至本地演播室的众多信号中，取一路视频信号，进行加嵌远端现场的Mix audio，使得远端现场的音视频信号音画同步地到达本地演播室。同时，本地导播的指令也会通过和AUX Final PGM进行加嵌，回传至远端现场，使得双方沟通畅通无阻碍。

本案例通过专线条件下的SRT技术跨国远程传输，最大限度地简化了远程端的制作难度，将原生信号安全稳定地传输回国内后进行二次制作，依托浙江传媒学院4K电竞综合演播室高质量高稳定的设备作为基石，充分发挥了远程制作的优势。转播现场只有少量的摄像机、话筒、编转码等辅助设备，而后方只需要一套标准的转播制作系统，节约了设备成本，提高了工作效率，一个师生制作团队在校内就能很好地完成工作[10]。