冬奥车橇项目转播技术研究

文/柳佳琳 刘正

冬奥会车橇项目因其独特的场地和项目特点，对赛事转播提出更新更高的要求。在此之前，我国只有中央广播电视总台在2021年11月19-21日举行的国际雪橇联合会雪橇世界杯延庆站比赛中实现了中国电视转播制作团队冬奥车橇项目的电视直播，创造了中国体育赛事转播的又一历史，这也是北京冬奥会所有新建场馆第一次举办世界杯级别的赛事转播。中央广播电视总台共投入2辆转播车、1辆音频车、2辆卫星车，沿1975米、垂直落差121米、拥有16个角度、倾斜度各异的弯道组成的“雪游龙”赛道架设46个机位，铺设60余公里线缆。此次转播虽然创造了历史，但在直播中出现高速画面模糊、解说不专业、受众难以清楚了解运动员技术运用等问题。北京冬奥会赛时车橇项目转播，奥林匹克转播公司（OBS）选择了一支来自意大利的团队进行信号制作。正是基于国内转播机构对车橇项目转播经验的欠缺，笔者就冬奥车橇项目转播的特殊要求进行梳理，以期为国内转播机构更好地呈现冬奥会车橇项目，做好车橇项目的国内传播提供借鉴。

一、冬奥车橇项目简介

冬奥车橇项目是指冬奥会中运动员借助车、橇进行滑降，在完成启动加速后的滑行过程中只受到自身重力、空气阻力以及触冰阻力的影响，并以滑降用时长短决定胜负的比赛项目。在北京冬奥会7个大项中，车橇项目占其中2项，分别为雪车和雪橇；在北京冬奥会15个分项中，车橇项目占3项，分别为雪车、钢架雪车和雪橇。冬奥车橇项目在冬奥会上通常共用一个赛道，但起点不同，其中雪车、钢架雪车共用一个起点，雪橇设专用起点，所有3项车橇项目共用结束区（根据车橇滑行距离包括1、2、3三个结束区）。车橇项目所用赛道多为人工赛道，赛道通过洒水制冰，但其仍属冬奥会竞速类雪上项目。车橇项目因其速度快（时速可达100～160公里/小时）、滑行时伴有巨大的轰鸣声被誉为“雪上F1”。

又称有舵雪橇。运动员通过操控橇体内的转向装置来操控滑行方向的现代运动项目。雪车是由瑞士人给平底雪橇装上转向装置之后出现的，它是一种集体乘坐雪橇。雪车的平均时速在100公里左右，最高可达160公里。

又称俯式冰橇。区别于雪橇，运动员在滑行时是头朝前俯卧在橇体上的。最初的橇体材料为钢材，又类似人体骨架，被命名为“钢架雪车”。钢架雪车速度最高可以达到135公里/小时。

也叫无舵雪橇，起源于人类很早就使用的雪上交通工具。1883年，瑞士举办了第一次正式的现代雪橇运动会。比赛时，运动员首先坐立于橇体上，通过拉动赛道起点两侧的出发手柄获得初速度，随即用双手滑动冰面对橇体进行加速，之后便仰面躺在橇体上，双脚在前，通过肩部、躯干、腿部细微协调用力来操控雪橇滑行方向。雪橇最高时速可达140公里。

车橇项目是滑行竞速类项目，在启动后运动员主要靠重力和减阻来保证以最快速度滑行，因此加速阶段、滑行阶段是关键，运动员的成绩主要取决于这两个阶段的技术表现，因此，这两个阶段也成为欣赏车橇项目的焦点阶段。

二、冬奥车橇项目转播的特殊性及其难点

冬奥车橇项目因其速度极快、赛道多弯等特点，给此类项目赛事转播的实施和出彩提出了更高的挑战。基于现有转播技术手段，我国对冬奥车橇项目的转播主要存在以下几个亟待解决的问题。

冬奥车橇项目滑行速度在100～160公里/小时之间，车橇和运动员在赛道中高速滑降，叠加赛道蜿蜒曲折，倾斜度不一，使得转播难度极大。为确保观众能够看清高速滑行的运动员和车橇，需要依靠超高速摄像系统和超慢动作回放系统。平昌冬奥会雪橇项目转播中，设置了摄像师手摇机位，即把摄像师绑在一个柱子上，使其靠腰部转动捕捉雪橇经过的瞬间。2021年11月延庆雪橇世界杯转播中，也设置了一个手摇机位。手摇机位不但需要摄像师注意力高度集中，而且可能遭遇强风、雨雪、极寒等恶劣天气状况的影响，容易造成无法聚焦、跟丢目标等问题，难以保障转播清晰度。此外，为了展现优秀运动员过弯技术或观察失误原因（如回看运动员翻车或冲出赛道等重大事故），需要在转播中使用超慢动作回放才能使运动员准确查找问题，让观众看清具体细节。

除超高速摄像追踪、超慢动作回放外，对超长赛道沿线设置的各个机位的切换亦是车橇项目转播过程中的难点。冬奥车橇项目从运动员启动出发到通过终点计时器的全过程在1分钟左右完成，在如此短的时间内要完成赛道沿线数十个摄像机位的顺序转切，难度可想而知。在此过程中，如果切换不到位，便可能出现切换过早（运动员和橇体还未到）或切换过晚（运动员已经即将通过机位）的情况。此外，在雪橇接力赛中还要在运动员即将敲击接力弹板时，切到画中画模式以展示起点区即将进入赛道的接力运动员。这些都对冬奥车橇项目转播团队导播提出了超高的要求。

冬奥车橇项目赛道较长，全世界所有已投入使用的赛道长度均在1330—1975米之间，这样的长度对于信号制作时的收音挑战极大，导摄团队需要精准确定收音话筒的设置位置，才能够采集到滑行过程中出现的各种状况的现场音效，如车橇滑行中的碰撞、翻车、甚至飞出赛道等事故音效。由于每个运动员技术水平参差不齐，赛道每个弯道的斜度、弯形都不一样，不同天气状况对露天或半露天的赛道造成未知影响，事故和天气的不可预测性对全面、真切反映滑行全过程音效的收音位置设置提出极高的要求，极其考验信号制作团队的技术经验及其对项目、赛道的熟悉程度。

在解决观众全程清晰观看车橇比赛的问题之后，最为重要的是让普通观众能够通过可视化等手段读懂车橇项目、理解不同运动员战术策略、过弯技巧以及各项数据指标。这些都是提升受众观看体验，深入了解冬奥车橇项目，进而享受比赛的重要手段，也是冬奥车橇项目转播中的又一难点。延庆雪橇世界杯转播中除通过6个计时点时间、速度等常规参数展示外，未设置任何有利于受众理解比赛的可视化手段，难以让原本就不熟悉雪橇的受众看懂比赛，受众在观看一次次表面极其相似的高速滑行之外，无法通过可视化的转播手段深入欣赏到雪橇项目的独特魅力。

三、转播技术赋能冬奥车橇项目转播的路径

针对以上转播难点、痛点，需探索多种技术路径，在图像拍摄、赛事导播、音频采集、字幕制作等方面，充分调动领域前沿创新成果，综合运用相关赛事转播技术，赋能冬奥车橇项目转播，提升赛事转播专业度，为受众呈现流畅、清晰、沉浸式的转播画面。

针对冬奥车橇项目速度快、运动员在滑行中技术动作变化极其微小的比赛特点，使用超高清视频技术能够大幅提高画面像素，从而更好展现车橇项目运动员的技术细节、车橇状况、赛道冰面情况等与成绩密切相关的因素，为受众提供身临其境的现场感和视觉体验。北京冬奥会采用帧率在50以上，屏幕的物理分辨率达到3840×2160（4K×2K）及以上，同时实现HDR的4K超高清信号制作，从而更清晰、真实地展现车橇项目细节。此外，细节展示离不开高速目标跟踪拍摄和超慢回放技术的运用。在高速目标跟踪拍摄领域，中央广播电视总台在国家速滑馆设置了一套“高速轨道跟拍摄像系统”，主要用于围绕速滑赛道半场，跟踪拍摄运动员，但该系统时速只有90公里/小时，对于最高时速可达160公里的车橇项目是不适用的。且车橇项目赛道蜿蜒，采取高速跟踪拍摄难度大，运行噪音大，容易对运动员造成干扰。对于车橇项目来说，适宜采用轨道跟踪拍摄系统Rail-cam和微型追踪系统，通过水平、垂直和架空头顶拍摄位置，完成拍摄跟踪工作。同时，借助人工智能技术、自适应伺服跟踪技术、数字化高清转播模式的结合，实现高速运动目标的智能捕捉与自动跟踪拍摄。该技术每秒可捕捉1000帧图像，并对拍摄目标进行快速识别，在车橇项目转播中借助该技术能够自动对焦到飞驰而来的运动员和车橇，实现无人化的画面实时跟拍和转播。在超高清、高速目标跟拍技术的基础上，配合对精彩画面的超慢动作回放技术能够实现对车橇和运动员高速入弯、过弯、出弯等技术细节、以及对车橇状况的高清展示，在突发事故后，能够迅速回放事故发生细节，第一时间满足受众、教练员对事故原因、技术问题的查看需求。例如，平昌冬奥会中，OBS加入协同摄像机回放分析技术进行转播，即将一个雪橇运动图像叠放在另一个雪橇运动轨迹上，当两个雪橇通过难度较大的转弯时，观众可以通过比较，清晰发现两个雪橇在稳定性和通过路径上的细微差异。此外，以显示辅助增强字幕信息为代表的动态回放实时数据技术，能大幅提高观众对比赛的兴趣及理解程度。

冬奥车橇项目转播切换要求迅速、准确，在这方面基于深度学习的视觉感知算法可以帮助导播实现精准切换，流畅展示。通过对人工智能控制的摄像机进行优化，使其根据人类的视觉特点，捕捉到最惊险、刺激、美观的比赛画面。人们还可以通过对人工智能进行编程处理，以黄金分割比和视觉层次等原则对目标进行追踪，同时也能够协助人工智能完成实时视频切换。智能软件能够基于车橇项目特点，根据车橇姿态、运动员技术动作、号码衫、车橇号码、弯道号码识别等图像信息，选择最佳的镜头或角度，决定直播流的每一帧内容、景别、主体。软件通过分析音视频和赛道信息，结合运动员、教练员、观众、人脸、语言、运动、场景的识别，对整场比赛的直播进行符合逻辑和项目特点的切换。例如，在四人雪车项目比赛中，通过该技术，在出发区导播可通过在运动员启动位置、教练员和观众席等不同机位，反映四名运动员在出发阶段的相互击掌、喊口号鼓舞士气、齐力推车、加速奔跑、先后跃入车内以及教练和观众紧张、专注的情景，之后在雪车进入滑降阶段后，借助人工智能自动追踪并依顺序切换设置在赛道沿线的各个机位，帮助受众从出发区直至结束区全过程跟踪了解4位运动员和雪车的滑行表现。

车橇项目赛道最长的达1975米（北京延庆赛道），短的也有1330米（德国温特贝格赛道），加上起点区观众看台、观众主看台、终点区看台等音效来源区域，所有声效的采集和呈现是带领受众感受赛场氛围的必要环节。车橇项目赛道为露天、半露天，受雨雪、大风天气影响较大，且运动员出现失误时位置不定，转播中收音难度极大。转播前，信号制作团队需要准备适用于户外恶劣天气的麦克风，并对这些麦克风采取恰当的防雨雪和防风保护措施。音频采集位置除考虑均衡设置外，还要结合赛道形态，以该赛道前期比赛、训练比赛中容易出现翻车事故的弯道和位置为重要参考依据设置麦克风。音频采集应该在多轮比赛过程中与画面一致，且保持效果一致，这要求时间间隔和播放时长均要保持一致，但在出现事故（如翻车、碰撞、飞出赛道等）时，又能够在音效上反映出来。在音频切换中可使用与视频机位镜头中使用的人工智能切换技术，帮助音频主管将现场收声准确地应用在比赛画面中。新冠肺炎疫情之下，若空场办赛，则需要使用声场还原技术来模拟有观众在场的声音环境。这需要提前录制车橇项目历史比赛录像中的背景音效，并对其进行提取和分类，将纯净的观众欢呼声、带环境的欢呼声（运动员冲过终点时观众的欢呼声）、其他环境声等导入音频工作站，建立素材库，经过后期编辑加工，降噪、混响、渐起渐弱、加标注点、编目等环节处理，形成最终素材库，供转播时根据比赛进展插入。

解决了转播画面清晰、流畅性及收声问题之后，如何帮助普通观众了解不同运动员、队伍的表现优劣成为转播需要解决的更高层次问题。中国观众普遍对车橇项目比较陌生，受众当中知晓车橇项目规则的人极少，加上车橇滑行速度极快，赛道长且弯曲，即使懂规则也难以用肉眼直接观察到具体的技术细节。因此，对于车橇项目转播来说，恰当地运用数据可视化技术、AR技术，让受众能够通过转播技术手段直观、精准地看懂车橇赛事，甚至对比不同运动员之间的差异，才能真正带领受众领略到项目的独特魅力。在这方面，数据可视化技术能够将运动员在滑行中的心率、重力加速度、时速等主要数据指标以可视化的形式予以实时展示，让受众了解运动员在赛道不同位置的数据表现。此外，车橇项目优秀运动员的过弯技术和对车橇的精准驾驭是该项目最具魅力之处，但这些表现很难被受众观察到。因此，使用AR技术，在弯道显示出运动员的过弯路径，并将其表现与小组排名第一运动员过相同弯道时的运动轨迹同时呈现和比对，结合解说员解说，就能够让对车橇项目一无所知的观众，迅速了解和发现项目的规律，从而产生兴趣，享受比赛。该技术对于冬奥车橇项目推广、传播意义重大，特别是在车橇项目群众基础特别薄弱的我国，通过赛事转播首先吸引部分受众对项目产生兴趣，产生一定社会影响力，才能培育起群众基础，为项目在我国长远发展打下基础。

提升车橇项目观赛体验除提供对比赛画面的专业解读和呈现外，综合运用无人机航拍、场馆虚拟仿真、定制机位等手段为受众提供多视角，全方位的观赛体验也是重要途径。无人机航拍技术是指采用无人机携带各类镜头，对场景和物体进行多角度、全方位拍摄的技术。无人机航拍能够实现全方位影像的捕捉，在车橇项目比赛转播中，在切换整条赛道走势、进行全景观察等方面具有独特优势。虚拟仿真技术通过模拟再建赛道仿真图像，结合虚拟现实、增强现实等技术手段，可创造出运动员在整条赛道滑行位置变化的实时画面。定制机位是指，在诸如运动员头盔、车橇、出发区赛道上方等特殊位置设置的摄像机或微型摄像机位。延庆雪橇世界杯期间，组委会录制了由三届冬奥会奖牌得主、德国男子单人雪橇运动员费利克斯·洛赫头戴微型摄像机拍摄的赛道滑行画面，让观众以滑行运动员的第一视角体验雪橇项目的风驰电掣。需要指出的是，目前在车橇项目正式比赛中不允许运动员头戴微型摄像机，出于安全考虑整条赛道内任何位置也不允许安装摄像和收音设备，因此，这些定制机位的运用通常用于比赛前后或间隙的场馆展示、项目介绍等。

四、结语

对于雪车、钢架雪车、雪橇这些冬奥车橇项目来说，存在诸如速度快、赛道长、环境寒冷复杂等一系列问题，观众即使在现场也难以观察到此类项目的细节。因此，转播技术对于表现项目魅力、体现办赛精彩、提升车橇项目在我国的知晓度、助推项目发展等方面都具有重要的意义和价值。通过恰当地选择转播技术，可以帮助我国转播机构适应车橇项目特点，为公众呈现更全面、更专业的赛事转播画面，也是转播机构助力精彩办赛、推动冰雪运动发展的重要手段。