作者 | 李林
策划 | 包研、Alex
编辑 | Alex
播控系统——冬奥特辑#001
2022年2月4日晚8点，一场美轮美奂的冬奥开幕式如约而至：惊艳亮相的二十四节气倒计时，从天而降的“黄河之水”，破冰而出的奥运五环、如影随行的晶莹雪花，无不向世界人民展示着中国人的浪漫与柔情。当我们正在电视机前观看这场视觉盛宴的时候，澜景科技的工作人员们正在后台辛苦地忙碌着，作为本次冬奥开幕式的播控系统，该公司旗下的Hirender全媒体总控系统为全世界观众呈现出了最完美的视觉效果。
结缘冬奥
北京澜景科技有限公司自成立以来便与2008年奥运会和2022年冬奥会主要LED屏幕供应商——利亚德集团保持着良好的合作关系，多次与其携手参与武汉军运会、国庆七十周年等多项国家级盛典，共同打造精彩绝伦的视听盛宴，彼此建立了深度的信任。
北京冬奥会开幕式后台（1）
利亚德集团承接冬奥相关项目之后，便推荐澜景科技承担冬奥会系列盛典与赛事的播控工作，同时澜景也得到了冬奥会开幕式视效总监王志鸥的推荐。开幕式总承制方中国航天科技集团多次深入澜景科技公司进行实地考察，经过慎重考虑之后，选择了澜景科技旗下Hirender全媒体总控作为冬奥会开幕式的播控系统，这是国产播控系统首次登上奥运开幕式舞台，澜景科技不胜荣幸。
什么是播控系统？
在展演行业中，“播控”技术可以定义为：对于“播放”和“播出”的综合控制技术，其中播放针对于视觉内容的编排和管理，视觉内容包括视频回放、实时交互内容等。播出则针对展示介质的控制和管理，包括各种显示设备的拼接、融合。简而言之，播放（play）针对于内容，播出（broadcast）针对于呈现方式，二者根据不同的应用场景和业务流程都需要相应的控制方式。
北京冬奥会开幕式后台（2）
而播控系统，就是在播控流程中，需要涉及到的各种软件、硬件等设备所组成系统的统称，简单地说，它包括视频信号输出源、信号传输系统、显示设备、其他周边设备。Hirender全媒体总控系统往往承担着视频信号输出源的角色，它可以将媒体资源进行统一的管理与编排，之后将视频信号输出给后端设备。在一些需要对周边设备进行统一控制的场景中，Hirender全媒体总控系统还可以同时给这些设备发送控制信号，实现集成总控的效果；利亚德集团的LED系统则扮演着信号传输和显示的角色，它接收Hirender全媒体总控系统发出的视频信号，将其传输给LED屏幕并最终呈现给观众。实际播控场景中，根据需求的不同，还会涉及到其他周边设备，例如伴随着节目的进行，冰五环缓缓升起，这需要用到机械设备；随着运动员进场，场地的LED屏画面出现条条水波，需要涉及互动、采集设备……这些设备配合在一起，最终实现了完美的现场视觉效果，它们都可以称为播控系统中的一员。
Hirender操作界面
Hirender总控系统拓扑图
澜景独创的HVC视频编码格式
播控原理及技术，简而言之，就是在播控流程中涉及到的各设备的相关技术原理，包括各种设备的操作方法、运行原理以及媒体资源的编辑等多种方面，需要掌握的具体知识点非常广泛，包括但不限于：计算机原理、显示设备、信号传输、音视频编解码、控制原理、追踪技术、采集技术等等。
澜景科技在传统播控技术的基础上，自主研发了针对于展演行业专用的HVC（Hirender Video Coding）视频编码格式，通过插件的形式安装后，可以在Adobe Premiere、After Effects、Media Encoder中进行编解码操作。
在展演行业内，因为对分辨率、画质、透明通道、视频体积、编码时间等综合因素的考虑，更多地会在H.264、H.265、HAP这三种编码方式上进行选择。但是随着行业的不断发展，这些视频编码或多或少会显示出一些弊端。
常见视频编码数据对比
由上图所示，HVC与H.264、H.265、HAP相比，其视频分辨率最高支持16384 x 16384，支持YUV420/422/444、 10/12bit色深、透明通道（部分特性开发中）；在RTX4000显卡上测试，7680x4320 YUV420解码一帧3～4ms，编码一帧6～7ms，不占用CPU。编码性能为libx265的5～10倍，解码性能和H.265 nvdec持平，但具有更低的显存占用（1/3～1/2）和更快的初始化速度（20ms vs 130ms)。在同样的显卡上，HVC可以支持比H.265多一倍的图层播放；同等PSNR画质下，码率为HAP的1/4~1/3；同等时长的视频文件，体积更小；HVC支持无开销的随机定位和快放/倒放等操作，并支持视频分块编码导出功能。在控制端媒体服务器需要同时预览大量图层时，自动切换到低分辨率等性能可支持更高分辨率（8K+）、更高画质（YUV444，10/12bit）、更高的压缩比。
HVC插件测试图
HVC视频编码格式的诞生使得澜景科技旗下Hirender和hecoos播控系统可以满足更多的展演场景应用，填补了展演行业在现有编码格式上无法达到需求的空缺，最终达到更加完美的效果。未来，澜景科技会持续加大研发投入，带来更多技术上的突破与创新。
冬奥期间所遇到的技术挑战
澜景工作人员合影
总面积达11626平方米的LED地屏、60米高的冰瀑以及冰立方、鸟巢南北看台屏，如此大规模的LED屏幕应用前所未有。大于16K的超大显示，超过27路4K*50Hz视频信号的同步播放，这对于播控系统也提出了极高的要求。面对如此复杂的情况，澜景的技术团队凭借过往舞台经验，制定单台服务器输出4路4K60Hz，20台Hirender媒体服务器同时输出的方案，在重要的地屏部分选择2控14显的主备组合，在开幕式现场顶住压力惊鸿一现。对于可能出现的意外情况，我们也做好了充足的预案，现场负责播控的所有Hirender服务器，全部采取主备模式，不论舞台大小，澜景从不打无准备之仗。
在冬奥会开幕式演出中，我们看到演员们在舞台上用轮滑画出了“更快、更高、更强、更团结”的字样，在主火炬点燃前，孩子们举着和平鸽随意起舞，脚下的雪花随着人物的移动跟随变化，以及开幕式最后随着人们的脚步逐步而成的长幅画卷，应用的都是Intel的3DAT运动员追踪系统。Hirender在演出现场采集Intel 3DAT的实时互动画面后将其展示在超大面积的地屏舞台上。
北京冬奥会开幕式后台（3）
在距离冬奥会开幕式不到20天时，澜景的播控团队收到导演组的通知，《雪花》将作为整个开幕式的压轴节目，由小演员们演绎和平鸽自由飞翔的场景，同时将原计划的地屏视频去掉，只保留演员互动雪花元素，这意味着播控团队要对已经稳定运行了3个多月的播控系统进行较大的升级改造。时间紧任务重，一旦改造过程中出现问题，不但影响最后阶段的大联排，而且会给开幕式带来极大的技术风险。澜景的技术团队胆大心细，采取了热替换的方法，一边彩排一边改造和测试，确保改造的服务器不影响正在运行的播控系统。我们连续奋战几个昼夜，顺利地实现了系统的无缝升级，配合导演团队，在开幕式上实现了完美的节目效果，得到了CMG央视等合作单位的一致称赞。
中国播控系统现状
播控技术在欧美国家发展得比较早，中国的播控技术是受近些年演出行业影响发展起来的。随着近几年大屏幕技术的快速发展，视频的展示介质从传统的电视机、电脑显示器逐渐扩展到更多元化的媒介，包括LED大屏，投影融合系统等。播放内容从单一视频内容源向多种内容形式的融合转变，播出的形式从线上广播到线下交互、体验等全方位、多层次的转变。
经济基础决定上层建筑，随着国家的不断发展，人民对于精神文化方面的需求逐渐增大，中国的活动体量和数量迅速增多，这也极大促进了国内播控技术的发展。国产的播控系统逐渐开始崭露头角，澜景科技旗下的Hirender系列软件可以说是播控软件的优秀代表，在行业内应用非常广泛，hecoos更是将播控技术推向全域制作的领域，将设计和实现全面融合，重新定义了更高效的节目制作流程。
此次Hirender参与冬奥会开幕式的优秀表现，也打消了一些人对国产播控系统可靠性与稳定性的担心和疑虑。国内企业迭代速度特别快，现在在技术上与国外相关顶级产品相比已经毫不逊色，甚至在不少功能和技术指标方面比国外产品更好，国产播控系统还能够根据导演和设计师的创意需求提供定制化的开发服务，逐渐打破了欧美等发达国家对于播控技术的垄断局面。星星之火可以燎原，中国播控系统正在蓬勃发展，不断前行！
作者简介
李林：北京澜景科技有限公司创始人、北京其境在线科技有限公司创始人、Hirender&hecoos品牌、“艺书ARTBOOK“网络平台创始人。
北京澜景科技有限公司以软件及互联网产品研发为核心，打造数字媒体行业可视化工作流程与数字化管理系统，在音视频编解码、实时渲染、多媒体信号管理等核心技术方向拥有多项自主知识产权。澜景专注于舞台演艺、展览展示、影视制作、文化娱乐与艺术装置等应用场景，提供软硬件研发、技术支持、系统设计等服务，结合视觉创意为数字媒体行业的创新赋能。
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