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上海广电“优觅”云制作系统在新冠疫情中的应用
一、引言
本次上海疫情感染人数较多，持续时间较长，在全市闭环封控管理的情况下，很多线下人员聚集的活动如新闻发布会、节目录制现场、演唱会等都因人数较多，持续时间较长导致无法在线下举办，并且这些活动对于实时播放质量的要求较高，因此需要直播软件支持多人同时在线并具备较好的实时传输功能。在这种形势下，低延时实时音视频RTC就进入了我们的视野。RTC（Real-time Communications），实时通信，是一个正在兴起的风口行业，最典型的应用就是直播连麦和实时音视频通信。RTC具有两大优势，一是多人实时互动，二是超低延时直播，可支持多人音视频通话和低延时互动直播两大场景化方案。优觅云制作系统是基于RTC协议开发的，可以做到全球端到端延时在300毫秒以内；丢包率达40%的时候也可以正常进行视频通话（70%丢包率下仍能保持通话能力），单房间可以做到300人同时在线，最多支持30个人同时说话。对于传统广电节目制作来说，高度定制化、安全直播、UDP到SDI信号如何互转等问题，都在优觅云制作系统上得到了解决方案。
二、优觅云制作系统介绍
1.模式
优觅云制作系统主要有两种模式，两种模式都统一有一个“房间”概念，和IM即时通信系统结合会产生用户的账户系统，所有操作均通过IM消息来实现。一是连线模式，适用于人数众多的线上会议，如多观众的综艺节目录制。二是互动模式，适用于访谈类节目的录制。本地会配置装载视频板卡SDI工作站，根据录制节目的体量来配置SDI工作站的数量，这些SDI工作站负责将房间中的RTC流信号进行按需拉取（接收责编端指令），并将RTC流信号合屏后进行SDI输出（连线模式），也可以输出单个用户的信号流（互动模式）。同时用来采集摄像机信号，并转换成流信号推入RTC房间中，此路信号可以在客户端中进行显示，即返送信号。
连线模式：摄像机采集现场PGM信号，将线下会议的SDI信号传送到云上，同时将云上接入的各路用户信号转为SDI或流信号，经过合屏后给到现场大屏或者是专业的广播电视系统。
互动模式:不同于连线模式，互动模式是以单路SDI输出的形式将云上每个用户的流信号给到广播电视系统，用户和现场PGM可直接互相切换，导播可以根据谁说话就把谁切换到播出节目中进行操作，此模式保障主持人与嘉宾的通话和相关视频的质量，所以互动模式一般都为单路SDI输出为主，根据不同的互动场景可以个性化定制，灵活高效。
2.后台统一管理
UM优觅云制作系统实现了多元化的角色权限管理。每个云制作房间中都包含两种类型的用户，一是系统用户，包括：
role_air：此用户负责传输PGM信号
director：此用户负责责编端（导播）控制用户
role_hepin：此用户负责连线模式和互动模式SDI输出
English、Japanese等：同传用户，用于同声传译
二是普通嘉宾用户，包括参与云制作的用户，管理方可以创建这类用户，结合房间号和用户名可以登录此房间参与云制作。藉此，系统可灵活配置艺人、主持人、观众、责编、合屏、同传等角色，通过信令传输通道实现信号的调度和控制。
3. 责编端管理
用户列表：左侧会显示所有在线的系统用户和嘉宾用户，责编可以实时向嘉宾用户发送文字消息，发送消息可以是对单一用户也可以是以群体广播的模式发送。可直观看到在线用户的状态。
预备：责编可将任意一个在线嘉宾拖进左侧预备窗口，和用户单独进行沟通，测试其通话质量、视频质量、网络状态，沟通节目录制的细节。
静音：责编有权限控制在线用户的麦克风，当某位嘉宾用户说完话忘记关麦时，责编可以直接将此用户的麦克风关闭，以防声音传入影响录制。
踢出：可强制将嘉宾用户移出房间。
聊天室：责编与用户可自行发送文字消息，责编也可对所有在线用户嘉宾发送文字广播。
模板：责编端会根据后台房间的配置读取模板信息，并显示在左下方，责编也可以更换模板。当制作参与人数较多的节目时，如云观众、云会议，责编能指定用户在模板中所在的具体位置，预先配置并确认位置和账号的对应关系，用户登录进房间后就直接到绑定的位置，提高效率。
播出画面：PGM信号，由广播电视系统或者线下会议摄像机输入给优觅云制作系统，给所有嘉宾用户观看视频信号，责编端也可监看此信号，与用户同步，可以确认PGM信号是否正常。
连线画面：一般用于连线模式中，嘉宾用户需要现场对话时，由责编在预备组中确认声话状态无误后切换至连线画面，现场就能看到该用户，实现实时交流。
主持人信号：一般用于连线模式中，会议现场除了有PGM信号外，还需要主持人的画面时，可在PGM和主持人两者来回切换的情况下使用。
4. 合屏程序
合屏程序需要配置房间号码。SDI的输出方式，可做到合屏输出、单路输出、合屏+单路输出，自由度取决于采集板卡的接口数量。合屏程序除了可以以SDI、HDMI方式输出外，还可直接推流输出，以适应各种制作环境。
优觅云制作系统在云连线的过程中，难免会遇到用户因网络原因在直播或者云会议进行途中掉线的问题，尤其是大型国际会议，网络成了最大的不确定因素，因此系统提供了事先垫图的功能，可以为每个用户按实际会议或者节目的制作需求设置一张照片或者logo，在用户掉线的时候系统会自动将事先设置好的图像顶上，不留黑屏或彩条。
5. 回采程序
回采程序将嘉宾用户观看的PGM 通过SDI输入上传到云端，转换成流信号，分发到每个已登录的客户端和责编端。同时出于安全考虑，回采程序可以做到在线冗余互备，只要配置两台带采集板卡的工作站互指对方IP，就能实现两台主机的切换。
6.客户端
在移动端（安卓、IOS平台）、PC、MAC、网页端实现实时音视频客户端接入功能，安卓、IOS集成RTC–SDK开发包，通过私有协议与云上房间进行推流、拉流操作。
三、上海疫情封控期间优觅系统应用实例
1.上海疫情防控新闻发布会
疫情高峰期间，上海市政府每天在线上举行疫情防控新闻发布会，并面向全市直播，安全播出非常重要。SMT对所有节点都做到双机互备，任何一个节点出现问题，都能做到无缝切换到备路，合屏程序主备路均输出1路合屏SDI信号和1路连线画面单路信号，单路信号发送至蓝光机器进行解嵌，音频发送至调音台，视频发送至EFP切换台，合屏SDI信号传输到vmix进行包装，包装后的信号传输到现场大屏。回采PGM程序互备，出现问题系统会自行切换画面正常的另一路运行。每场发布会有25个记者进入优觅云制作系统，后台责编需要在会议开始前确认所有记者声话质量，发布会正式开始后，记者提问由主持人随机挑选，需要责编即时反应，责编将主持人所选的提问记者切换到连线画面，与此同时EFP切换台的同事就能收到提问记者的信号，随后会将PGM（现场大屏）切到提问记者的画面，该记者在客户端中看到自己时，就会打开麦克风提问。整个流程都需要后台工作人员高度集中精神。从2022年4月2日起的上海市新冠疫情防控新闻发布会，在记者无法在发布会现场进行采访的情况下，全部通过优觅接入现场直播。4月2日至5月31日一共进行了61场线上疫情防控新闻发布会（5月31举行了两场），平均每场接受记者提问的问题数量为5个，这305个问题，优觅系统都确保了视频和音频质量的稳定运行。
2.国际体育赛事直播节目（云解说）
疫情期间赛事解说无法在现场演播室进行，需由优觅云制作系统连通广电总控和体育赛事转播团队，通过三方的协同来完成转播任务。此次转播任务的重点在于声画同步问题，体育比赛具有特殊性，解说声配上国际赛事声音和画面，必须实时同步才能满足用户观感。云解说系统从总控接收来自卫星地球站的赛事国际声信号，并将它们以高清的码率、毫秒级的延时推送到解说人的家中，再将解说的实时语音回送给总控进行后续处理。总控再将信号传送至体育赛事转播部门，由他们将收到的解说声音进行解嵌，然后再加嵌到赛事信号中送回总控矩阵，由总控重新编码后发送到爱奇艺的流媒体服务器进行播出。信号的来回传输总时间在300毫秒以内。
3.X诊所（云连线）
《X诊所》是疫情期间上海市医师协会、东方网，联合沪上各大三甲医院推出的大型医疗直播节目，参与此次直播的医生、主持人均以云连线的方式从医院或家中实时接入到优觅云制作系统的直播间中，进行相关医疗话题的采访和问答。优觅云制作系统第一次作为云直播的唯一技术系统参与这个直播项目。从医生和主持人连入系统到包装、导播、推流直播都由优觅云制作系统完成。
下图为直播画面的截图，从使用的互动模式可以看到，共有一个大框和七个小框。这种7+1的模式是平时互动模式最为常用的模板，但这个直播节目通常仅有主持人和医生两个人，人数最多的一场，也仅仅是主持人和两位医生同时在线，其他的小框并没有起作用。如果用这个方式直接推流出去，观众会看到没有使用的小框是彩条的状态，无疑是影响观感的，所以我们在剩余的没使用到的小框上加了垫图，把医生和医院的公众号都展示出来，做到美观不留白。直播画面中，大框显示为当前正在说话的人，由导播全程监看，谁说话就把谁切换到大屏上，此外为了防止嘉宾或者主持人在大屏说话时因网络故障掉线，优觅云制作系统会自动将设计过的海报补位到大屏上，避免了因黑屏导致播出事故，进一步保障直播安全。优觅一方面为医生和主持人提供了极低延时的对话功能，一方面为技术导播提供了切换功能和将云端直播室进行包装后推流到多个目标直播平台的功能。优觅云制作系统的强大功能，使得在疫情影响下受制于有限直播条件的医疗节目直播，在一个云制作系统中就完成了高清音视频信号的接收、交互、分发的全流程环节，取得了良好的直播效果。
如流程图所示，主持人或医生客户端通过笔记本/手机进入系统，实时音视频信号和优觅的云端直播房间（公有云）实时记录直播状况，优觅导播控制端通过控制信号可以轻松控制直播房间。优觅的公有云还能将直播内容通过编码推流实时转播到百视TV的APP和东方网栏目及医院的视频号。
结语
本次疫情虽然来势汹汹，但也让优觅云制作系统脱颖而出。运用RTC技术架构的优觅云制作系统不仅能发挥堪比线下演播厅的直播效果，也让疫情期间人们的沟通成本和效率达到最优化。线上会议有提升效率、节约成本的优点，在目前的大环境下，线上会议更是能展现巨大的优势，可助力企业业务提升，还能够顺应国家政策，保障人们的健康和安全。SMT借助云技术赋能广播电视和新媒体业务生产，自主设计研发的各类云技术产品大显身手，成为台外远程业务生产的利器，并通过加强云平台基础保障，使得远程业务生产更安全、更稳定。
（作者单位：上海东方传媒技术有限公司）