如何直播机器人或无人机锦标赛

本文将回顾为 VEX 机器人或空中无人机竞赛设置直播的基本方面。 无论您举办的是 VEX IQ、VEX V5 还是空中无人机竞赛活动，直播的技术方面几乎都是相同的。 以下部分提供有关您可能购买或使用的不同类型的相机、视频混合、叠加、音频和一些推荐设备的信息。 建议经验丰富的活动合作伙伴使用直播，他们已经有信心使用标准锦标赛软件组织和运行活动的能力。

本文内容摘自西弗吉尼亚机器人联盟的 John Holbrook 的视频，并经其许可在此使用。 您可以在此处观看该视频。

视频 & 网络的设备和设置

概述

让我们看一下包含两个场地的 VEX V5 机器人竞赛的基本视频设置。

每个场地都有一架摄像机对准它。

锦标赛管理软件生成的图形将有关球队、时间、比赛号码和分数的信息添加到直播中。

这些输入进入视频切换器，将锦标赛管理器的图形叠加到摄像机信号上。

生成的视频被发送到输出端，包括直播平台（例如 YouTube 或 Twitch）以及场地内观众可以看到电视或投影仪。

视频切换器

基本功能

• 将 TM 软件图形叠加在现场视频上
• 在摄像机之间切换以显示当前比赛/场地

附加/高级功能

• 以各种方式将多个摄像机画面组合在一起
• 在摄像机或场景之间添加过渡/动画
• 根据需要提供额外的定制和效果

处理视频切换的方法

• 专用视频混合器（硬件）
  • 摄像机接入调音台
  • 通过按钮和滑块控制切换和其他选项
  • 价格昂贵，需要一定的专业知识
  • 对于大多数活动来说，过于复杂
  • 不是本文或源视频的重点
• OBS（开放广播软件）工作室，可在 obsproject.com 
  • 本文不讨论如何使用 OBS 视频混合软件，但它得到了广泛的支持，并且有大量关于其设置、配置和使用的可搜索信息
  • 在 Windows、macOS 或 Linux 计算机上运行，支持外接显示器
  • 免费和开源软件
  • 广泛使用和支持
  • 业余或半专业直播的标准解决方案
  • 丰富的在线教程
  • 易于上手
  • 简化自定义过渡等高级功能
  • 多种插件可用于扩展功能，其中包括用于锦标赛管理软件的插件！
  • OBS Studio 的锦标赛管理器插件
    • 将 TM 的显示器直接集成到 OBS 中，无需管理视频捕捉或色度键控的繁琐设置
    • 自动覆盖透明度，并且“正常工作”
    • 最适合 Windows 计算机
    • 不适用于 macOS，但刚刚适用于 Linux

带有 TM 插件的 OBS Studio 计算机

• Windows 或 Linux（TM 插件无法在 macOS 上运行）
• 支持外部显示器将视频从 OBS 发送到现场电视或投影仪
• 不需要是高性能计算机，但应不超过 5 年才能确保良好的性能
  • 游戏台式机或笔记本电脑可轻松处理 OBS
  • 速度慢或旧的计算机不是好的选择
• 需要有一个良好的冷却系统，因为它将处理整个活动的运行（对于容易过热的笔记本电脑来说，这不是一个好用的方法）
• 内置以太网端口是一个优点
• 如果使用 USB 摄像头或采集卡，则需要额外的 USB 端口
• 官方指导：不要从 TM 服务器运行您的流，而是使用专用的流计算机（但软件允许这样做）

参加 VEX 锦标赛和直播

• 流计算机应与互联网有硬线（以太网）连接
• 运行您自己的网络，而不是依赖场地的 WiFi！
• 便宜的 WiFi 路由器非常适合入门
  • 将路由器上的 WAN 端口连接到场地的有线互联网
  • 通过以太网电缆将必要设备（流媒体 PC、TM 服务器）连接到路由器
  • 非必要设备（计分台、维修站显示器）可通过 WiFi 连接
  • 建议现场 Pi 设备使用有线以太网
• 每个场馆都有不同的设置和政策，但如果你提前与他们沟通，几乎每个 IT 部门都会提供帮助和配合

相机

一般的

• 每个田地上都配备一个摄像机
• 需要以某种方式将摄像机中的视频传输到计算机/OBS
  • 如何？ 取决于相机类型
• 每个摄像头都应具有宽视野 (FOV)
  • FOV 通常以度为单位列出；度数越大，FOV 越宽
  • 更宽的视场角可让你将相机靠近场地，同时仍能拍摄到整个场地
  • 非常宽的视场会使物体看起来扭曲（鱼眼效果）
• 应具有 1080p 或更高分辨率
  • 低于这个数字看起来不太好
  • 4K 可以，但不是必需的，因为直播最终可能会以 1080p 播放
• 整体品质好
  • 分辨率并不代表一切
  • 如果可能的话，阅读/观看评论、测试设备等

相机类型

• 相机：TL;DR
  • NDI 相机：最佳整体选择
    • 成本、可靠性和性能的最佳平衡
  • USB 摄像头：如果您需要降低成本，这是一个不错的选择
    • 长距离运行 USB 电缆的固有问题意味着，如果你能负担得起，NDI 可能是更好的选择
  • HDMI 和 SDI 摄像机：不是最佳选择
    • 如果你想使用已有的设备，这很棒…
    • …但如果你从头开始，这不是最好的选择
• USB 网络摄像头
  • 优点
    • 便宜的
    • 方便获取
    • 很多不同的模型
    • 您可能已经可以访问一些
  • 缺点
    • 需要相对较长距离（30-40 英尺）的 USB 电缆，这并不万无一失
    • 计算机上的 USB 带宽可能是一个问题，每个摄像头都应插入单独的 USB 端口（USB 集线器上的多个摄像头可能会导致信号丢失）
  • 长距离运行 USB 的选项
    • USB 延长线
      • 延长线连接计算机和相机的 USB 线
      • 相对便宜、容易获得且易于使用
      • 根据型号的不同，可能会出现不稳定的情况，而且 USB 的设计并不是为了长距离传输
      • 有些延长线在中间有大型中继器或增强器，可能会在电脑和摄像头之间的地板上造成物理障碍
      • 无电源和 USB 2 通常适用于 1080p 分辨率，但你应该用相机进行测试；此应用通常不需要带有外部电源的 USB 3.0
      • 据报道，Monoprice 品牌 USB 延长线是一个不错的选择
    • USB 通过 Cat5（以太网）电缆
      • Cat5 电缆比其他电缆更可靠
      • 价格便宜、易于运行且专为长电缆布线而设计
      • 发射器、接收器和交流适配器套件需额外付费
      • 计算机端的发射器连接到 USB 端口
      • 相机端的接收器通过交流适配器和相机的 USB 电缆供电
• 网络摄像机
  • 优点
    • Cat5 网线价格便宜，适合长距离传输
    • 许多网络摄像机可以通过单根以太网供电 (PoE) 电缆获得电源和网络连接
    • 提供无线、电池供电的 WiFi 版本，尽管电池寿命可能是一个问题
    • 由于视频通过网络传输到流媒体 PC，因此无需采集卡或 USB 带宽
  • 缺点
    • 与 USB 网络摄像头相比成本更高
  • 应避免什么
    • 许多廉价的网络摄像机是为安全系统设计的
      • 视频质量通常不是安全系统的首要任务
      • 对于安全应用来说，几秒的延迟是可以接受的，但对于广播来说，你希望延迟尽可能接近 0
  • 更好的选择
    • NDI 网络摄像机
      • 为广播应用设计的网络视频协议
        • 低延迟
        • 可通过有线或 WiFi 设置工作，提供高质量视频
        • OBS 插件可让您轻松将 NDI 源引入直播
    • 创建此内容时，NDI 相机性能良好
      • HuddleCamHD Pro IP，329美元
  • 以太网供电 (PoE)
    • 您需要注入器或 PoE 交换机来为 PoE 设备供电
      • 将 PoE 交换机连接到电源
      • 将 PoE 设备连接到交换机
    • 有多种标准，但您可能需要 PoE+ (IEEE 802.3at)
• HDMI 摄像机
  • 优点
    • 您可能已经拥有具有 HDMI 输出和良好视野的合适相机（例如 GoPro）
  • 缺点
    • 长距离传输 HDMI 并非易事
      • 虽然有 30、50 和 100 英尺的 HDMI 电缆可供选择，但它们体积庞大，有些还需要在相机端使用外部电源
    • 带有 HDMI 输出的摄像机或照相机可能不是一个好的选择，因为视野太窄
  • 将 HDMI 视频导入 OBS
    • USB 采集卡
      • 通过 USB 端口将 HDMI 输入转换为计算机
      • 每个摄像机一个
      • 与 USB 网络摄像头存在相同的 USB 带宽问题
      • 价格可能不贵（每台只要 $10-$美元），但名牌型号价格稍高一些也是值得的
    • 内部捕获卡
      • 为一定数量的摄像机提供 HDMI 输入
      • 插入台式计算机的 PCI Express 插槽
      • 如果你的笔记本电脑支持的话，可以插入外部 PCI-E 外壳
      • 无需担心 USB 带宽
    • NDI 编码器
      • 将 HDMI 输入转换为 NDI
      • 您可以使用以太网代替长 HDMI 电缆从编码器盒运行到计算机
      • 可PoE供电
      • 其中一个例子是 ZowieBox，售价 185 美元
• SDI 摄像机
  • 串行数字接口是数字视频的广播标准
  • 使用带 BNC 连接器的同轴电缆
    • 长距离工作
    • 长电缆比其他视频电缆便宜，但不如网线便宜
  • 与 NDI 不同，需要单独的电源线
  • 由于它们是专业级和广播级的，所以价格昂贵
  • 需要像 HDMI 摄像机那样的外部采集卡，但成本较高

相机安装 & 放置

安装摄像头

• 大多数相机都有内置三脚架螺丝座
• 你可能需要/想要比普通三脚架更高
  • 取决于相机的视野和视野大小（例如 IQ 与 V5），以及视野是高架的还是地面的
• 在亚马逊网站上，“灯架”是一个很好的搜索词；它们就像三脚架，但更高
• 如果你需要爬得很高或者带着很重的相机，用沙袋压住三脚架底座是一个不错的选择
• “魔术臂”具有灵活的枢轴关节，方便以奇怪的角度或其他物体安装相机；它们两端都有标准的三脚架螺丝，因此你可以将它们安装在相机和夹具之间

相机位置/放置

• 观众席一侧为最佳
  • 比赛期间通常没有球队或志愿者站在那里
  • 这是观众习惯的视角
  • 但这意味着电缆线要更长，所以将球场后方靠近主裁判的位置安排是一个不错的折衷方案
• 确保整个场地都在镜头中！
  • 还要确保 TM 图形不会遮挡部分区域
• 直视是最好的；从角落或角度拍摄场地看起来很奇怪
  • 直视镜头还可以避免球队挡住摄像机的视野
• 将东西放在离场地几英尺远的地方，以便团队和志愿者仍然有足够的空间在场地上走动
  • 这一点的重要性因游戏而异
• 观看视频，查看更多示例（从 48:15 开始）

音频设备和设置

概述

让我们看一下事件的基本音频设置，从各种音频源开始。 我们有一个或多个麦克风供主持人讲话；锦标赛管理软件将生成我们想让观众和队伍听到的声音，比如比赛的开始和结束；也许我们还想在比赛之间或背景中播放一些音乐。

所有这些都将进入我们的音频混音器，它将混合所有这些源的相对音量，以使它们听起来不错。

音频混音器会将平衡的混合声音发送到几个地方：场地内的扬声器，以便观众和团队可以听到，以及流媒体计算机上的 OBS，以便将其添加到直播中。

关于直播音频的一般注意事项

• 不要仅仅依赖场地的公共广播系统；您也许可以使用他们的麦克风、混音器和/或扬声器，但我们进行直播所需要的远比仅仅在健身房里发布公告要复杂得多。
• 活动前做好一切设置并测试！

音频：混音器

• 要求
  • XLR 输入可满足您所需数量的麦克风
  • 用于 TM 场声音和音乐的立体声输入
  • 输出至扬声器（XLR 或 ¼”，取决于您的扬声器）
  • 第二个输出至 OBS（¼” 或 USB，取决于您的混音器）
    • 可以标记为“控制室”/“CR”、“监视器”、“AUX”或耳机输出
    • 最好为该输出设置单独的音量控制
  • 例如：Mackie 802VLZ4，220 美元

音频：麦克风

• 有线
  • 便宜的
  • 可靠的
• 无线的
  • 无需担心长电缆绊倒
  • 最好坚持选择评价好的知名品牌
  • 最好准备一个有线麦克风作为备用，以防出现问题

音频：扬声器

• 您也许可以使用场地现有的扬声器
  • 寻找墙壁或地板上的 XLR 插孔，并根据需要与场地工作人员协调
  • 在活动开始前进行测试，以确保其正常运行
  • 注意音量；有时墙上的插孔是用于麦克风的，而插孔和扬声器之间还有另一个混音器或放大器
• 如果你正在考虑购买扬声器，“PA 扬声器”是一个不错的搜索词
  • 多种型号、尺寸、功率水平和成本

音频：PA 套件

• 预先包装好的“PA 套件”可能是一个不错的选择
  • 通常包括几个扬声器和一个混音器，它们可以组合在一起形成一个便携式外形
  • 有些还配有麦克风和麦克风支架
• 通常设计为便携式
• 确保搅拌机具有您需要的所有功能

音频：音乐和 TM 声音

• 最好是它们来自两个不同的来源，这样它们就是混频器上的不同通道，但它们也可以来自同一台计算机
  • 在软件中调整音乐和现场声音的相对音量
• 如果你要通过流媒体播放音乐，则必须获得适当的许可，否则你的流媒体将被静音、停止或从存档中删除
  • 推荐一个来源：pretzel.rocks 有足够多的免费套餐；付费套餐可让你访问更多播放列表
• 将音频放入 OBS
  • 台式电脑可能已经有声音输入插孔
  • 如果没有（笔记本电脑等），请使用 USB 声卡

设置演示和演练

观看 此视频，从 1:01:42 开始，演示从头到尾设置和使用直播所需的设备和软件。

参考文献

本文中的信息摘自西弗吉尼亚机器人联盟的 John Holbrook 的一段视频，并经他的许可在此使用。 您可以在此处观看该视频。

西弗吉尼亚机器人联盟支持西弗吉尼亚州许多不同机器人项目举办的机器人活动，通常每年在各种场地举办 30-40 场活动。 他们已经直播赛事多年，从 2018 年的西弗吉尼亚州锦标赛开始。 在 2021 赛季，他们举办了多项仅限远程技能的赛事，并在 2022 年恢复线下赛事时将直播功能扩展到所有赛事。 他们目前已进行了一百多次直播，可以在他们的 YouTube 频道上观看。 您可以在西弗吉尼亚机器人联盟的网站上了解有关该联盟的更多信息： wvrobot.org。