远程制作的前景与发展

远程制作的前景与发展

邱明杰 ,方正   ,施雄伟

湖州市新闻传媒中心   浙江湖州     313000

一．前言

通过远程制作，制作团队能够在外地进行实时多 机位的节目制作或直播，无需在现场部署电视转播车，从而大幅降低了现场转播团队高昂的制作成本。

为加快智慧广电节目制播体系建设，以技术创新推动内容创新，转变内容生产方式，远程制作作为创新应用走进了我们的视野，其使传统的外场转播实现了质的提升，对于复杂的室外场地，优势尤为突出。远程制作的优势概括来说，主要有以下几点：

◆降低制作成本，降低设备损耗。包括设备成本、差旅成本和时间成本；

◆现场转换快，提高工作效率。制作中心核心设备可以保持不变，现场设备仅保留摄像机和少量的IP 组网设备，使得现场系统可以在不同场地快速转移；

◆传输距离不受地域限制，可以跨省，甚至跨国完成节目制作；

◆优化节目生产流程，提高节目制作质量。制作中心使用最好的设备和制作团队，能更有效地制作更多的节目，并保证各场次比赛节目制作质量的一致性。

二．网络传输协议介绍

目前支持视音频传输的网络协议有很多，如RTSP,RTMP，SRT等等。

RTSP协议是最早的视频传输协议，RTSP是实时流传输协议，是TCP／IP协议体系中的一个应用层协议，RTSP定义了一对多应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据。RTSP在体系结构上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或UDP完成数据传输。

RTSP还提供了一个可扩展框架，使实时数据，如音频与视频的受控点播成为可能，数据源包括现场数据与存储在剪辑中数据。RTSP协议优势在于可以控制到视频帧，因此可以承载实时性很高的应用。

RTMP协议是（RealTIme Messaging Protocol）实时消息传输协议，该协议基于TCP，是一个协议族，包括RTMP基本协议及RTMPT／RTMPS／RTMPE等多种变种。RTMP是一种设计用来进行实时数据通信的网络协议，主要用来在Flash／AIR平台和支持RTMP协议的流媒体／交互服务器之间进行音视频和数据通信。RTMP是为Flash播放器和服务器之间音频、视频和数据传输 开发的开放协议。

RTMP协议就像一个用来装数据包的容器，这些数据既可以是AMF格式的数据，也可以是FLV中的视／音频数据．一个单一的连接可以通过不同的通道传输多路网络流．这些通道中的包都是按照固定大小的包传输的。HLS协议 （HTTP Live Streaming）是Apple的动态码率自适应技术，主要用于PC和Apple终端的音视频服务。HLS协议的小切片方式会生成大量的文件，存储或处理这些文件会造成大量资源浪费。

如果要实现数天的时移，索引量将会是个巨额数字，并明显影响请求速度。因此，HLS协议对存储I／O要求相当苛刻。HLS只请求基本的HTTP报文，与实时传输协议（RTP）不同，HLS可以穿过任何允许HTTP数据通过的防火墙或者代理服务器。它也很容易使用内容分发网络来传输媒体流。

SRT是由Haivision和Wowza共同创建的SRT联盟所发起的互联网传输协议，是一种开源、免费和应用灵活的规范，它的性能与专用的协议一样优秀，能够同时在不同制造商的产品之间工作。

SRT是时下非常受欢迎的开源低延迟视频传输协议。使用SRT可靠传输技术，能够成功实现 了普通互联网环境下、多地之间、安全可靠的高清视频传输与分发。

SRT协议是基于UDP基础上的UDT协议，继承了UDP开销低、速度快的优点。它不需要像RTMP那样每次连接都要进行至少9次握手，也不需要每次发送接收都需要ACK确认才能发送下一个数据。相比TCP的报文结构，UDP报文结构也比较简单，UDP头仅仅占8个字节，而TCP少则20个字节，多则可能60个字节，所以在相同有效负载实际数据的条件下，UDP头大小占比也会比较小，继而UDP 对计算性能、对网络占用都是比 TCP 少。所以SRT协议进行数据传输具有低延迟的特性。

同时SRT的传输和纠错机制可以最大化利用可用带宽并排除网络错误和干扰，因此可以在同等网络环境下传输更高码率的视频流，配合H.264和HEVC等高效编码格式，能够在不良的网络状况下依然保证视频的高质量；

不同于ABR的多码率自适应分发技术需要为冗余码率占用额外的带宽，SRT实时监测网络链路状态，并可以进行实时的码率调整（NAE，网络自适应编码）。此外，ARQ的丢包恢复机制相比TCP的丢包恢复机制也大大节省带宽，减少网络拥塞。

基于以上，多种协议的优缺点，SRT协议高效率，低延时的特性非常符合远程制作的要求。

为此，湖州市新闻传媒中心技术保障，就目前最主流的两种协议，SRT与RTMP协议做了测试，在同等网络环境中，传输相同信号源，结果显示，用SRT协议传输视频流，延迟大概在500MS左右，而RTMP协议传输视频流需要8-10S左右，而图像与声音的稳定性相差无几。

传输作为远程制作中最重要的一环，在保证图像与声音无偏差的情况下，实时传输前段的信号源无疑是很关键的，这既能实现实时对话的环节，也能为后期制作提供宝贵的时间差。所以，SRT协议是我们远程制作首选的协议。

三．发展与前景

随着媒体融合的进一步发展，新媒体行业的强势崛起，互联网传输也渐渐成为主流传输渠道，各个设备厂家也敏锐的感觉到远程制作以后会渐渐成为多场地，多机位直播的一种重要方式，所以也陆陆续续推出了各类产品。

1.一体化直播设备

直播一体机现在是小规模直播的一种轻便型设备，该设备体积小，功能相对比较完善。直播一体具有下特点：

1.基本所有输入源，从手机，摄像机，摄像头，电脑，网页，本地媒体文件及IP流均可支持，针对不同用户的不同需求完美适配。

2.打通异地制作桥梁，随时随地连线，手机与演播室连线，电脑与演播室连线，演播室与演播室连线。

3.具备传统切换台功能，切换，转场，键，划像转场，自带的强大图文编辑系统可自由创作任意模板，无限图层，字幕，画中画，开窗，实时特效。

4.实时精细化抠像与无轨虚拟演播室

5.多路输出，多路录像，多路推流

6.内置调音台，内置音频混音器，控制所有音频源，可用单独声道平衡，静音，独奏，监听。

直播一体机，作为小型直播的首选，直播一体的优势无疑是巨大的，所需要的设备与团队人数较原来的的系统而言精简了很多。但缺点也很明显。

（1）个人工作量大幅度提升

由于是切换台，调音台，字幕机等所有设备一体化了 ，操作人员不仅要执行导播的工作，连调音与上字幕都工作都是一个人或两个人完成，这无疑大大增加了操作人员的工作量。

（2）设备性能不强大

由于是高度集成化的设备，在信号源的输入与输出方面存在着短板，不管是切换台还是调音台，能接入的信号源收到体积板卡等限制，无法完成因某种原因临时突发增加信号源或者输出信号源的要求。同时与专业切换台，调音台，字幕机相比，设备性能偏低，只有它们的基础功能。

2.IP流切换调度分发矩阵系统

与直播一体机运用于小规模直播，转播的功能不同，IP流切换调度分发矩阵系统适用于多场地，多机位的大型直播，转播活动，其功能更加丰富，信号的调取与分发也能加灵活。前端摄像机将信号通过IP流的方式传回后端的矩阵，由矩阵统一调度信号源并分发，这样便减少了前端场地的设备与人员的数量。

3.5G背包加接收服务器

随着物联网的快速发展，网络也从4G时代迈入5G时代，网络的提速加速了物联网应用的广泛应用，因此5G无线背包也应运而生，为远程制作增砖添瓦。5G无线背包作用于摄像机上，将摄像机信号通过5G网络传回演播室或转播车，轻巧又灵活，为远距离多场地、多机位的直播、转播活动节省了人员与设备成本，大大减轻了摄制组人员与设备的负担。

目前市面上的传输设备还有很多，不过都大同小异，这三种是最典型的能够用于节目远程制作的传输设备。同时随着科技的进步与发展，这些设备都是支持多种网络协议的。

湖州市新闻传媒中心技术保障部也与多家设备供应商有过接触，同时也实际体验操作过这些设备的传输信号的稳定性与效率。

四．案例

1.“百名科学家进中小学课堂”启动仪式暨科学第一课直播活动.

湖州市新闻传媒中心技术保障部在2022年2月24日的“百名科学家进中小学课堂”启动仪式暨科学第一课直播活动中，首次采用了Haivision的编解码器，运用SRT的传输协议将杭州主会场的信号传输到各个地市分会场，各个分会场也运用此设备与协议，将自己的信号传回主会场。同时依赖于SRT协议低延时的特性，让此次活动中的连线对话环节也得以实现。经测试，此次活动中，运用srt协议进行远距离交互（通话）延迟在500MS左右，同时画面与声音质量都非常稳定，没有出现卡顿，声话不同步等现象，顺利圆满的完成了此次直播活动。

下图为系统结构简图：

2.湖州市中级人民法院多地连线活动

在2022年3月22日的湖州市中级人民法院多地连线活动中，湖州市新闻传媒中心技术保障部采用了Haivision的编解码器与vmix软件相结合的方式，运用SRT协议使湖州市中级人民法院主会场与下级县区的5个分会场的信号双向传输。依托专用网络线路，主会场与分会场之间的交互做到了400MS左右的延迟，且画面与声音质量都非常稳定，没有出现卡顿，声话不同步等现象，顺利圆满的完成了此次直播活动。

五．结束语

远程制作，很好地发挥了新技术架构的优势，充分应用转播车、演播室资源，减少前方人员的数量，不但节省人员吃、住、行的成本，还可以调动台内资源，完成大规模的节目制作。随着科技的进步，在广电制作领域，节目制作正向远程制作、云制作、分布式制作方向快速发展。实现远程制作的方式越来越多，高质量、低延时的远程制作更是今天各个电视制作机构的研究课题。远程制作将提高广电媒体的传播力和影响力，满足广大人民群众对高端优质视听的需要。