劉曉強(qiáng)

【摘要】根據(jù)我國(guó)廣播電視的發(fā)展現(xiàn)狀，高清演播室在設(shè)計(jì)和實(shí)施時(shí)要符合廣電總局制定的高標(biāo)清同播和安全播出規(guī)范。目前演播室高標(biāo)清兼容系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式有四種，雙主機(jī)切換系統(tǒng)、高標(biāo)清兼容切換臺(tái)系統(tǒng)、純高清加上、下變換系統(tǒng)和多分辨率同步制作切換臺(tái)系統(tǒng)。2009年底，我臺(tái)新聞演播室選用了純高清加上、下變換系統(tǒng)的方式。新聞節(jié)目直播，演播室系統(tǒng)須考慮播出安全，制定安全預(yù)案。

【關(guān)鍵字】高清演播室 高標(biāo)清兼容 安全預(yù)案

根據(jù)國(guó)家廣電總局發(fā)布的《我國(guó)有線電視向數(shù)字化過(guò)渡的時(shí)間表》，數(shù)字電視按照東部、中部、西部不同區(qū)域，分階段實(shí)現(xiàn)向數(shù)字化過(guò)渡，計(jì)劃到2015年關(guān)閉模擬電視。在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)電視節(jié)目的制作和播出都將采取現(xiàn)有頻道高清、標(biāo)清同播方式。因此，高清演播室制播系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和實(shí)施時(shí)，需要考慮兼顧高清和標(biāo)清節(jié)目制作，既為有條件的電視用戶(hù)提供高畫(huà)質(zhì)的高清信號(hào)，也能滿(mǎn)足只能收看標(biāo)清信號(hào)的電視用戶(hù)的需求。

新聞演播室系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式選擇

目前演播室高標(biāo)清兼容系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式大體有四種，雙主機(jī)切換系統(tǒng)、高標(biāo)清兼容切換臺(tái)系統(tǒng)、純高清加上、下變換系統(tǒng)和多分辨率同步制作切換臺(tái)系統(tǒng)。我新聞演播室2009年底，綜合考慮系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的價(jià)格、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)復(fù)雜性等因素，選用了純高清加上、下變換系統(tǒng)這種方式。

純高清加上、下變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在輸入端對(duì)標(biāo)清信號(hào)源進(jìn)行了上變換處理，對(duì)高清信號(hào)源不做處理。這樣從信號(hào)源輸出，經(jīng)切換臺(tái)處理，只有一個(gè)高清信號(hào)通路，形成一個(gè)“高清島”。在通道最終輸出端加入下變換產(chǎn)生標(biāo)清信號(hào)，其優(yōu)點(diǎn)可同時(shí)錄制高清、標(biāo)清信號(hào)，系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單。由于在輸入端對(duì)標(biāo)清信號(hào)源進(jìn)行了上變換，在輸出端加入了下變換，系統(tǒng)必須考慮由上、下變換所引起的視、音頻信號(hào)的延遲差異、變換模式等問(wèn)題。

在上下變換處理方面，我臺(tái)新聞演播室視頻系統(tǒng)只對(duì)標(biāo)清信號(hào)源進(jìn)行上變換，傳送到播出部門(mén)的節(jié)目制作信號(hào)為純高清信號(hào)，下變換由播出部門(mén)完成。

新聞演播室系統(tǒng)有安全預(yù)案

電視新聞節(jié)目具有時(shí)效性高、現(xiàn)場(chǎng)感強(qiáng)和信息量大的特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)直播的形式正好發(fā)揮新聞節(jié)目的這些優(yōu)勢(shì)。新聞節(jié)目直播，要求演播室系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和實(shí)施中考慮播出的安全，制定系統(tǒng)安全預(yù)案。

播出安全保障：日常新聞直播必須采用短延時(shí)或長(zhǎng)延時(shí)播出。最重要新聞（天津新聞）可選擇采用長(zhǎng)延時(shí)主播，藍(lán)光備播；或者是藍(lán)光主播、長(zhǎng)延時(shí)備播的播出方式。短延時(shí)和長(zhǎng)延時(shí)節(jié)目播出，由延時(shí)播服務(wù)器完成，采用主備配置，采集和播放均可同時(shí)進(jìn)行。這樣主備播出方式，可靠地保證了播出的安全。

依據(jù)節(jié)目制播安全考慮，新聞演播室送播出的延時(shí)播和切換臺(tái)PGM節(jié)目出信號(hào)，都有主各兩路。切換臺(tái)PGM節(jié)目出信號(hào)主備兩路送播出，由播出部門(mén)隨錄新聞節(jié)目。新聞播出時(shí)，當(dāng)新聞演播室送播出的延時(shí)播主備兩路節(jié)目信號(hào)都有問(wèn)題時(shí)，由播出部門(mén)切換延播服務(wù)器隨錄的新聞節(jié)目。

演播室系統(tǒng)的核心是視頻切換設(shè)備，它決定著節(jié)目制作的能力。為保證節(jié)目制作播出的安全可靠，演播室視頻系統(tǒng)的切換采用了主備的工作方式。切換臺(tái)為主，矩陣為備。節(jié)目直播過(guò)程中，當(dāng)切換臺(tái)發(fā)生設(shè)備故障時(shí)，及時(shí)通知播出改為各路播出，利用1分鐘的播出延時(shí)，完成矩陣解鎖一延時(shí)的直通切換一準(zhǔn)備銜接畫(huà)面一用矩陣完成切換播出。

放像由傳統(tǒng)的放像機(jī)播放磁帶或藍(lán)光盤(pán)，改為播出服務(wù)器播放。采用主備再備的備份方式，經(jīng)過(guò)不同的回路實(shí)現(xiàn)3臺(tái)播控控制3臺(tái)播出服務(wù)器的工作方式。播出內(nèi)容主各服務(wù)器同步播放，當(dāng)主播控死機(jī)時(shí)，在播的節(jié)目條目將由播出服務(wù)器播完，接下來(lái)的播放工作有其他各路播出服務(wù)器承擔(dān)。

字幕包裝采用主備設(shè)置公用數(shù)據(jù)庫(kù)的方式，當(dāng)其中一臺(tái)播控和播出渲染服務(wù)器出現(xiàn)問(wèn)題，均不會(huì)影響字幕播出。數(shù)據(jù)庫(kù)出現(xiàn)問(wèn)題可用字幕機(jī)替換。

攝像機(jī)可以互為備份。讀報(bào)點(diǎn)評(píng)和題字器設(shè)備均為主備設(shè)置，主路故障時(shí)，只需切換備機(jī)的按鈕操作，即可實(shí)現(xiàn)方便快捷的切換。

新聞高清演播室視頻系統(tǒng)信號(hào)流程

視頻系統(tǒng)中主要設(shè)備均采用高清數(shù)字設(shè)備，系統(tǒng)采用切換臺(tái)+矩陣架構(gòu)。視頻信號(hào)源包括：5套高清攝像機(jī)、4套高清字幕機(jī)（2套字幕機(jī)、2套在線包裝）、3臺(tái)播出服務(wù)器、2臺(tái)非編工作站、1臺(tái)回采服務(wù)器、4臺(tái)藍(lán)光錄像機(jī)、2路點(diǎn)屏、4路VGA和8路外來(lái)信號(hào)。

高清主路：上述設(shè)備接入切換臺(tái)，由切換臺(tái)輸出的PGM節(jié)目信號(hào)作為高清主路信號(hào)，通過(guò)加嵌器、應(yīng)急切換送外接口板、視頻記錄設(shè)備等終端。

高清各路（應(yīng)急通道）：上述設(shè)備接入矩陣，矩陣輸出信號(hào)作為高清各路信號(hào)。經(jīng)鍵控器疊加字幕，通過(guò)加嵌器、應(yīng)急切換送外接口板、視頻記錄設(shè)備等終端。

外來(lái)信號(hào)包括電視信號(hào)、微波信號(hào)、衛(wèi)星信號(hào)、光纖信號(hào)等。需要注意的是，外來(lái)信號(hào)有高清信號(hào)和標(biāo)清信號(hào)之分，通常先連接高清上變換器，實(shí)現(xiàn)高標(biāo)清信號(hào)正確的幅型變換，再接入切換臺(tái)和矩陣。

回采服務(wù)器的輸入信號(hào)比較特殊，它將矩陣和切換臺(tái)AUX信號(hào)作為輸入信號(hào)，回采內(nèi)容輸出接入切換臺(tái)和矩陣。

新聞高清演播室設(shè)備選擇

1、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)及控制部分

高清電視圖像具有黑白對(duì)比度更清晰，色域更寬，顯示的色彩更艷麗等優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)演播室高清化也帶來(lái)了數(shù)據(jù)率提高、畫(huà)面寬高比改變、光照度要求提高、景深變小的主要問(wèn)題。在選用演播室攝像機(jī)時(shí)，要充分考慮這些問(wèn)題。

新聞演播室選用了5臺(tái)全數(shù)字高清演播室攝像機(jī)HDK-79EXⅢ，其中主訊道采用2臺(tái)HDK-79EXⅢ全數(shù)字高清座機(jī)。連線和搖臂訊道采用3臺(tái)HDK 79EXⅢ全數(shù)字高清便攜式攝像機(jī)。

HDK 79EXⅢ采用0.18μm設(shè)計(jì)工藝、大規(guī)模數(shù)字處理集成電路IC芯片（ASIC），視頻信號(hào)采用16比特模/數(shù)轉(zhuǎn)換，內(nèi)部處理最高可達(dá)38比特。

16比特模/數(shù)轉(zhuǎn)換器為圖像暗部提供了最佳的色彩層次，當(dāng)再現(xiàn)畫(huà)面黑暗區(qū)域時(shí)保留了良好的漸進(jìn)性和細(xì)節(jié)。

2/3英寸230萬(wàn)像素（1080i）AIT CCD可以得到水平清晰度1000線、信噪比60dB的高清圖像質(zhì)量。通過(guò)多種數(shù)字處理及輪廓補(bǔ)償功能，可拍攝出接近于人類(lèi)視覺(jué)效果的圖像畫(huà)面。此外，CCD驅(qū)動(dòng)及采樣電路保證了圖像質(zhì)量的高穩(wěn)定性。

CCU基站標(biāo)配有下變換器，HDK-790EXⅢα/79EXⅢα攝像機(jī)可作為高端標(biāo)清攝像機(jī)使用?；灸軌蛲瑫r(shí)輸出高清/標(biāo)清信號(hào)（亦能夠同時(shí)輸出數(shù)字/模擬信號(hào)），能夠進(jìn)行與標(biāo)清格式的聯(lián)合播出。

2、錄放像設(shè)備

以往錄制新聞節(jié)目，由錄像機(jī)承擔(dān)記者成片播放和節(jié)目播出帶的錄制工作。近幾年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)硬件和非編技術(shù)的發(fā)展，大量的非編設(shè)備應(yīng)用到新聞演播室節(jié)目錄制當(dāng)中。

新聞演播室系統(tǒng)中，選用索貝公司非編網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。其中2臺(tái)非編工作站，可以及時(shí)快捷地編輯記者剛剛采集的新聞，并在新聞直播中第一時(shí)間通過(guò)切換臺(tái)播出，保證新聞的時(shí)效性。3臺(tái)播出服務(wù)器承擔(dān)放像的工作，取代傳統(tǒng)的放像機(jī)播放磁帶或藍(lán)光盤(pán)。記者編輯的新聞成片，通過(guò)領(lǐng)導(dǎo)審核后，由非編網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到播出服務(wù)器，節(jié)省了下載成片的時(shí)間，提高了效率。2臺(tái)延時(shí)播出服務(wù)器，承擔(dān)新聞節(jié)目的錄制和延時(shí)播出工作，在新聞直播中是安全播出的重要保障。

雖然非編設(shè)備在演播室系統(tǒng)中發(fā)揮的作用越來(lái)越重要，但傳統(tǒng)的數(shù)字錄像機(jī)設(shè)備依然是系統(tǒng)中重要的組成部分。我們?cè)谘莶ナ蚁到y(tǒng)中采用了2臺(tái)SONY藍(lán)光HD1500和2臺(tái)藍(lán)光F1600錄像機(jī)，用來(lái)播放和錄制藍(lán)光盤(pán)，作為新聞直播節(jié)目中的備播和存檔帶。

3、視頻切換與數(shù)字特技

數(shù)字切換臺(tái)是演播室的核心設(shè)備，決定著節(jié)目制作的能力和效率?，F(xiàn)在，數(shù)字高清切換臺(tái)無(wú)論在外觀、操作還是內(nèi)部框架結(jié)構(gòu)上，均與傳統(tǒng)的模擬切換臺(tái)相似，不同之處在于：切換臺(tái)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了多功能操作和聯(lián)網(wǎng)操作。其輸入的SDI接口不再與控制面板按鈕一一對(duì)應(yīng)，而是由菜單設(shè)置其對(duì)應(yīng)關(guān)系；輸入的視頻信號(hào)與鍵信號(hào)也不再區(qū)分，可接入任一路SDI輸入口。此外，具有強(qiáng)大的設(shè)置菜單，可對(duì)制式、格式、寬高比、各種鍵及特技等在內(nèi)的幾乎所有參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

演播室選用了SNELL&WILCOX公司生產(chǎn)的Kahuna切換臺(tái)，屬于高標(biāo)清多格式切換臺(tái)，該高清切換臺(tái)可以處理高清和標(biāo)清兩種信號(hào)，完成同一個(gè)版本節(jié)目的高清和標(biāo)清錄制。另外，Kahuna機(jī)箱的設(shè)計(jì)采納了最先進(jìn)的主備結(jié)構(gòu)，在同一個(gè)機(jī)箱內(nèi)能擁有2塊M/E模塊，每一個(gè)M/E模塊都擁有所有切換臺(tái)的功能包括：劃像，鍵功能，色鍵，邊緣發(fā)生器，彩色校正，幀存，2D DVE等等。

與傳統(tǒng)切換臺(tái)設(shè)計(jì)不一樣，傳統(tǒng)的切換臺(tái)采用一個(gè)CPU單元控制整臺(tái)切換臺(tái)，而Kahuna的每級(jí)M/E都擁有各自獨(dú)立的CPU。也就是說(shuō)傳統(tǒng)的切換臺(tái)當(dāng)CPU單元壞了，就完全不能使用，而Kahuna就只會(huì)有一級(jí)M/E不能使用。控制面板不僅用戶(hù)操作便捷，而且具備所有直播功能。此外，Kahuna的系統(tǒng)使用了非常穩(wěn)定的專(zhuān)業(yè)作業(yè)系統(tǒng)VxWorks，保證在15秒內(nèi)能重新啟動(dòng)整臺(tái)切換臺(tái)，該系統(tǒng)也是現(xiàn)今最快啟動(dòng)速度的制作切換臺(tái)。

4、數(shù)字視頻矩陣

在當(dāng)今的演播室中，矩陣的作用已經(jīng)越來(lái)越重要。演播室已漸漸從以切換臺(tái)為核心的系統(tǒng)架構(gòu)，演變?yōu)橐跃仃嚍楹诵牡南到y(tǒng)構(gòu)架。以矩陣為核心的系統(tǒng)構(gòu)架，可以將所有的視頻輸入源任意分配到電視墻和切換臺(tái)上，按照不同節(jié)目形態(tài)的具體需求和導(dǎo)播的工作習(xí)慣，任意安排電視墻的信號(hào)位置。

我們選用了Grass Valley公司生產(chǎn)的Concerto系列“64X64數(shù)字視頻矩陣”。其符合SMPTE標(biāo)準(zhǔn)和BTU標(biāo)準(zhǔn)，支持高標(biāo)清多碼流數(shù)據(jù)的串行信號(hào)。采用獨(dú)特的“軟切換”，可有效地消除切換時(shí)由信號(hào)電平差異產(chǎn)生的附加噪聲。矩陣主機(jī)機(jī)箱電源采用雙電源，Jupiter矩陣控制系統(tǒng)也采用了“一主一備”雙主機(jī)控制，具有高度的可靠性、可用性。遙控面板與主機(jī)連接，采用標(biāo)準(zhǔn)的ETHERNET，方便可靠，并支持國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)警系統(tǒng)SNMP協(xié)議。矩陣組件為前置熱插拔，容易維修維護(hù)。

5、字幕圖文設(shè)備

對(duì)于新聞節(jié)目使用的字幕系統(tǒng)，要求在保證播出安全和提升工作效率的基礎(chǔ)上，實(shí)時(shí)性強(qiáng)、信息量大和視覺(jué)效果真實(shí)。新聞演播室選用了大洋DAURIC演播室圖文包裝系統(tǒng)和D3-CG高清字幕機(jī)。大洋圖文包裝系統(tǒng)DAURIC用在演播室中，提供多視窗連線、多媒體信息包裝。

DAURIC使用Ⅲ代渲染引擎DAURIC-Engine，在三維渲染精度、質(zhì)感和效率方面較以往大大加強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)極具真實(shí)感和視覺(jué)沖擊力的播出效果。三維場(chǎng)景制作模塊DAURIC-Designer獨(dú)有的三維空間+二維平面層的設(shè)計(jì)，可以快速制作唱詞、跑馬、標(biāo)題條等傳統(tǒng)字幕場(chǎng)景，用戶(hù)不需要再配置一臺(tái)字幕機(jī)。

演播室播出控制模塊DAURIC-Director提供多個(gè)獨(dú)立播出器，可以獨(dú)立控制多項(xiàng)任務(wù)的播出和停止，每一個(gè)播出任務(wù)都可以單獨(dú)設(shè)置播出層，確保所有場(chǎng)景的正確疊加。此外，提供的熱鍵功能，可以給不同層、不同場(chǎng)景或不同的播出器設(shè)置獨(dú)立熱鍵，字幕員可以完全通過(guò)熱鍵控制一檔節(jié)目的播出。更重要的是，系統(tǒng)支持mos串聯(lián)單，可以與新聞系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)支持，對(duì)正播節(jié)目進(jìn)行修改，靈活控制播出內(nèi)容。

6、同步設(shè)備

演播室系統(tǒng)中所有設(shè)備的同步信號(hào)，必須由電視臺(tái)主控發(fā)送統(tǒng)一的同步基準(zhǔn)，這樣作保證了各路視頻信號(hào)在切換、混合、過(guò)渡和特技合成時(shí)能夠平衡銜接，避免畫(huà)面的滾動(dòng)、跳躍、撕裂或丟色的現(xiàn)象。

演播室的同步系統(tǒng)采用主備同步機(jī)，通過(guò)同步倒換器進(jìn)行應(yīng)急倒換。當(dāng)主同步機(jī)故障時(shí)，同步倒換器自動(dòng)切換到備同步機(jī)，同時(shí)報(bào)警。

同步機(jī)選用了TG700多格式視頻發(fā)生器，它可提供模擬、串行數(shù)字和數(shù)字高清晰度等各種格式的同步脈沖信號(hào)和測(cè)試信號(hào)，產(chǎn)生高穩(wěn)定度的基準(zhǔn)信號(hào)，TG700安裝的AGL7模擬同步鎖相模塊，能夠與各種信號(hào)相鎖相，在節(jié)目播出和制作中，常用作臺(tái)主基準(zhǔn)信號(hào)。

7、監(jiān)視設(shè)備

監(jiān)視設(shè)備由畫(huà)面分割器、矩陣、高清監(jiān)視器、電視墻組成。監(jiān)視系統(tǒng)以高清16：9監(jiān)看為主，同時(shí)設(shè)置4：3安全標(biāo)記，兼容高標(biāo)清同播功能。通過(guò)矩陣輸出將所有的視頻輸入源任意分配到電視墻和監(jiān)視器上。電視墻以8塊42寸高清監(jiān)視屏加分割方式顯示，由畫(huà)面分割器完成分割顯示。

總之，新聞節(jié)目的制作越來(lái)越呈現(xiàn)出時(shí)效強(qiáng)、信息量大、表現(xiàn)形式生動(dòng)、業(yè)務(wù)分工專(zhuān)業(yè)等新的特點(diǎn)。三年多來(lái)，我演播室在新聞高清電視數(shù)字化的實(shí)施過(guò)程中，不斷熟知和掌握各種新設(shè)備，嚴(yán)格執(zhí)行視頻系統(tǒng)的安全預(yù)案，保證了新聞節(jié)目安全播出零事故，使新聞節(jié)目在新聞戰(zhàn)線上發(fā)揮了積極重要的作用。

我演播室系統(tǒng)在輸入和輸出外接口板上都預(yù)留了擴(kuò)展空間，便于將新的技術(shù)設(shè)備運(yùn)用到系統(tǒng)中去。在2013年BIRTV展會(huì)上展示了“4K、臺(tái)網(wǎng)融合、全媒體”等最新的廣播影視技術(shù)設(shè)備發(fā)展新成果。很快這些新技術(shù)和設(shè)備如高清虛擬圖文演播室系統(tǒng)，將逐步引入演播室系統(tǒng)中，使演播室功能更加完善，節(jié)目的表現(xiàn)形式更加生動(dòng)。我們只有順應(yīng)技術(shù)發(fā)展的潮流，才能滿(mǎn)足新時(shí)期電視節(jié)目制作的要求。