于航

【摘 要】 介绍2013年10月17日由中国国家大剧院与加拿大国家艺术中心共同举办的一场基于远程视频会议系统的视频演 出项目。

【关键词】 远程通信技术；IPv6；远程高清视频会议系统；音视频连接

文章编号： 10.3969/j.issn.1674-8239.2014.03.014

Introduce an Interactive Performance Based on Video Conference System - ConneXXions 2013

YU Hang

（Audio & Video Production Department， National Centre for the Performing Arts， Beijing 100031， China）

【Abstract】Introduce an Interactive Performance Based on Video Conference System- ConneXXions 2013 project between China National Centre for the Performing Arts and Canada National Arts Centre on October 17th， 2013.

【Key Words】telematics； Internet Protocol version 6； HD video conference system； audio/video connection

2013年10月17日北京时间上午9：00，渥太华当地时间晚上21：00，一场中国与加拿大的艺术交流互动演出“中加音乐连线”（ConneXXions 2013）开始在中国国家大剧院艺术资料中心与加拿大国家艺术中心第四舞台实时同步举行。这是一个利用远程高清视频会议系统实现异地观众互动的视频演出项目。

1 演出内容介绍

此次演出分为北京现场和渥太华现场，中央音乐学院作为演出的网络技术中心提供远程通信技术支持，负责协助搭建国家大剧院演出现场与加拿大国家艺术中心演出现场的高速网络通道，使得双方可以进行实时的音视频双向互动。演出时长约一个半小时。

国家大剧院的本地演出内容包括国家大剧院四重奏、加拿大国家艺术中心交响乐团五重奏及中央音乐学院学生二胡独奏等；加拿大国家艺术中心演出的内容为加拿大斯泰拉·博里尔斯儿童弦乐团弦乐演奏。

演出过程中按演出曲目分为主场与客场：当国家大剧院作为演出主场进行表演时，加拿大国家艺术中心作为客场不进行表演，观众通过投影屏幕观看北京现场的演出；同样，当加拿大国家艺术中心作为主场进行表演时，国家大剧院演出现场的观众通过投影屏幕观看演出。在每个节目结束后，双方的现场主持人及嘉宾会通过投影屏幕引导两方观众进行互动交流，并且，双方邀请的学生表演者通过屏幕共同参与了艺术讨论，见图1、图2。此次演出是中国国家大剧院首次利用高速互联网环境（IPv6，Internet Protocol version 6，互联网通讯协定第6版）进行的跨国远程视频演出项目。

加拿大国家艺术中心在利用远程通信技术开展教育方面处于国际领先地位，每年在世界各地举办50场音视频双向互动演出；它位于渥太华的尖端多媒体工作室与全世界多个远程站点保持着远程通信网络关系，其中与中国的香港演艺学院、中央音乐学院、上海音乐学院和广州星海音乐学院等4个主要音乐学院及中国国家大剧院设立了联通平台。

2 高速网络环境搭建

“中加音乐连线”远程视频演出基于高速网络环境（IPv6），国家大剧院的高速宽带网络由中国联通公司负责安装。本次演出场地位于国家大剧院4层的艺术资料中心，然而剧院的网络综合机房位于地下B3层，所以从4层到B3层的局域网络（Ethernet）连接利用了一对单模光纤线进行跳线，网络速度为100 Mbit/s左右。在中央音乐学院与中国联通公司的配合下，国家大剧院与中央音乐学院之间搭建了一条临时高速网络通道（CERNET-IPv6）。由于中央音乐学院本身具备高速网络环境，将其作为网络桥梁，从国家大剧院演出现场传输的网络信号先通过中央音乐学院，然后途经美国洛杉矶HE机房，最后到达加拿大国家艺术中心，见图3。不过，加拿大国家艺术中心的网络环境为CERNET-IPv6 tunnel，速度相对慢于IPv6。

3 远程高清视频会议系统及音视频互联技术介绍

3.1 远程高清视频会议系统

负责“中加音乐连线”演出远程音视频互联技术的是加拿大国家艺术中心新媒体制作人毛利修·奥托拉尼（Maurizio Ortolani）先生和中央音乐学院远程计算机音乐教授肯尼斯·费尔兹（Kenneth Fields），两位艺术家均长期致力于远程通信网络多媒体互动式演出项目，他们的项目涉及美国、加拿大、丹麦、中国等。此次演出的核心设备是由费尔兹教授提供的远程高清视频会议系统CISCO Tandberg Codec C90（以下简称C90系统），它的作用是：作为传输终端，将国家大剧院演出现场与加拿大国家艺术中心之间的音视频信号进行互传，实现异地实时视频双向互动的演出目的。国家大剧院与加拿大国家艺术中心的同步音视频信号通过视频会议系统传输到对方的演出现场。在正式演出前，两位艺术家带领国家大剧院影视节目制作部的音视频技术人员进行了2次中加之间的实时同步音视频信号测试与彩排，解决了复杂音视频信号传输的问题，见图4、图5。

3.2 音频连接

“中加音乐连线”的音频连接涉及扩声、录音、同步接收和返送音频信号等。音频系统包括传声器、音源、调音台、扬声器、周边音频设备、监听和编码器等。演出前两个月，国家大剧院影视节目制作部的音频技术人员和奥托拉尼、费尔兹进行了多次音频信号连接方案的探讨及测试。为了避免与加拿大国家艺术中心音频互联过程中出现信号中断、回授及啸叫等情况，最终音频连接由原计划的4路轨道录音（移动调音台）改为利用模拟调音台进行8路轨道混音、录音、双向传输音频信号等。endprint

国家大剧院的演出现场共采用了7支传声器进行拾音。一对Sennheiser MKH 416电容传声器作为环境传声器来拾取舞台及整个演出现场的声音；两支Schoeps MK41电容传声器分别作为拾取弦乐独奏及钢琴伴奏的声音；另外三支Sennheiser无线传声器用来拾取主持人、嘉宾及采访互动的声音。YAMAHA模拟调音台1～4路分别连接上述四支电容传声器，第5路为备用输入通道，第6路接收由扩声调音台辅助（Aux）发送的1路混音信号（3支手持无线传声器的混音），第7～8路接收来自加拿大演出现场的一对总混合立体声信号。

国家大剧院录音师将YAMAHA调音台现场混音的一对立体声信号分别发送到C90系统及硬盘录音机进行录制保存，通过硬盘录音机的总混合立体声信号再被发送到视频录像机里。加拿大国家艺术中心的总混音信号通过其视频会议系统及C90 系统发送到国家大剧院扩声调音台，国家大剧院录音师将接收的音频信号进行音量控制后发送到演出现场的扬声器进行外放。此时，国家大剧院现场的观众不仅能听到现场的演出声音，同时还能实时听到来自加拿大演出现场的声音。

在彩排的测试音频信号环节，国家大剧院演出现场的扬声器里听到持续的交流声，经音频技术人员推测可能是因为C90 系统电源未接地，最后利用隔离变压器分离音频信号解决了交流声干扰问题。整个演出现场的扩声及录音分别通过2台模拟调音台进行并联传送音频信号到视频会议系统。音频信号传送及返送详细系统搭建如图6所示。

3.3 视频连接

“中加音乐连线”的视频系统搭建由摄像机、信号源、屏幕显示器、切换台、监视器、视频录像机和编码器（C90 系统）组成。C90系统支持HDMI接口及1080p高清格式显示，国家大剧院演出现场的视频连接采用了视频信号转换器和Aja的 HDSDI转HDMI转换器，最终成功实现演出流程：将摄像机采集的视频信号通过远程视频会议系统编码后，传送到加拿大的视频会议系统进行解码及播放。加拿大国家艺术中心的视频信号通过视频会议系统传回到国家大剧院演出现场，通过C90 系统进行高清解码后，使用投影仪实时播放。也就是说，视频会议系统对摄像机获取的视频信号进行编码传输，同时对接收到的数据进行解码，并还原成视频信号以便显示，视频会议系统具有对各种信号进行采集、编码、传输、混合及储存能力。国家大剧院的演出现场共架设了两台SONY EX1高清摄像机，分别用于摄取演出人员图像和演出现场全景。视频导播利用视频切换台将两台摄像机拍摄的图像进行选择切入，切换好的视频画面被录制到视频录像机里保存。视频系统搭建图如图7所示。

3.4 演出中出现的技术问题

此次“中加音乐连线”远程视频演出，原计划采用高清1080p信号格式直播，然而在演出前一天，奥托拉尼决定将视频压缩到标清720p。他认为这次演出是中国国家大剧院第一次尝试采用远程视频会议系统进行异地双向互动演出，为了保证演出顺利及减少传输过程中的信号损失，国家大剧院演出现场的音视频信号作为两组数据分别通过C90系统进行编码、数据压缩、同步加嵌后，通过网络通道传输到加拿大的视频会议系统，再进行音视频同步解码及解压缩。由于音视频信号数字化后数据量很大，计算机很难对其保存和处理，需压缩音视频数据量在网络中进行传输。音频编码器对从传声器输入的音频信息进行编码传输，在接收端进行解码以便输出到扬声器，音频信号包含压缩的数字化语音。视频编解码器在视频源处将视频信息进行编码传输，在接收端进行解码显示。

由于国家大剧院及加拿大国家艺术中心均采用基于H.323协议的音视频编解码技术，音视频信号的发送、接收、编解码与网络异常处理都能得到保证，所以中加双方互传的视频画面及音频信号并不会有太多的质量损失，能够实现唇音同步，延迟不明显。

在演出开始大概15分钟左右，国家大剧院演出现场的投影屏幕上突然出现视频画面跳帧现象，声音也变得非常卡，几分钟后，加拿大国家艺术中心的音视频信号彻底消失了。费尔兹立即检查了所有设备的信号传输情况，最后将C90系统重启得以恢复到正常信号。整个演出过程中，来自加拿大演出现场的音视频信号共出现3次中断，远程视频会议系统共重启2次，不过，加拿大国家艺术中心一直能够正常接收国家大剧院演出现场发出的音视频信号。费尔兹认为，演出中的信号中断是由网络问题引起的，虽然这种基于高速网络的视频双向互动演出中不应该出现网络传输问题，但他猜测由于洛杉矶HE机房和加拿大国家艺术中心之间网络环境为IPv6-Tunnel，网络速度传输比IPv6慢，问题很可能出在这里。

虽然这次演出中有网络问题发生，不过对于双方的第一次远程合作来讲，还是非常成功的，毕竟这是国家级剧院间的第一次跨国远程连接。笔者相信，今后通过更多的基于高清视频会议系统的远程视频互动演出项目测试与演出，网络技术会因为演出需求而得以改善，走向成熟。

4 对比基于不同媒介的视频互动系统

网络直播的演出目前主要采用两种技术形式。“中加音乐连线”演出项目是基于高速网络的利用远程高清视频会议系统进行的异地实时同步演出。与此不同，目前常用的演播室视频互动系统是一个无需高速网络专线的双向无延迟视频互动交流系统，可在较窄的带宽下提供顺畅的交互式视频互动。网络参与者可与演出现场的主持人及观众实现一对一或一对多双向互动，同时，演出场外的网友能实时看到演出画面。这两种基于不同网络环境的视频互动系统皆采用SIP协议进行双向视频交互，基于高速网的远程高清视频演出相对更专业化、精致化，因为C90系统采用硬终端编码，支持全编码全解码技术，每路视频独立解编码，处理音视频技术精尖，采用SPEEX压缩技术，能够保证在低带宽下的高质量音频传输，可实现1080p高清视频格式显示及无损音频处理。演播室视频互动系统利用RTP协议中的时间戳信息，结合SIP信令中的re-INVITE机制来保证同步性，网络参与者可与演出现场的主持人及观众实现一对一或一对多双向互动；同时，演出场外的网友能实时看到演出画面，双向延迟小于1秒。从长远来讲，演播室视频互动系统比基于远程通信网络的视频互动系统的应用面更广，原因有如下几点：

第一，演播室视频互动系统有一整套业务流程来为演出环境及节目服务，同时不需额外的终端，不需接入特殊的高速网络专线；第二，演播室互动系统成本比基于远程通信网络的视频互动系统成本低；第三，各个网络参与终端用户仅需普通网络，在任意地点的连线延迟小于1秒；第四，演播室互动系统的现场互动性更强，系统支持海量用户终端同时呼入一个演出现场，进行互动及推送信息，远程呼入者可以查看演播室实时画面，导播可同时监控多个呼入信号。

目前，基于普通网络环境的演播室视频互动系统已在国内众多电视台广泛使用，含10个同时呼入用户系统，可与至多10个终端站点进行实时同步的多媒体视频互动演出。

除网络直播之外，卫星直播是常见的异地演出直播形式。目前，基于卫星发射的现场直播是一些电视台采用的异地直播技术手段。SNG （Satellite News Gathering）是“卫星新闻采集”的英文简称，基于全套SNG设备的移动式发射站以卫星通信系统作为传输平台，可以随时将现场的音视频信号压缩处理后通过同步通信卫星传送到其他接收站点进行信号播出，信号清晰稳定。然而，对比基于高速网络的远程视频会议系统及演播室视频会议系统作为传输平台的直播方式来讲，卫星传输通信资费标准高于常用的电缆通信及网络，且卫星直播车车体庞大，需特殊的安全保障需求。

5 结语

本次利用远程通信技术实现的演出，促进了两国剧院间的艺术和教育交流，也增进了两国艺术家和学生间的了解与友谊。这种基于高速网络的视频演出不仅仅是新型的演出形式，更重要的是它使得艺术交流打破了时间与空间的界限，使不同国家间的剧院或艺术机构开展文化艺术交流、跨国远程教育培训活动以及拓展自身的国际演出市场等更加便捷、有效。目前在中国，基于高速网络的远程视频互动演出项目还处于探索阶段，因为高速网络环境（IPv6）并未在国内普及，随着网络技术的不断发展及人类对视觉及听觉审美需求的不断提高，基于高速网络的远程视频互动演出也会逐渐被人们所认识和关注。

（编辑 张冠华）endprint

国家大剧院的演出现场共采用了7支传声器进行拾音。一对Sennheiser MKH 416电容传声器作为环境传声器来拾取舞台及整个演出现场的声音；两支Schoeps MK41电容传声器分别作为拾取弦乐独奏及钢琴伴奏的声音；另外三支Sennheiser无线传声器用来拾取主持人、嘉宾及采访互动的声音。YAMAHA模拟调音台1～4路分别连接上述四支电容传声器，第5路为备用输入通道，第6路接收由扩声调音台辅助（Aux）发送的1路混音信号（3支手持无线传声器的混音），第7～8路接收来自加拿大演出现场的一对总混合立体声信号。

国家大剧院录音师将YAMAHA调音台现场混音的一对立体声信号分别发送到C90系统及硬盘录音机进行录制保存，通过硬盘录音机的总混合立体声信号再被发送到视频录像机里。加拿大国家艺术中心的总混音信号通过其视频会议系统及C90 系统发送到国家大剧院扩声调音台，国家大剧院录音师将接收的音频信号进行音量控制后发送到演出现场的扬声器进行外放。此时，国家大剧院现场的观众不仅能听到现场的演出声音，同时还能实时听到来自加拿大演出现场的声音。

在彩排的测试音频信号环节，国家大剧院演出现场的扬声器里听到持续的交流声，经音频技术人员推测可能是因为C90 系统电源未接地，最后利用隔离变压器分离音频信号解决了交流声干扰问题。整个演出现场的扩声及录音分别通过2台模拟调音台进行并联传送音频信号到视频会议系统。音频信号传送及返送详细系统搭建如图6所示。

3.3 视频连接

“中加音乐连线”的视频系统搭建由摄像机、信号源、屏幕显示器、切换台、监视器、视频录像机和编码器（C90 系统）组成。C90系统支持HDMI接口及1080p高清格式显示，国家大剧院演出现场的视频连接采用了视频信号转换器和Aja的 HDSDI转HDMI转换器，最终成功实现演出流程：将摄像机采集的视频信号通过远程视频会议系统编码后，传送到加拿大的视频会议系统进行解码及播放。加拿大国家艺术中心的视频信号通过视频会议系统传回到国家大剧院演出现场，通过C90 系统进行高清解码后，使用投影仪实时播放。也就是说，视频会议系统对摄像机获取的视频信号进行编码传输，同时对接收到的数据进行解码，并还原成视频信号以便显示，视频会议系统具有对各种信号进行采集、编码、传输、混合及储存能力。国家大剧院的演出现场共架设了两台SONY EX1高清摄像机，分别用于摄取演出人员图像和演出现场全景。视频导播利用视频切换台将两台摄像机拍摄的图像进行选择切入，切换好的视频画面被录制到视频录像机里保存。视频系统搭建图如图7所示。

3.4 演出中出现的技术问题

此次“中加音乐连线”远程视频演出，原计划采用高清1080p信号格式直播，然而在演出前一天，奥托拉尼决定将视频压缩到标清720p。他认为这次演出是中国国家大剧院第一次尝试采用远程视频会议系统进行异地双向互动演出，为了保证演出顺利及减少传输过程中的信号损失，国家大剧院演出现场的音视频信号作为两组数据分别通过C90系统进行编码、数据压缩、同步加嵌后，通过网络通道传输到加拿大的视频会议系统，再进行音视频同步解码及解压缩。由于音视频信号数字化后数据量很大，计算机很难对其保存和处理，需压缩音视频数据量在网络中进行传输。音频编码器对从传声器输入的音频信息进行编码传输，在接收端进行解码以便输出到扬声器，音频信号包含压缩的数字化语音。视频编解码器在视频源处将视频信息进行编码传输，在接收端进行解码显示。

由于国家大剧院及加拿大国家艺术中心均采用基于H.323协议的音视频编解码技术，音视频信号的发送、接收、编解码与网络异常处理都能得到保证，所以中加双方互传的视频画面及音频信号并不会有太多的质量损失，能够实现唇音同步，延迟不明显。

在演出开始大概15分钟左右，国家大剧院演出现场的投影屏幕上突然出现视频画面跳帧现象，声音也变得非常卡，几分钟后，加拿大国家艺术中心的音视频信号彻底消失了。费尔兹立即检查了所有设备的信号传输情况，最后将C90系统重启得以恢复到正常信号。整个演出过程中，来自加拿大演出现场的音视频信号共出现3次中断，远程视频会议系统共重启2次，不过，加拿大国家艺术中心一直能够正常接收国家大剧院演出现场发出的音视频信号。费尔兹认为，演出中的信号中断是由网络问题引起的，虽然这种基于高速网络的视频双向互动演出中不应该出现网络传输问题，但他猜测由于洛杉矶HE机房和加拿大国家艺术中心之间网络环境为IPv6-Tunnel，网络速度传输比IPv6慢，问题很可能出在这里。

虽然这次演出中有网络问题发生，不过对于双方的第一次远程合作来讲，还是非常成功的，毕竟这是国家级剧院间的第一次跨国远程连接。笔者相信，今后通过更多的基于高清视频会议系统的远程视频互动演出项目测试与演出，网络技术会因为演出需求而得以改善，走向成熟。

4 对比基于不同媒介的视频互动系统

网络直播的演出目前主要采用两种技术形式。“中加音乐连线”演出项目是基于高速网络的利用远程高清视频会议系统进行的异地实时同步演出。与此不同，目前常用的演播室视频互动系统是一个无需高速网络专线的双向无延迟视频互动交流系统，可在较窄的带宽下提供顺畅的交互式视频互动。网络参与者可与演出现场的主持人及观众实现一对一或一对多双向互动，同时，演出场外的网友能实时看到演出画面。这两种基于不同网络环境的视频互动系统皆采用SIP协议进行双向视频交互，基于高速网的远程高清视频演出相对更专业化、精致化，因为C90系统采用硬终端编码，支持全编码全解码技术，每路视频独立解编码，处理音视频技术精尖，采用SPEEX压缩技术，能够保证在低带宽下的高质量音频传输，可实现1080p高清视频格式显示及无损音频处理。演播室视频互动系统利用RTP协议中的时间戳信息，结合SIP信令中的re-INVITE机制来保证同步性，网络参与者可与演出现场的主持人及观众实现一对一或一对多双向互动；同时，演出场外的网友能实时看到演出画面，双向延迟小于1秒。从长远来讲，演播室视频互动系统比基于远程通信网络的视频互动系统的应用面更广，原因有如下几点：

第一，演播室视频互动系统有一整套业务流程来为演出环境及节目服务，同时不需额外的终端，不需接入特殊的高速网络专线；第二，演播室互动系统成本比基于远程通信网络的视频互动系统成本低；第三，各个网络参与终端用户仅需普通网络，在任意地点的连线延迟小于1秒；第四，演播室互动系统的现场互动性更强，系统支持海量用户终端同时呼入一个演出现场，进行互动及推送信息，远程呼入者可以查看演播室实时画面，导播可同时监控多个呼入信号。

目前，基于普通网络环境的演播室视频互动系统已在国内众多电视台广泛使用，含10个同时呼入用户系统，可与至多10个终端站点进行实时同步的多媒体视频互动演出。

除网络直播之外，卫星直播是常见的异地演出直播形式。目前，基于卫星发射的现场直播是一些电视台采用的异地直播技术手段。SNG （Satellite News Gathering）是“卫星新闻采集”的英文简称，基于全套SNG设备的移动式发射站以卫星通信系统作为传输平台，可以随时将现场的音视频信号压缩处理后通过同步通信卫星传送到其他接收站点进行信号播出，信号清晰稳定。然而，对比基于高速网络的远程视频会议系统及演播室视频会议系统作为传输平台的直播方式来讲，卫星传输通信资费标准高于常用的电缆通信及网络，且卫星直播车车体庞大，需特殊的安全保障需求。

5 结语

本次利用远程通信技术实现的演出，促进了两国剧院间的艺术和教育交流，也增进了两国艺术家和学生间的了解与友谊。这种基于高速网络的视频演出不仅仅是新型的演出形式，更重要的是它使得艺术交流打破了时间与空间的界限，使不同国家间的剧院或艺术机构开展文化艺术交流、跨国远程教育培训活动以及拓展自身的国际演出市场等更加便捷、有效。目前在中国，基于高速网络的远程视频互动演出项目还处于探索阶段，因为高速网络环境（IPv6）并未在国内普及，随着网络技术的不断发展及人类对视觉及听觉审美需求的不断提高，基于高速网络的远程视频互动演出也会逐渐被人们所认识和关注。

（编辑 张冠华）endprint

国家大剧院的演出现场共采用了7支传声器进行拾音。一对Sennheiser MKH 416电容传声器作为环境传声器来拾取舞台及整个演出现场的声音；两支Schoeps MK41电容传声器分别作为拾取弦乐独奏及钢琴伴奏的声音；另外三支Sennheiser无线传声器用来拾取主持人、嘉宾及采访互动的声音。YAMAHA模拟调音台1～4路分别连接上述四支电容传声器，第5路为备用输入通道，第6路接收由扩声调音台辅助（Aux）发送的1路混音信号（3支手持无线传声器的混音），第7～8路接收来自加拿大演出现场的一对总混合立体声信号。

国家大剧院录音师将YAMAHA调音台现场混音的一对立体声信号分别发送到C90系统及硬盘录音机进行录制保存，通过硬盘录音机的总混合立体声信号再被发送到视频录像机里。加拿大国家艺术中心的总混音信号通过其视频会议系统及C90 系统发送到国家大剧院扩声调音台，国家大剧院录音师将接收的音频信号进行音量控制后发送到演出现场的扬声器进行外放。此时，国家大剧院现场的观众不仅能听到现场的演出声音，同时还能实时听到来自加拿大演出现场的声音。

在彩排的测试音频信号环节，国家大剧院演出现场的扬声器里听到持续的交流声，经音频技术人员推测可能是因为C90 系统电源未接地，最后利用隔离变压器分离音频信号解决了交流声干扰问题。整个演出现场的扩声及录音分别通过2台模拟调音台进行并联传送音频信号到视频会议系统。音频信号传送及返送详细系统搭建如图6所示。

3.3 视频连接

“中加音乐连线”的视频系统搭建由摄像机、信号源、屏幕显示器、切换台、监视器、视频录像机和编码器（C90 系统）组成。C90系统支持HDMI接口及1080p高清格式显示，国家大剧院演出现场的视频连接采用了视频信号转换器和Aja的 HDSDI转HDMI转换器，最终成功实现演出流程：将摄像机采集的视频信号通过远程视频会议系统编码后，传送到加拿大的视频会议系统进行解码及播放。加拿大国家艺术中心的视频信号通过视频会议系统传回到国家大剧院演出现场，通过C90 系统进行高清解码后，使用投影仪实时播放。也就是说，视频会议系统对摄像机获取的视频信号进行编码传输，同时对接收到的数据进行解码，并还原成视频信号以便显示，视频会议系统具有对各种信号进行采集、编码、传输、混合及储存能力。国家大剧院的演出现场共架设了两台SONY EX1高清摄像机，分别用于摄取演出人员图像和演出现场全景。视频导播利用视频切换台将两台摄像机拍摄的图像进行选择切入，切换好的视频画面被录制到视频录像机里保存。视频系统搭建图如图7所示。

3.4 演出中出现的技术问题

此次“中加音乐连线”远程视频演出，原计划采用高清1080p信号格式直播，然而在演出前一天，奥托拉尼决定将视频压缩到标清720p。他认为这次演出是中国国家大剧院第一次尝试采用远程视频会议系统进行异地双向互动演出，为了保证演出顺利及减少传输过程中的信号损失，国家大剧院演出现场的音视频信号作为两组数据分别通过C90系统进行编码、数据压缩、同步加嵌后，通过网络通道传输到加拿大的视频会议系统，再进行音视频同步解码及解压缩。由于音视频信号数字化后数据量很大，计算机很难对其保存和处理，需压缩音视频数据量在网络中进行传输。音频编码器对从传声器输入的音频信息进行编码传输，在接收端进行解码以便输出到扬声器，音频信号包含压缩的数字化语音。视频编解码器在视频源处将视频信息进行编码传输，在接收端进行解码显示。

由于国家大剧院及加拿大国家艺术中心均采用基于H.323协议的音视频编解码技术，音视频信号的发送、接收、编解码与网络异常处理都能得到保证，所以中加双方互传的视频画面及音频信号并不会有太多的质量损失，能够实现唇音同步，延迟不明显。

在演出开始大概15分钟左右，国家大剧院演出现场的投影屏幕上突然出现视频画面跳帧现象，声音也变得非常卡，几分钟后，加拿大国家艺术中心的音视频信号彻底消失了。费尔兹立即检查了所有设备的信号传输情况，最后将C90系统重启得以恢复到正常信号。整个演出过程中，来自加拿大演出现场的音视频信号共出现3次中断，远程视频会议系统共重启2次，不过，加拿大国家艺术中心一直能够正常接收国家大剧院演出现场发出的音视频信号。费尔兹认为，演出中的信号中断是由网络问题引起的，虽然这种基于高速网络的视频双向互动演出中不应该出现网络传输问题，但他猜测由于洛杉矶HE机房和加拿大国家艺术中心之间网络环境为IPv6-Tunnel，网络速度传输比IPv6慢，问题很可能出在这里。

虽然这次演出中有网络问题发生，不过对于双方的第一次远程合作来讲，还是非常成功的，毕竟这是国家级剧院间的第一次跨国远程连接。笔者相信，今后通过更多的基于高清视频会议系统的远程视频互动演出项目测试与演出，网络技术会因为演出需求而得以改善，走向成熟。

4 对比基于不同媒介的视频互动系统

网络直播的演出目前主要采用两种技术形式。“中加音乐连线”演出项目是基于高速网络的利用远程高清视频会议系统进行的异地实时同步演出。与此不同，目前常用的演播室视频互动系统是一个无需高速网络专线的双向无延迟视频互动交流系统，可在较窄的带宽下提供顺畅的交互式视频互动。网络参与者可与演出现场的主持人及观众实现一对一或一对多双向互动，同时，演出场外的网友能实时看到演出画面。这两种基于不同网络环境的视频互动系统皆采用SIP协议进行双向视频交互，基于高速网的远程高清视频演出相对更专业化、精致化，因为C90系统采用硬终端编码，支持全编码全解码技术，每路视频独立解编码，处理音视频技术精尖，采用SPEEX压缩技术，能够保证在低带宽下的高质量音频传输，可实现1080p高清视频格式显示及无损音频处理。演播室视频互动系统利用RTP协议中的时间戳信息，结合SIP信令中的re-INVITE机制来保证同步性，网络参与者可与演出现场的主持人及观众实现一对一或一对多双向互动；同时，演出场外的网友能实时看到演出画面，双向延迟小于1秒。从长远来讲，演播室视频互动系统比基于远程通信网络的视频互动系统的应用面更广，原因有如下几点：

第一，演播室视频互动系统有一整套业务流程来为演出环境及节目服务，同时不需额外的终端，不需接入特殊的高速网络专线；第二，演播室互动系统成本比基于远程通信网络的视频互动系统成本低；第三，各个网络参与终端用户仅需普通网络，在任意地点的连线延迟小于1秒；第四，演播室互动系统的现场互动性更强，系统支持海量用户终端同时呼入一个演出现场，进行互动及推送信息，远程呼入者可以查看演播室实时画面，导播可同时监控多个呼入信号。

目前，基于普通网络环境的演播室视频互动系统已在国内众多电视台广泛使用，含10个同时呼入用户系统，可与至多10个终端站点进行实时同步的多媒体视频互动演出。

除网络直播之外，卫星直播是常见的异地演出直播形式。目前，基于卫星发射的现场直播是一些电视台采用的异地直播技术手段。SNG （Satellite News Gathering）是“卫星新闻采集”的英文简称，基于全套SNG设备的移动式发射站以卫星通信系统作为传输平台，可以随时将现场的音视频信号压缩处理后通过同步通信卫星传送到其他接收站点进行信号播出，信号清晰稳定。然而，对比基于高速网络的远程视频会议系统及演播室视频会议系统作为传输平台的直播方式来讲，卫星传输通信资费标准高于常用的电缆通信及网络，且卫星直播车车体庞大，需特殊的安全保障需求。

5 结语

本次利用远程通信技术实现的演出，促进了两国剧院间的艺术和教育交流，也增进了两国艺术家和学生间的了解与友谊。这种基于高速网络的视频演出不仅仅是新型的演出形式，更重要的是它使得艺术交流打破了时间与空间的界限，使不同国家间的剧院或艺术机构开展文化艺术交流、跨国远程教育培训活动以及拓展自身的国际演出市场等更加便捷、有效。目前在中国，基于高速网络的远程视频互动演出项目还处于探索阶段，因为高速网络环境（IPv6）并未在国内普及，随着网络技术的不断发展及人类对视觉及听觉审美需求的不断提高，基于高速网络的远程视频互动演出也会逐渐被人们所认识和关注。

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