電視演播室系統(tǒng)如何提高安全性

喻玉華+閆妍

摘 要 在電視節(jié)目制作過程中，電視演播室系統(tǒng)是一個基礎的系統(tǒng)，對電視節(jié)目的制作和播出具有重要作用?；趯﹄娨暪?jié)目的了解，以及電視節(jié)目的制作特點，電視演播室系統(tǒng)值得我們深入研究，通過總結(jié)電視演播室系統(tǒng)的特點，提高電視演播室系統(tǒng)的安全性。其中，電視演播室系統(tǒng)的安全性和可靠性已經(jīng)成為關(guān)系到電視演播室系統(tǒng)能否滿足實際使用需要的重要指標，對電視演播室系統(tǒng)的實際使用具有重要意義。為此，我們應認識到電視演播室系統(tǒng)的重要性，做好電視演播室系統(tǒng)設備的選擇，提供電視演播室系統(tǒng)的安全性。

關(guān)鍵詞 電視演播室系統(tǒng)；安全性；系統(tǒng)構(gòu)建

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）172-0113-03

從目前電視演播室系統(tǒng)的構(gòu)建，構(gòu)建一種安全穩(wěn)定的電視演播室系統(tǒng)，不但能夠為電視直播提供良好的技術(shù)支持，同時也滿足電視演播室使用需要的重要措施。為了達到這一目標，我們不但要認真分析電視演播室系統(tǒng)的構(gòu)建特點，同時還應掌握必要的安全構(gòu)建策略，保證電視演播室系統(tǒng)的構(gòu)建能夠達到安全性指標，在全媒體概念的指導下，構(gòu)建一種新型的電視演播室系統(tǒng)，提高電視演播室系統(tǒng)的安全性。

1 全媒體的概念及電視演播室系統(tǒng)涉及的技術(shù)和技術(shù)環(huán)境

1.1 全媒體的概念

全媒體是多種媒體形式的集成，也是多種媒體形式的集中表現(xiàn)，其中全媒體不但包含傳統(tǒng)的廣播、電視媒體，同時也包含互聯(lián)網(wǎng)媒體及新媒體，是目前媒體形式的統(tǒng)稱，對媒體的發(fā)展以及傳播質(zhì)量的提高具有重要意義。為此，我們應對全媒體的概念有正確認識，做到根據(jù)全媒體的發(fā)展需要，了解全媒體的概念，推動全媒體的發(fā)展。近兩年投入建設的電視演播室，特別是電視新聞演播室，在系統(tǒng)搭建中大量地引進了新的制作技術(shù)：大屏幕運用、虛擬顯示技術(shù)的運用、全自動跟蹤技術(shù)的運用等，極大地提高和豐富了演播室節(jié)目的制作水平；在系統(tǒng)搭建中大量地引進了網(wǎng)絡技術(shù)：4G技術(shù)、多屏交互、線上線下互動軟件運用等，極大地增強了參與性和可看性，即豐富了節(jié)目的源頭，又打通了與電視觀眾的快速交互。

1.2 電視演播室系統(tǒng)涉及的主要技術(shù)

1）著力構(gòu)建完善的數(shù)字播出平臺，通過播出平臺能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)資源的整合，最大限度發(fā)揮設備的效能。

2）基于虛擬矩陣的方式實現(xiàn)全部信源和目的的源名跟隨，實現(xiàn)全系統(tǒng)的動態(tài)Tally和動態(tài)電視墻。

3）以“一鍵切”方式實現(xiàn)快速方便的系統(tǒng)設置。

1.3 電視演播室系統(tǒng)的技術(shù)環(huán)境分析

1）所有輸入信源平行接入切換臺和矩陣的輸入接口。

2）由管理平臺進行調(diào)配并實現(xiàn)切換臺和矩陣的直播備份功能。

3）基于虛擬矩陣數(shù)學模型實現(xiàn)源名跟隨功能，以動態(tài)UMD方式顯示TALLY信息，并將Tally信息觸發(fā)攝像機TALLY顯示。

4）采用矩陣式畫面分割器方式在電視墻顯示，由虛擬矩陣進行信號的調(diào)配及動態(tài)電視墻的實現(xiàn)。

2 電視演播室系統(tǒng)的構(gòu)建及特點

2.1 完全數(shù)字化處理系統(tǒng)

對HD演播室的基本要求之一是需具備高畫質(zhì)、高可靠性的系統(tǒng)，為滿足這一要求，視頻信號需進行高清數(shù)字化處理。而主要配備的設備均是以節(jié)目制作相適應的性能、功能為目標進行設計開發(fā)的。將外來傳輸?shù)哪M信號通過高品質(zhì)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；將外來傳輸?shù)臄?shù)字信號和A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號上變換為高清數(shù)字信號；并將攝像機、切換臺、視頻選擇開關(guān)、錄放像機等用數(shù)字信號連接起來。如此，便可提供基于數(shù)字化并具有優(yōu)越穩(wěn)定性的HD演播室系統(tǒng)。

另外，為實現(xiàn)多種復雜效果的并行編輯，該系統(tǒng)配備了具有豐富存儲功能的轉(zhuǎn)換開關(guān)。

2.2 應用高性能矩陣控制功能

系統(tǒng)中配備了為配合應急和信號調(diào)度系統(tǒng)新開發(fā)的多碼率路由切換器，其結(jié)果是HD、SD信號用一臺矩陣即可進行切換，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的簡約化。主CPU因采用插板式結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了低耗能、省空間、易維護的目的。

2.3 電視墻的信號調(diào)配

電視墻的顯示系統(tǒng)，通過上述具有高性能控制功能的矩陣，可實現(xiàn)任意信號的靈活顯示和調(diào)配。

2.4 電視墻的顯示系統(tǒng)

可利用基于PC的圖形用戶界面（GUI），輕松進行配置變更、源名變更的操作。由于變更后的內(nèi)容可以保存或調(diào)出，可實現(xiàn)以節(jié)目為單位的文件管理，使編輯簡潔化。

2.5 融入了最先進網(wǎng)絡技術(shù)的系統(tǒng)

利用最先進的網(wǎng)絡技術(shù)，基于綜合設備管理系統(tǒng)，切換臺、矩陣、攝像機等采用特別的設備管理系統(tǒng)，通過采用這些系統(tǒng)可實現(xiàn)利用電腦對設備進行監(jiān)控、操作，對各種數(shù)據(jù)進行保存和調(diào)出。

3 電視演播室系統(tǒng)構(gòu)建的基本原則

3.1 如何做好系統(tǒng)設備選擇

為了提高電視演播室系統(tǒng)的構(gòu)建質(zhì)量，在系統(tǒng)設備的選擇過程中應該比較慎重，不但要選擇相對應的系統(tǒng)設備，還要對設備的型號進行核對，保證所選擇的系統(tǒng)設備在功能上能夠滿足使用需要，同時能夠滿足系統(tǒng)的構(gòu)建要求。同時，在系統(tǒng)核心設備的選擇中，應該本著合理選擇提高針對性的原則，根據(jù)電視演播室系統(tǒng)的實際需要做好設備選擇。

3.2 選擇單元化結(jié)構(gòu)為主

為了提高電視演播室系統(tǒng)的構(gòu)建質(zhì)量，在設備結(jié)構(gòu)選擇過程中，應該將單元化結(jié)構(gòu)作為主要選擇，其中應保證主要結(jié)構(gòu)和單元模塊內(nèi)的設備符合單元化結(jié)構(gòu)要求。

3.3 有效優(yōu)化設備體積

考慮到電視演播室系統(tǒng)構(gòu)建實際，以及系統(tǒng)的構(gòu)建需要，在系統(tǒng)構(gòu)建過程中，應保證系統(tǒng)設備所占體積較小，應在設備選擇中盡量選擇體積較小的設備。

4 電視演播室系統(tǒng)的概念及結(jié)構(gòu)

4.1 基本概念

電視演播室系統(tǒng)的概念可以概括為：將單個設備進行有效的互聯(lián)，發(fā)揮出單個設備的整體功能，實現(xiàn)設備功能的整體發(fā)揮，提高系統(tǒng)的整體功能性。

基于電視演播室系統(tǒng)的特點，在電視演播室系統(tǒng)的構(gòu)建過程中，應當對功能設備進行合理布置，使所選擇的功能設備能夠有效工作，滿足演播室系統(tǒng)的工作需要。

在整個系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)高于物理連接系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)好比大腦，支配連接的視音頻系統(tǒng)進行動作。在良好的控制系統(tǒng)的統(tǒng)籌之下，系統(tǒng)可以實現(xiàn)復雜的功能，如可以支持多機位和機位變化的快速變化、多場景的快速切換、超大系統(tǒng)的快速組合等。一個擁有健全的控制機制的系統(tǒng)，可以輕松應對各種節(jié)目形態(tài)。

在以往的系統(tǒng)中，對控制的重視并沒有提升到特別高的程度，現(xiàn)在的演播室系統(tǒng)為了實現(xiàn)更加強大的功能，就需要強大的控制系統(tǒng)進行支撐。在關(guān)注視頻系統(tǒng)的同時，更要注重控制系統(tǒng)。

SONY的控制系統(tǒng)包括兩部分：一部分是屬于物理層S-Bus系統(tǒng)，它將所有系統(tǒng)設備連成一個整體。

4.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)建過程中，除了現(xiàn)實的硬件結(jié)構(gòu)之外，系統(tǒng)的虛擬矩陣也是重要的構(gòu)建內(nèi)容。從這一點來看，做好物理矩陣的構(gòu)建和虛擬矩陣的構(gòu)建有著現(xiàn)實的意義，對提高系統(tǒng)的構(gòu)建質(zhì)量和滿足系統(tǒng)功能需要具有重要作用。這種構(gòu)建模式也是電視演播室系統(tǒng)構(gòu)建的現(xiàn)實需求，見圖1。

5 電視演播室系統(tǒng)的功能和構(gòu)建方法

5.1 攝像系統(tǒng)

攝像系統(tǒng)的設計難點在于如何簡單的實現(xiàn)系統(tǒng)連接、控制轉(zhuǎn)換和工位排布。經(jīng)過認真的研究，并參考國外同等規(guī)模的演播室系統(tǒng)設計，我們提出了下述解決建議。

EFP攝像機。

在攝像機的選擇中，不但重視攝像機型號的確定，同時還應根據(jù)攝像機的使用需要和系統(tǒng)安全要求，選擇數(shù)字攝像機。其中攝像機的型號應以高速攝像機為準，使攝像機能夠在功能上滿足安全性需要，快速有效的捕捉視頻信號，并將視頻信號有效上傳。

從目前攝像機的選擇來看，索尼的攝像機具有良好的安全性和穩(wěn)定性，并且在網(wǎng)絡傳輸上有著較強的優(yōu)勢，對解決電視演播室系統(tǒng)的構(gòu)建問題和提高安全性具有重要作用。

因此，應加強對攝像機型號選擇的重視，根據(jù)攝像機的實際需要，確定攝像機的性能指標和規(guī)格型號，保證攝像機能夠在功能和型號上達到預期目標，提高攝像機的應用效果。

5.2 系統(tǒng)周邊

這次系統(tǒng)主要選用AXON周邊，包括上下變換器、復用器、視音分，分割器等具有較好的一致性，并提供系統(tǒng)鍵控。

周邊的主要特點：

AXON的周邊根據(jù)系統(tǒng)需要進行設計，具有指標高、穩(wěn)定性高等。由于產(chǎn)品設計是基于整體開發(fā)的，所以在控制上是可以做到整體性，有些控制模塊是通用的。智能監(jiān)控的通用性：周邊均配有監(jiān)控系統(tǒng)。

5.3 切換系統(tǒng)：切換臺和矩陣

切換臺：演播室上采用SONY MVS-6530作為主切換臺；備前換臺采用MVS-3000A，視音頻矩陣選擇PESA的JAG3G-64x64-BNC-1；選配不同類型面板。

考慮到切換臺是電視演播室需要具備的重要功能，要想提高切換臺的整體效果，就應當對切換系統(tǒng)進行全新的設計，提高切換臺的準確性和安全性。M/E是指切換臺可以進行視頻處理的級數(shù)，對于數(shù)字特技切換臺，每級M/E可以進行一次混合或掃換處理，每個鍵又可進行一次兩畫面的合成或過渡。因而，切換臺可顯示的總畫面層數(shù)為：M/E數(shù)量+鍵數(shù)量+1。

數(shù)字切換臺選用的是SONY公司的產(chǎn)品MVS-6530，和MVS-3000A。

在切換臺設備的選擇中，首先應把握設備適應性原則，所選擇的切換臺設備必須在整體功能上滿足實際需要。同時，切換臺設備還應在整體性能指標上達到最低要求，使切換臺設備能夠?qū)崿F(xiàn)預期的切換臺功能。其次，切換臺設備的選型，應考慮功能和成本，不能為了功能而增加設備成本，也不能為了一味地降低成本而損失切換臺設備的功能。再次，應當提高切換臺設備操作的簡便性，使且haunt設備便于操作。

MVS-3000A備切換臺，帶32路輸入和16路輸出。精心設計的緊湊型MVS-3000A制作切換臺非常適用于中小型演播室、制作室、體育場館、教堂和轉(zhuǎn)播車等在有限空間需要多路輸入的場合。切換臺帶有先進的功能，如2倍混合效果（M/E）、每級M/E4個鍵控器，每個鍵控器均配有MVS高性能色度鍵，2.5D Resizer（每級M/E 只有兩個鍵）、顏色校正等。結(jié)合標準的多畫面輸出，以及可選的4格、10格或16格屏幕布局，可以節(jié)省空間用于額外的監(jiān)控，從而降低系統(tǒng)總成本。

從目前電視演播室的功能來看，在功能設定上主要采取了分區(qū)控制的方式，同時還配合以有效的視頻矩陣，其中視頻矩陣對電視節(jié)目的播放有著一定的促進作用，是提供電視節(jié)目播放質(zhì)量的關(guān)鍵，對解決電視節(jié)目播放問題和提高電視演播室系統(tǒng)的構(gòu)建而言具有重要意義。

視頻矩陣規(guī)模最大可達到64×64。緊湊的2RU機箱，囊括64X64矩陣，電源以及控制系統(tǒng)，提供32×32矩陣（可以擴展為64×64矩陣）；SD/HD/3G支持從270Mbps、1.5Gbps和3Gbps等多種碼率提供用于在位切換的控制面板（可選） ，提供用于遠程控制的網(wǎng)絡控制軟件 ，內(nèi)置的冗余電源和控制系統(tǒng)保證24/7的無憂操作（可選），支持前端裝入，可熱插拔矩陣，電源和控制卡；自動均衡同軸電纜輸入，傳輸距離可以長達400m，在所有的輸出通道上自動檢測時鐘恢復或旁路模式，支持PESA矩陣控制系統(tǒng)和許多第三方控制系統(tǒng) ，提供各種型號的遠程控制面板，支持SMPTE 259M、292M、372M、424M等數(shù)字視頻信號，提供安裝機架，低功耗設計 ，使用可選的Vidblox延展模塊，可以支持DVI和VGA信號。

5.4 應急

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定應急的可靠性。此次系統(tǒng)所采取的結(jié)構(gòu)在應急功能上是很可靠的，可以分成幾層來看。

首先系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用主備切換臺并聯(lián)的方式，系統(tǒng)簡潔明了，易于操作。在主切換臺發(fā)生故障時，可通過2選1控制面板快速切換到應急矩陣和鍵控器的備通道。實現(xiàn)主備通道的無縫靜/凈切換。

TALLY信號：在系統(tǒng)狀態(tài)改變時，TALLY和源名信息不會丟失和跳變。由于矩陣，2X1選擇開關(guān)，切換臺都是在一個大的虛擬矩陣表中，所以TALLY信號是作為內(nèi)部的一個信號，這幾個設備聯(lián)動，不會導致TALLY的丟失，應急TALLY平滑實現(xiàn)是系統(tǒng)中一個標準功能。

5.5 同步系統(tǒng)和延時處理

在同步系統(tǒng)和延時處理中，應當合理選擇同步設備和延時設備，使同步系統(tǒng)在構(gòu)建過程中能夠準確有效，同時還應根據(jù)延時需要，構(gòu)建延時功能模塊。

系統(tǒng)選用BB信號。

此次系統(tǒng)是HD/SD并存的系統(tǒng)。

所有的SD設備都有BB口，現(xiàn)有的HD設備基本都具有BB和三電平TRI-LEVEL信號接口，極少數(shù)2000前的設備和某些設備只有TRI-LEVEL口，不在這次考慮中。

不涉及質(zhì)量問題，質(zhì)量都是一樣的。

只是設置問題，有些設備參照TRI-LEVEL設計相位，但都有調(diào)整的方式。需要特別說明的是，本系統(tǒng)在進行高/標清信號切換的同時，并不對相應設備的同步信號進行切換。同步信號作為系統(tǒng)流暢、穩(wěn)定運行的基礎，應該始終保持其一致性，本系統(tǒng)的切換設置可以保證節(jié)目制作的安全性。

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