【精选】世界一级方程式电竞赛事直播的技术方案与实现

本文为论文精要，原文刊发于《广播与电视技术》2021年第7期。

本文作者

陈纬宁

（上海广播电视台， 上海 200041)

陈纬宁，男，1983年生，本科，学士，上海广播电视台技术中心资深系统工程师，工程师，主要从事广电行业演播室系统项目的建设和维护工作，曾参与过北京奥运会、中超、CBA、上海国际马拉松等多项大型赛事的现场及演播室直播保障工作。

0引言

2021年1月中旬，世界一级方程式（简称F1）电竞中国冠军赛职业联赛总决赛在上海浦东新区融媒体中心的总面积达1280平方米的演播大厅成功举办。F1电竞中国冠军赛于2019年创立，是中国目前最高级别的模拟器竞速赛事。F1电竞中国冠军赛是基于F1官方授权电子游戏《F1 2020》所设立的电竞赛事，该赛事旨在营造逼近真实F1的驾驶感受，创造真实F1赛事与虚拟F1电竞完美结合的沉浸式体验。

2020年，作为F1电竞全球锦标赛的第一个区域赛事，中国冠军赛被升格为职业联赛，该年度的赛季由SMG五星体育联合久事智慧体育共同主办，完成了整个赛季34场比赛的全媒体直播。其中的32场比赛，所有参赛车队选手线上比赛，其直播信号的制作是在SMG五星体育所辖的广电大厦高清演播室完成的，下文中将称该赛程为“线上赛”。而赛季最后2场比赛，是F1电竞中国冠军赛职业联赛总决赛，以“线下赛”的方式在上海浦东新区融媒体中心的演播大厅举行。本文将从分析“线上赛”与“线下赛”“线下赛”的需求差异入手，主要介绍2020赛季F1电竞赛事全流程直播的解决方案和应用的主要技术手段，并阐述该项赛事直播技术的关键细节。

1F1电竞“线上赛”

直播需求特点及关键技术

1.1 F1电竞“线上赛”技术需求概览

2020赛季F1电竞中国冠军赛职业联赛前32场“线上赛”需要在技术设施完备的高清演播室进行比赛直播信号的制作，进行30秒延时后在电视平台播出，同时赛事直播信号也要对网络直播平台“斗鱼”进行推流直播。

《F1 2020》联机游戏的观察机制为OB（即Observer，观察者视角）主机开启多人联机房间，10支参赛车队的20名选手进入比赛房间联机比赛，OB主机亦即OB导演的操作主机，可实时切换任意选手的第一视角和跟随视角，因此，OB信号是F1电竞赛事直播的核心信号源，整个直播过程必须确保它的稳定及传输质量，其信号来自主备两台电竞PC主机的输出信号，制式为1080P 60Hz。

1.2“线上赛”方案中的关键技术点

结合“线上赛”的直播技术需求及现有系统资源的特点，“线上赛”方案中有两处关键环节分别打通了信号链路、丰富了制作内容：一是在OB信号接入环节与推流信号输出环节增加隔行与逐行制式转换的技术设备；此外，引入低延时连线系统，为赛事直播增添了“线上赛”专属POV信号。

2F1电竞“线下赛”直播技术应用

2.1 F1电竞线下比赛技术需求概览

2020赛季F1电竞中国冠军赛职业联赛最后2场比赛以“线下赛”方式进行， 10支车队20名选手集结在上海浦东融媒体中心演播大厅，20台游戏终端模拟器联网进行比赛。由于场地受限，本次赛事采用EFP系统进行节目制作和直播，所有设备都是现场临时进行搭建，包括电力、视音频、网络、通话系统等，该系统力求最佳呈现游戏直播画面，游戏直播制作采用主流电竞直播1080 59.94P的制式。

在F1电竞比赛直播信号的传输方面：

1. 现场EFP系统的播出信号以1080 59.94P的制式直接对网络直播平台（斗鱼）推流直播。

2. EFP系统末级1080 59.94P信号转制为1080 50I信号后，主路传输使用卫星车、备路使用5G TVU背包聚合专线网络，传送回广电大厦SMG五星体育高清演播室。SMG五星体育高清演播室对现场比赛信号进行30秒延时后在电视平台播出。

2.2“线下赛”与“线上赛”技术需求的区别

F1电竞直播“线下赛”与“线上赛”直播需求最重要的区别，就是比赛信号源的大幅拓展。

由于演播室系统的信号源接入度有限，“线上赛”的信号源以2台OB主机信号和4路选手画面作为主体比赛信号。而“线下赛”选手齐聚一堂，则有了全景呈现所有选手的条件。“线下赛”除了设置2台OB主机信号外，20台选手游戏终端模拟器均输出选手FOV信号（选手视角，即Player PC）进EFP系统。此外，每名选手均配备了POV摄像机拍摄选手的面部表情。FOV和POV信号全接入的话，除了保证OB主机对赛事流程进行控场的效果外，每名选手的关联信息也能由OB导演自己掌控呈现的时机，与只能依赖OB主机游戏默认信息的“线上赛”方式相比，“线下赛”的包装丰富度和自由度提升许多。

此次“线下赛”以两个辅助切换台分别实现选手FOV和POV信号的挑选，导播会将选手的画面实时以开窗的形式叠加在PGM信号中，由于比赛进行中，选手成绩会不停变换，这就需要OB导演有阅读比赛的能力，审时度势选择选手，导播利用切换台的M/E信号分配功能和特技功能呈现焦灼白热化的竞争场面。

此外，F1电竞比赛的包装需求和体育直播一样，淡入淡出比赛画面或比赛集锦都会通过带有赛会标志和广告商标志的扫画过渡，这需要将动画序列提前预录在切换台的寄存器里的，届时通过切换台的宏命令触发叠加切换等一系列操作。

2.3“线下赛”方案中的关键技术点

2.3.1 网络搭建

F1电竞“线下赛”的网络搭建要实现20台电竞终端模拟器的组网和游戏数据的实时数据传输，为了安全性的考量，网络采用级联和端口聚合的网络架构，两台交换机之间采用多根千兆以太网线连接形成带宽更大、稳定性更高的逻辑链路。各类设备根据业务实际需求情况配置互联网访问权限，并设置不同的VLAN，保证数据的安全性。同时，交换机采用多个运营商接入的方式，防止因单个运营商链路故障而引起系统业务的中断；另外，根据各类业务的服务类型及交换机端口分配情况，两台交换机之间进行了互备冗余配置，其中一台交换机故障，可直接将部分重要设备拔插到另外一台交换机冗余端口上，从而保证业务的连续性。

下面简单介绍各类设备连接及部署情况。两台48端口交换机，两台路由器，其中交换机1的端口1、2分别与两个路由器LAN口连接，用于与互联网通信，端口45-48与交换机2端口45-48连接，用于交换机之间的端口聚合和级联；在VLAN划分配置上，交换机的端口3-24归属于VLAN10，用于连接电竞终端；端口25-32归属于VLAN20，用于连接数据接口服务器，端口33-36归属于VLAN30，用于连接图文设备，端口37-40归属于VLAN40，用于连接推流直播设备。VLAN20可以与VLAN10、VLAN30通讯，其他VLAN之间不可以通讯；VLAN30不需要访问互联网，其他VLAN均需要访问互联网。

2.3.2 实时数据图文包装

F1电竞直播“线下赛”实现了选手电竞终端信号和POV信号全接入，结合选手实时游戏数据的辅助，就能达到全景呈现的包装效果，不用受OB端挑选选手的限制。F1电竞比赛的竞技技术体现在选手对游戏内赛车挑校、驾驶技术、更换轮胎战术策略等细节上，通过数据比对来展现选手操作是借鉴真实F1比赛的直播包装方式。

《F1 2020》游戏中选手实时数据可基于UDP实现数据传输和导出，在F1电竞中国冠军赛的网络架构中，就设置了数据接口，采用Go语言开发了基于UDP数据传输的接口软件服务，接口服务启动后，游戏OB端开启数据传输功能并打开相应的UDP端口就可以自动接送游戏终端传输过来的所有数据，数据接口服务将接收到的数据根据业务需要进行筛选并以JSON的方式格式化输出。同时在图文客户端软件中配置数据接口服务器的IP地址及数据格式，数据接口软件可以发送图文客户端需要的场景数据，并在图文软件中预览并输出。

2.3.3 考量1080 50I历史素材的播放问题

由于F1电竞直播“线下赛”现场EFP系统的制作信号采用的是1080 59.94P的制式，在现场直接播放适用于电视平台的1080 50I制式的素材会出现画面拖影、割裂感。由于帧率差一倍，需解决帧场补偿的问题，高动态的电竞比赛对制式转换的要求格外严苛。此外，因本次线下总决赛的包装VCR种目繁多，码率画质参差不齐，对赛事直播系统中回放设备和制式转换都提出了更高的要求。

此次比赛调试阶段，经过对素材片段多次软硬件编码测试，结合画面呈现效果的比对，最终确认了核心环节的设备配置。

3 结束语

上海正乘风破浪打造全球电竞之都，全中国80%电竞企业都选择上海，上海市政府推出“文创50条”以后，上海各区也相继推出了配套政策，以吸引更多电竞企业落户。2020年在疫情的背景下，F1电竞中国冠军赛危中寻机，升级为职业联赛及配套体系，并且成为首个由电视台（SMG五星体育传媒）制作直播全赛季的电竞赛事，全季累计吸引了近8000万人次观看，同比年增长近5倍。SMG五星体育在2020年成功建立全新的F1电竞中国冠军赛线上赛公共信号制播模式，最大程度解决电视媒体与流媒体端直播的兼容性问题，获得业界良好口碑。作为一支承担多年体育赛事电视转播经验的团队，SMG五星体育不断探索进军体育电竞领域，紧跟时代步伐，全方位多角度呈现电子竞技体育的魅力，收获了90后、00后为主的新生代力量，丰富了电视媒体的受众群体，提高了电视媒体的舆论口碑，这都是具有里程碑意义的历史性步伐。

END

参考文献

[1] 陆学捷. 电竞赛事直播技术的实践与思考[J]. 现代电视技术, 2020 (6): 51-54.

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