多功能直播演播室的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

1、多功能直播演播室的設(shè)計(jì)與實(shí)踐一. 概述 近十年來(lái)隨著數(shù)字電視技術(shù)、IT技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的廣播電視技術(shù)與IT技術(shù)的融合，使電視節(jié)目的表現(xiàn)形式和手段也越來(lái)越豐富。電視直播室作為電視臺(tái)節(jié)目直播和錄制、制作的重要場(chǎng)所，建設(shè)一個(gè)融入IT技術(shù)，功能齊全、高效運(yùn)行的直播室越來(lái)越受到城市電視臺(tái)重視和關(guān)注。從去年初開(kāi)始，根據(jù)我臺(tái)生活頻道伴您平安行欄目直播的需求，我們對(duì)建設(shè)直播室的功能和使用方式進(jìn)行了探索，使用一個(gè)直播室來(lái)模擬兩個(gè)工作場(chǎng)景，并且讓網(wǎng)絡(luò)與電視的結(jié)合，使網(wǎng)絡(luò)為演播窒提供第二現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)目的延伸和輻射。筆者以伴您平安行直播節(jié)目為例子，從技術(shù)方面探討綜合直播室如何實(shí)現(xiàn)模擬兩個(gè)演播室的工作場(chǎng)景，如何實(shí)

2、現(xiàn)IT與電視的融合。 伴您平安行作為貼近百姓、貼近生活、現(xiàn)場(chǎng)互動(dòng)強(qiáng)的直播節(jié)目，由電視直播室、福州市道路交通“全球眼”監(jiān)視系統(tǒng)和福州市公安局110指揮中心信息平臺(tái)等三個(gè)部分組成。直播的兩個(gè)場(chǎng)景分別是福州市公安局110指揮中心和電視臺(tái)直播室，“兩個(gè)演播室”要有連線(xiàn)互動(dòng)，“兩個(gè)演播室”與福州市區(qū)各個(gè)交通路口的出鏡記者之間的連線(xiàn)互動(dòng)，“全球眼”監(jiān)視系統(tǒng)和110指揮中心信息平臺(tái)要接入演播室系統(tǒng)成為輸入信號(hào)來(lái)源之一。 二. 演播室設(shè)計(jì)的要求 我們?cè)谥辈パ莶ナ以O(shè)計(jì)中，不僅要全面實(shí)現(xiàn)演播室的多功能性，充分發(fā)揮演播室的使用效率，提高綜合節(jié)目制作的質(zhì)量,提高演播室制作系統(tǒng)技術(shù)的可靠性和安全性, 還要充分利用有限的

3、資金，降低節(jié)目制作的成本，提高節(jié)目的生產(chǎn)效率。根據(jù)欄目的要求，經(jīng)過(guò)論證在一個(gè)演播室內(nèi)可以模擬兩個(gè)演播室場(chǎng)景，這就使我們減少了一個(gè)演播室的搭建費(fèi)用，降低了以后節(jié)目制作的成本。因此在設(shè)計(jì)演播室時(shí)就要遵循先進(jìn)性、開(kāi)放性、可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性及可擴(kuò)展性的設(shè)計(jì)原則，主要考慮以下幾個(gè)方面問(wèn)題： 1.要采用技術(shù)先進(jìn)，擴(kuò)展能力強(qiáng)，能滿(mǎn)足不同節(jié)目制作的要求。 2.由于要求該演播室要滿(mǎn)足電視直播的要求，這就要求設(shè)備選型上的可靠性和穩(wěn)定性。而且系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮核心設(shè)備的熱備份，應(yīng)急手段要完備。 3.該演播室要實(shí)現(xiàn)對(duì)“全球眼”監(jiān)視系統(tǒng)和110指揮中心信息平臺(tái)的接入，同時(shí)還要對(duì)周邊兩個(gè)新聞直播演播室進(jìn)行配套和補(bǔ)充，因

4、此必須要具有良好的開(kāi)放性和兼容性。 4.考慮到未來(lái)的電視臺(tái)事業(yè)和技術(shù)發(fā)展的前景，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)還要預(yù)留足夠的擴(kuò)展空間。 三. 直播系統(tǒng)的構(gòu)成 電視直播室主要由視頻系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)系統(tǒng)，音頻系統(tǒng)、內(nèi)部通話(huà)系統(tǒng)、燈光和電源系統(tǒng)構(gòu)成，這里重點(diǎn)討論視頻系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)和通話(huà)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和具體實(shí)施。（一） 演播室的視頻系統(tǒng)主要有三個(gè)部分組成。1.由切換臺(tái)、攝像機(jī)、色鍵器組成的直播視頻通路。2.有兩個(gè)數(shù)字視頻矩陣，分別實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)調(diào)度和數(shù)字視頻信號(hào)應(yīng)急切換。3.是由控制服務(wù)器，視頻服務(wù)器和電視圖文/視頻點(diǎn)評(píng)系統(tǒng)為中心組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如圖1所示：圖1 視頻信號(hào)流程1.數(shù)字切換臺(tái)選用的是SONY公司的MFS-2000

5、，配置為16路SDI輸入，1.5級(jí)M/E的面板提供了M/E級(jí)上的兩個(gè)全功能鍵和P/P級(jí)上的兩個(gè)下游鍵，主機(jī)和面板均為雙電源工作，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。切換臺(tái)視頻輸入包括3路色鍵器、4臺(tái)錄像機(jī)、1路電視圖文/視頻點(diǎn)評(píng)信號(hào)、2路字幕信號(hào)、2路矩陣信號(hào)。該切換臺(tái)通過(guò)升級(jí)軟件可直接升級(jí)為高清切換臺(tái)，為以后系統(tǒng)的升級(jí)預(yù)留可擴(kuò)展空間。 攝像機(jī)選用了Sony廣播級(jí)演播室攝像機(jī)BVP-E30，BVP-E30攝像機(jī)提供了全新的14bit A/D 轉(zhuǎn)換電路，具備高靈敏度、抗干擾和低拖尾特性，完全可以滿(mǎn)足高質(zhì)量節(jié)目的制作要求。 色鍵器選用了3臺(tái)ULTIMATTE公司的ULTIMATT-500數(shù)字色鍵器，它們既互為備份

6、，又獨(dú)立操作，確保3路摳像能夠采用不同的背景，Ultimatte-500的數(shù)字色鍵處理是在前后景間作混合而非切換，前后景先分別處理，然后再相加產(chǎn)生合成圖象。它與傳統(tǒng)的色鍵處理相比ULTIMATTE-500的數(shù)字色鍵處理具有以下特點(diǎn)：1.用完全相加混合前景與背景，可以再生象透明物體上的倒影那樣的清楚效果。2.采用特有的算法產(chǎn)生遮罩（matte）信號(hào)，可以更好地從前景物體中區(qū)分出背景。3.采用抑制襯底及平抑蘭溢出的算法處理前景的同時(shí)，在前景上再現(xiàn)蘭色陰影。 2.矩陣系統(tǒng)采用LEITCH的16X8和16X16構(gòu)成的兩級(jí)矩陣，其中16X8矩陣的視頻輸入信號(hào)包括播出切換臺(tái)的全部輸入信號(hào)，主要用于播出切換

7、臺(tái)的備份，當(dāng)播出切換臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，可用16X8矩陣來(lái)進(jìn)行應(yīng)急切換，矩陣輸出1口和一臺(tái)字幕輸出經(jīng)過(guò)獨(dú)立數(shù)字鍵混疊加后，再通過(guò)2*1 應(yīng)急開(kāi)關(guān)與播出切換臺(tái)的主信號(hào)進(jìn)行備份，這也提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。如圖2所示。矩陣其它輸出送燈光音響監(jiān)視、數(shù)字波形監(jiān)視器進(jìn)行監(jiān)測(cè)和監(jiān)視。圖2 應(yīng)急系統(tǒng)LEITCH的16X16SO矩陣主要用于視頻信號(hào)的調(diào)度，信源共有14路（備份2路共16路）。輸入：1-2路為視頻服務(wù)器提供的“全球眼”交通路況信號(hào)；3路為市交通指揮大廳背景信號(hào)作為扣像背景；4路為非編信號(hào)（既可以當(dāng)扣像背景也可以當(dāng)備份播出的信號(hào)源）；5-6路為3-4號(hào)錄像機(jī)播出信號(hào)（既可當(dāng)扣像背景也可以當(dāng)備份播出的

8、信號(hào)源）；7-8路為VGA轉(zhuǎn)視頻信號(hào)，供電腦視頻處理，可充當(dāng)播出信號(hào)源，也可以充當(dāng)扣像背景；9-10路為衛(wèi)星收錄信號(hào)，供衛(wèi)星車(chē)聯(lián)動(dòng)直播使用；11路為測(cè)試信號(hào)（主同步機(jī)產(chǎn)生）；12路為預(yù)留備份路由；13路為新聞110演播室接入信號(hào)、14路為福州新聞演播室接入信號(hào)；15-16路為PGM、PGM DLY回采信號(hào)（供今后硬盤(pán)播回采）。輸出信源：1-3路分別送到色鍵處理器，作為色鍵扣像獨(dú)立背景；4-6路分別送色鍵處理器，作為色鍵的遮擋信源（供將來(lái)的虛擬演播室使用）；7-8路作為3-4號(hào)錄像機(jī)輸入信號(hào)，9路作為非編信號(hào)上載源；10-12路作為線(xiàn)路信號(hào)源分別送三臺(tái)數(shù)字幀同步機(jī)進(jìn)行信號(hào)的幀同步、音頻解嵌及音頻

9、的D/A等處理，最后分別分配后視頻送到切換臺(tái)、應(yīng)急矩陣的10-11路，解嵌及D/A處理的模擬音頻（2聲道）分別送主備調(diào)音臺(tái)。13-14路送入演播室供主持人回看的信號(hào)源。15-16路為預(yù)留備份路由.由于使用了該矩陣使演播室系統(tǒng)信號(hào)調(diào)度靈活，功能增強(qiáng)，同時(shí)也增加了演播室系統(tǒng)的開(kāi)放性兼容性。3.網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由控制服務(wù)器，視頻服務(wù)器和電視圖文/視頻點(diǎn)評(píng)系統(tǒng)為中心組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是根據(jù)欄目的要求將福州市公安局“全球眼”監(jiān)視系統(tǒng)和110指揮中心信息平臺(tái)提供的各種信號(hào)接入演播室，這增加了節(jié)目時(shí)效性，使網(wǎng)絡(luò)為演播窒提供第二現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)目的延伸和輻射?！叭蜓邸北O(jiān)視系統(tǒng)是電信與交警合作建立的路況監(jiān)視系統(tǒng)，是基于

10、IP平臺(tái)的視頻傳送。在演播室安裝兩臺(tái)控制服務(wù)器，工作人員可通過(guò)電信以太網(wǎng)，操作控制服務(wù)器向全球眼監(jiān)視系統(tǒng)調(diào)用福州市各路口的實(shí)時(shí)路況視頻信號(hào)，同時(shí)工作人員通過(guò)控制服務(wù)器還可對(duì)全球眼進(jìn)行推、拉、搖的控制。全球眼系統(tǒng)根據(jù)控制服務(wù)器的指令，向演播室的視頻服務(wù)器傳送所需的各路全球眼的實(shí)時(shí)路況視頻信號(hào)，每臺(tái)視頻服務(wù)器可同時(shí)傳輸4路全球眼的實(shí)時(shí)路況視頻。視頻服務(wù)器將收到的“全球眼”監(jiān)視視頻信號(hào)分別經(jīng)過(guò)數(shù)字幀同步機(jī)和電視圖文/視頻點(diǎn)評(píng)系統(tǒng)后再進(jìn)入演播室視頻系統(tǒng)。電視圖文/視頻點(diǎn)評(píng)系統(tǒng)，由素材采編工作站、點(diǎn)評(píng)播放工作站、數(shù)字視頻圖像處理器組成。素材采編工作站接收視頻服務(wù)器提供的實(shí)時(shí)“全球眼”監(jiān)視信號(hào)和收集每日需

11、要更新點(diǎn)評(píng)的信息并進(jìn)行編輯，對(duì)將要點(diǎn)評(píng)的素材進(jìn)行編單，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將素材傳輸給點(diǎn)評(píng)播放工作站，主持人可在點(diǎn)評(píng)播放工作站上進(jìn)行點(diǎn)評(píng)操作，點(diǎn)評(píng)播放工作站輸出的VGA信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字視頻圖像轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成SDI信號(hào)送到切換臺(tái)。VGA信號(hào)到視頻SDI信號(hào)的轉(zhuǎn)換的指標(biāo)會(huì)影響到整個(gè)演播室的技術(shù)指標(biāo)，為了讓IT和電視有效地融合，在轉(zhuǎn)換器的選擇上我們使用了Ananlog Way公司的XTD 825D1轉(zhuǎn)換器，它的輸入分辨率最高可以接受1280×1024掃頻到85Hz，具有外同步鎖相功能，同時(shí)能夠根據(jù)輸入分辨率的不同，顯示的畫(huà)面不同，來(lái)調(diào)整黑電平和RGB的增益，具有7級(jí)閃爍抑制功能，高質(zhì)量解決了VGA信號(hào)轉(zhuǎn)換成

12、視頻SDI信號(hào)的掃描速率轉(zhuǎn)換和編碼。如圖3圖3 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)二）演播室的音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要考慮了直播時(shí)系統(tǒng)的可靠性。我們采用了雙備份。整個(gè)系統(tǒng)選用了英國(guó)的VENICE 320調(diào)音臺(tái)和備用的SONY的MXP-210調(diào)音臺(tái)。當(dāng)主調(diào)音臺(tái)發(fā)生故障時(shí)，則由備用調(diào)音臺(tái)應(yīng)急切換。主備信號(hào)由二選一切換選擇。由于視頻信號(hào)比音頻信號(hào)的傳輸鏈路長(zhǎng)，且鏈路上有較多的視頻設(shè)備，因此視頻信號(hào)相對(duì)音頻信號(hào)就會(huì)產(chǎn)生累積的時(shí)間延遲，經(jīng)過(guò)泰克VM-700T測(cè)試，發(fā)現(xiàn)視頻信號(hào)對(duì)音頻信號(hào)會(huì)產(chǎn)生40MS延時(shí)，因此我們?cè)谝纛l的PGM總線(xiàn)上加了一個(gè)音頻延時(shí)器，這樣就保證了視頻和音頻的同步。 （三）通話(huà)系統(tǒng)選用的是CLEAR-COM的系統(tǒng)，是由一

13、套通話(huà)主站（供導(dǎo)播使用）和3套通話(huà)分站（供燈光系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)調(diào)整時(shí)使用）組成。通話(huà)主站與本臺(tái)播出部總控現(xiàn)有的TELEX 矩陣通話(huà)系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)播室和播出部總控、分控通話(huà)系統(tǒng)對(duì)講，與3路演播室攝像機(jī)對(duì)講，與4路播音員單向通話(huà)，與2路電話(huà)接入耦合器連接,為演播室與新聞衛(wèi)星直播報(bào)道車(chē)或電話(huà)連線(xiàn)報(bào)道提供可靠的電話(huà)連線(xiàn)通話(huà)，與2路遠(yuǎn)程公安局控制系統(tǒng)通話(huà)，2路與本臺(tái)其他兩個(gè)演播室相連接，實(shí)現(xiàn)與這兩個(gè)演播室互動(dòng)直播，通話(huà)分站均須能向演播室單向鍵控呼叫，能與4路播音員單向通話(huà)，與3路攝像員對(duì)講通話(huà)。該通話(huà)系統(tǒng)具有方便、快捷選擇（矩陣切換式），通話(huà)質(zhì)量高，抗干擾能力強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了多方自由實(shí)時(shí)通訊，提高了

14、直播的應(yīng)變調(diào)度功能，確保安全播出。 四. 演播室具體應(yīng)用 下面我們具體介紹在該演播室中是如何實(shí)現(xiàn)伴您平安行節(jié)目中要求的模擬兩個(gè)演播室場(chǎng)景的。 首先，在市公安局交通指揮大廳架設(shè)一臺(tái)攝像機(jī)，通過(guò)光端機(jī)將指揮大廳的全景信號(hào)傳到演播室，通過(guò)演播室的LEITCH16X16SO調(diào)度矩陣將信號(hào)調(diào)入色鍵器，做為模擬指揮大廳演播室的背景，進(jìn)行摳像。其次制作一個(gè)虛擬演播室場(chǎng)景調(diào)入另一臺(tái)色鍵器，做為模擬電視臺(tái)演播室的背景，進(jìn)行摳像。兩臺(tái)色鍵器的輸出信號(hào)進(jìn)入SONY MFS-2000切換臺(tái)，通過(guò)切換臺(tái)的1.5級(jí)M/E控制面板模擬出兩個(gè)演播室的連線(xiàn)。在演播室內(nèi)主持人可以通過(guò)點(diǎn)評(píng)系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)交通路況和110指揮中心提供的信息進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。 五. 演播室指標(biāo) 本演播室在完成系統(tǒng)集成后經(jīng)廣電總局測(cè)試，該系統(tǒng)的視頻通道數(shù)字接口特性符合GB/T17953-20004:2:2數(shù)字分量圖像信號(hào)的接口和GB/T14857-1993演播室數(shù)字電視編碼參數(shù)規(guī)范的要求；模擬通道視音頻指標(biāo)符合GY/T1