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揭秘北京2022冬奥会背后的技术

物联网 5G 内容分发直播

LiveVideoStack 2022年4月13日

翻译 | Alex

技术审校 | 徐嵩

本文来自Wowza，作者为Barry Owen。

冬奥特辑#003#——冬奥技术

虽然有着近3000年的历史，但今年的奥运会与以往大不相同。本届北京冬奥会将成为历史上独一无二的奥运会。具体来说，全球新冠疫情、北京缺少降雪的气候等因素都会为北京2022冬奥会带来挑战。同时，这场体育盛会比东京夏季奥运会只晚了六个月：观众无法体会奥运带来的新鲜感，而转播公司则要精疲力竭地再一次进行奥运转播。

但挑战也伴随着机遇，而中国和国际奥组委（IOC）也寄希望于这次千载难逢的机遇。结果就是，创造性技术的应用改变了这次奥运会，为它解决了赛事过程中的每一个障碍。

此次盛会在后勤方面取得如此成功的成就，以至于普通观众根本没有意识到幕后发生了什么。北京2022冬奥会不仅向观众展示了运动员的体育才能，而且向世界展示了它的技术创新。我们将在下文了解支持了本届奥运会的下一代网络连接、技术能力以及数字化生态系统。

2022北京冬奥会一瞥

2022年2月4日至2月22日，奥运选手和重要相关人员进入了位于北京及其周边的一个“闭环”系统，这个系统配备了自动驾驶汽车和机器人调酒师。实时虚拟交互系统将他们与外界连接在一起，基于云的直播工作流将这场赛事带进了千家万户。通过这种方式，北京2022冬奥会向世界充分证明了当今最先进的科技所取得的成就。

❄️ 负责组织：

本次世界最大体育盛会的主要参与者包括：

国际奥组委（International Olympic Committee ，IOC）： 负责奥运会各项事务的最高权威机构。
奥林匹克广播服务公司（Olympic Broadcast Service，OBS）： 提供奥运会的电视、转播以及数字报道的制作公司，奥运会上所有内容都源自此公司。
持权转播商（Rights Holding Broadcasters ，RHBs）: 来自世界各地获得了独家转播由OBS提供的奥运会内容的电视、转播、移动和互联网平台（译者注：如央视和咪咕）。

❄️ 实体环境

北京冬奥会分为三个赛区，这些赛区之间分别相距2个半小时的车程。它们分别是：

北京赛区：包括冬奥村、所有冰上项目、自由式和单板大跳台（Big Air）滑雪项目。
延庆赛区：包括第二个奥运村、高山滑雪、雪车、钢架雪车、雪橇4个项目，在城外90公里处的小海坨山举行。
张家口赛区：其余所有的滑雪项目都在距离北京市区90公里处的张家口赛区举行。

连接北京和张家口的5G高铁（由沿线的下一代互联网技术驱动）确保运动员、记者和其他参会人员能够快速通行于这两个赛区。

❄️ 特殊挑战

闭环： 由于新冠疫情，所有现场参与者都要与外界隔离，并定期检测核酸。大部分直播解说、评论员甚至裁判都来自其他国家。
缺少降雪： 北京在冬奥会开始前平均每月降雪量不足一英寸，所以人造雪在此次赛事中发挥了关键作用。
现场资源有限： 相比平昌冬奥会，现场参与的直播人员减少了40%，极大促进了对于更加灵活、移动的制作环境和基于云的解决方案的需求。

❄️ 解决方案

由5G驱动的虚拟技术的融合实现了2022北京冬奥会。OBS首次将内容、发行、信号处理、后期制作等许多直播环节转移到“云”上。从那里，远程友好的内容工作流将参与奥运赛事的各方连接起来：高速连接实现了这一切。

以下文字来自OBS:

过去两年间，全球新冠疫情的流行迫使全世界的转播机构加速转型，它们在过去两年间所做出的改变比过去十年还要多。我们在2019年推出了OBS Cloud，然后2020年疫情开始，RHB的预订增长了7倍。疫情带来的挑战让我们所有人更具创造性地思考如何以一种更高效的远程虚拟方式工作。北京2022冬奥会的一个重要项目是虚拟户外转播车，它的控制室将基于虚拟化的云技术。我们将和合作伙伴阿里巴巴和英特尔合作实现这一技术。

有史以来第一次，超过20家的转播机构将于所在地的内容制作中心通过云实时接收到赛事内容（以UHD或HD形式）。转播公司对此新服务表现出极大的兴趣，说明了基于云的工作流以及RHB如何将传统视频基础设施转移到云端这一操作的不断融合。

驱动奥运数字变革的五大技术

❄️ 物联网（IoT）

在为期16天的盛会中，自动驾驶汽车运送人员和物资；机器人准备食物并在酒吧调酒；配置了传感器的智能床监测运动员的生命体征；IoMT（医疗物联网）可穿戴设备可以追踪运动员的心跳状况、体内是否缺水和血流量。除此之前，大量的IoT摄像头为在家观看奥运赛事的观众拍摄内容，其中包括安装在城市各处的固定摄像机、拍摄比赛鸟瞰视角的无人机和直升飞机、以及内置在冰壶球中及摩托雪橇上的摄像头。从远程设备上传输这些实时信号需要高性能的无线连接，而这正说明了整个IoT生态系统中5G所发挥的重要作用。

❄️ 5G连接

5G（第五代移动通信）保障了北京冬奥会的许多科技所使用的超快带宽。

其中，5G具体支持了：

上文提到的IoT机器人和自动驾驶汽车
具有8K分辨率的实时VR内容
奥运赛事中由5G驱动的30台摄像机
从北京到张家口的5G高铁

来源: NewscastStudio

正如上文所提到的，5G高铁为在两个赛区间通行的运动员和其他参会人员提供了5G连接。更加令人惊叹的是，车上首设CGTN的5G高清演播室，以时速350公里穿梭在遥远地区，同时播放直播内容。

来自《OBS媒体指南》：

5G的强大带宽带来了更多的移动性和灵活性，并允许以所需的超低延迟无缝传输高分辨率的视频。使用5G，你可以将摄像头放置于之前无法放置的地方，从而提供新的视角和更多沉浸感。

❄️ 下一代内容分发和管理

北京冬奥会上拍摄的大量节目内容带来了对于高级内容管理（或者视频CMS）功能的需求。OBS今年用4K HDR制作了6000多小时的实时视频（5.1.4声道全景声音频增强）。这使得观众能够更加灵活地控制观看赛事方式。但是，充分利用这些技术还需要RBH（持权转播商）以一种简单的方式组织、存储和共享内容。

OBS使用Content+简化了内容分发。Content+是一种基于云的解决方案，用来组织、发现及转发北京冬奥会的视频内容。这一平台利用AI技术对冬奥会的视频镜头进行内容分析、索引、搜索、编译、亮点内容制作以及其他形式的自动化操作。OBS制作人和区域第三方可以通过它轻松找到他们想要的内容、远程编辑视频以及在其他多个平台上转发内容。短视频提取简化了社交媒体分发以及AI标记，更容易对大量内容进行分类。

❄️ 交互和沉浸式直播技术

来源: SportsPro Media

作为一场真正意义上的综合盛会，北京2022冬奥会依赖交互式和沉浸式直播内容将现场运动员和分散在世界各地的观众连接起来。低延时技术和XR功能使一切成为可能。比如，报道北京2022冬奥会的Eurosport位于伦敦西区一个连窗户都没有的演播室内。尽管如此，观众们依然可以观看到身在高山小屋中的解说员对赛事的讲解，还可以看到北京白雪皑皑的山脉全景，得以暂时从疫情中解脱出来。XR功能主要用于将解说员传送到任意地方、将运动员传送到演播室，以及对赛事进行前所未有的详细分析。

这一切都要归功于Discovery+ Cube——一个为观众设计北京冬奥会沉浸式体验的虚拟演播室。Discovery解释道：

Discovery颇具开创性的Cube演播室将继续推动直播与演播室的技术发展。Cube演播室创造了一个完整的虚拟世界，超越了以前的任何一个体育演播室，它描绘了一个被皑皑白雪的山峰包围的、引人入胜的山间世外桃源。当观众拉近距离，感受到的是一个巨大的、电影画质的“冬季度假胜地”景象，并且能体验到不同层次的无限沉浸式呈现和位置分析。

与运动员非常相似的定制avatar（来自特定冬季项目）漂浮在Cube中，因此Discovery团队的专家能够在它们周围走动，并比以往更加详细地分析每个运动员的行动和表现细节。除此之外，背景avatar将占据演播室的空间，为整体环境增添氛围和活力，甚至还将通过一辆滑雪缆车被传送到赛场。通过将一系列不同的avatar和冬季环境结合起来，Discovery的Cube演播室创造了数千个不同的虚拟组合来直播冬奥赛事内容。

其他交互和沉浸特性示例包括：

运动员时刻（Athlete Moments stations）： 运动员在比赛结束后，可以直接与家乡的家人和朋友在此处交流。
虚拟粉丝墙（Virtual Fan Wall）： 通过粉丝墙，来自全球的粉丝都能够上传短视频并分享加油消息。
虚拟加油地图（Virtual Cheer Map ）： 动态、实时显示支持奥运选手的观众。
AR/VR多摄像头回放： 观众可以近距离查看或检查比赛的各个角度（利用比赛期间传输的超过70个小时的4K VR 360°内容）。
从AR Instagram滤镜到TikTok的专属内容中心，都分布了社交媒体集成和增强功能。

❄️ 数据分析和可视化

最后，北京2022冬奥会向我们展示出史无前例的数据可视化水平。那些在家观看奥运的人可以使用实时遥测对赛事进行深入分析。2D图像跟踪固定了两位运动员间的动作关系，而即时跳跃分析则展示了空中运动员的高度、角度和持续时间。通过Overlay（视频叠加技术）形式展现了滑雪运动员的变化速度，以及回放期间滑冰运动员的360°视角。