林凌

[摘要]介紹昌吉廣播電視臺(tái)中型（260m²）多功能演播室的燈光舞關(guān)系統(tǒng)、吊裝軌道機(jī)器人系統(tǒng)、LED大屏顯示系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)施，并給出測(cè)試結(jié)果。

[關(guān)鍵詞]多功能演播室;燈光舞關(guān)系統(tǒng);吊裝軌道機(jī)器人系統(tǒng);LED大屏顯示系統(tǒng);視頻系統(tǒng);音頻系統(tǒng)

文章編號(hào)：10.3969/j.issn.1674-8239.2019.09.009

根據(jù)中央援助新疆戰(zhàn)略部署，福建省廣播影視集團(tuán)對(duì)口援建新疆昌吉廣播電視臺(tái)，其中型（260m²）多功能演播室的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和項(xiàng)目建成得到了福建省廣播影視集團(tuán)在技術(shù)上提供的大力支持。該演播室系統(tǒng)包括燈光舞美系統(tǒng)、吊裝軌道機(jī)器人系統(tǒng)、LED大屏顯示系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)，總體設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了先進(jìn)、實(shí)用的基本原則，可滿足文藝節(jié)目表演（包括戲曲、歌舞、歌曲演唱、現(xiàn)場(chǎng)節(jié)目互動(dòng)及其它類型綜合性節(jié)目）的直播和錄制需求，為昌吉廣播電視臺(tái)綜藝節(jié)目的生產(chǎn)制作提供基礎(chǔ)設(shè)施和空間。

1燈光舞美系統(tǒng)

該演播室的節(jié)目形式以綜藝為主，舞臺(tái)為鋼化玻璃，電動(dòng)伸縮出T型臺(tái)，舞臺(tái)配置星空幕。其舞美設(shè)計(jì)靈活機(jī)動(dòng)、造型美觀，具有一些前衛(wèi)的元素。燈光系統(tǒng)需要吊軌機(jī)器人配合，其配套的吊軌軌道桁架形狀根據(jù)使用需求設(shè)計(jì)為異形，主燈架做成橢圓形;吊掛采用可上下左右方便移動(dòng)的電動(dòng)葫蘆及電動(dòng)吊桿;依據(jù)不同形式和不同布景的節(jié)目錄制需求，配置LED光源的聚光燈、柔光燈、成像燈、電腦搖頭燈，以及各種舞美LED燈帶等，燈具配置、燈位圖和規(guī)格數(shù)量見圖1、表1。

在舞臺(tái)的三面布有星光幕布，與舞臺(tái)背面主屏、兩側(cè)的4組LED分屏形成整體視覺效果，并配置有煙機(jī)、干冰機(jī)、雪花機(jī)、泡泡機(jī)等效果設(shè)備。在觀眾席后方搭建兩個(gè)追光平臺(tái)，配置2臺(tái)LED追光燈。在各攝像景區(qū)燈位的布置上，采用全景區(qū)立體布光，保證節(jié)目錄制無(wú)黑區(qū)，突出人物立體感及景深，根據(jù)歌舞表演需要考慮到了多種電腦燈、激光燈等效果光的表現(xiàn)形式，舞臺(tái)效果絢麗多樣。

對(duì)中型多功能演播室的燈光技術(shù)指標(biāo)做了多次實(shí)測(cè)，多次實(shí)測(cè)的結(jié)果可以總結(jié)為：燈光的色溫為5600±150K;多功能演播室的主景區(qū)綜合光照度大于2000k;多功能演播室的主景區(qū)顯色指數(shù)Ra>85。這些實(shí)測(cè)結(jié)果反映在中型多功能演播室錄制節(jié)目時(shí)，各景區(qū)的人和物在攝像機(jī)中呈現(xiàn)的畫面效果良好，完全可以滿足中型多功能演播室各種類型的文藝節(jié)目表演的錄制。

2吊裝軌道機(jī)器人系統(tǒng)

該中型多功能演播室為滿足實(shí)現(xiàn)空中拍攝，安裝了Piumaworld吊裝軌道機(jī)器人系統(tǒng)。吊裝軌道機(jī)器人系統(tǒng)主要由桁架、吊軌軌道、軌道車、升降柱、機(jī)器人云臺(tái)、綜合控制系統(tǒng)等組成。吊裝軌道由直軌加弧型軌組成，固定在多功能演播室的頂部，攝像機(jī)即可借助軌道車、升降柱、機(jī)器人云臺(tái)移動(dòng)完成空中的拍攝，軌道示意圖見圖2。吊裝系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在舞臺(tái)中央盤旋拍攝，也運(yùn)動(dòng)到觀眾區(qū)、右邊的中央位置。

為了保證軌道車的運(yùn)行安全，在軌道兩端安裝限位開關(guān)以防止軌道車沖出軌道。此限位開關(guān)不會(huì)產(chǎn)生急剎現(xiàn)象，而是在緊急剎車前提供緩沖減速使滑輪車自動(dòng)平緩地停下。系統(tǒng)走線采用軌道跟隨導(dǎo)線的方式，即在軌道車下面設(shè)置導(dǎo)線滑塊跟隨，在軌道車運(yùn)動(dòng)時(shí)線纜通過滑塊收放使軌道車流暢運(yùn)動(dòng)（見圖3）。

通過配置云臺(tái)和升降柱可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人云臺(tái)最大俯仰角度為±170°、最大水平旋轉(zhuǎn)角度為±172°、最高轉(zhuǎn)速60°/s的調(diào)整;升降柱可以實(shí)現(xiàn)的最大升降距離1m，伸縮臂的伸縮范圍在1.4m～2.4m，從而取代搖臂的功能。軌道車、機(jī)器人云臺(tái)和升降柱均可以通過數(shù)控和手控兩種方式進(jìn)行控制和操作。在采用數(shù)控方式時(shí)，應(yīng)用專業(yè)的iO.BOT控制軟件，通過對(duì)pQn、tilt、column、dolly、focus、zoom等參數(shù)的調(diào)整，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道車、機(jī)器人云臺(tái)和升降柱的運(yùn)動(dòng)軌跡以及運(yùn)動(dòng)速度的控制;同時(shí)，還具備對(duì)攝像機(jī)的推拉和聚焦的控制。

3LED屏幕顯示系統(tǒng)

該演播室的LED屏幕顯示系統(tǒng)的顯示部分，設(shè)計(jì)為1個(gè)主屏4個(gè)側(cè)屏的模式，即在舞臺(tái)中央設(shè)置1塊3.825m×6.8m的大拼接屏，兩側(cè)各有2塊3.825m X 1.7m的分拼接屏，4塊側(cè)拼接屏可以通過手動(dòng)方式靈活移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)多種表現(xiàn)方式。拼接大屏是由若干個(gè)LED顯示模組組成，每個(gè)顯示模組都有控制卡。LED屏采用規(guī)格為P2.5全彩LED屏幕，其高性能大視角室外高亮度LED發(fā)光二極管的電光轉(zhuǎn)換性能高，在同等功耗條件下，實(shí)現(xiàn)更高的亮度顯示，從而達(dá)到節(jié)能使用的要求。

LED屏幕顯示系統(tǒng)的傳輸及控制部分，由DX-DeepGruy發(fā)送器、DX-DeepGray接收器和DX-DeepGroy控制器組成，如圖4所示。發(fā)送器把DVI視頻信號(hào)、串口傳輸?shù)目刂菩盘?hào)通過千兆網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到前端的接收器;接收器收到這些信號(hào)后整理成顯示屏的信號(hào)，輸入到控制器;控制器將組成拼接大屏的顯示模組的控制卡連成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，這些數(shù)據(jù)就智能尋路到顯示模組。每個(gè)控制卡取到屬于自己的數(shù)據(jù)，點(diǎn)亮所控制的顯示模組。

LED屏幕顯示系統(tǒng)具有智能尋路技術(shù)的網(wǎng)格數(shù)據(jù)鏈路結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)廣播模式，如圖5所示。構(gòu)成LED拼接大屏的每個(gè)LED顯示模組都有四進(jìn)四出的四通道數(shù)據(jù)連接，數(shù)據(jù)智能路由，顯示模組的控制卡自動(dòng)選擇最優(yōu)的數(shù)據(jù)鏈路。此模式下具備多重?cái)?shù)據(jù)保障，穩(wěn)定可靠，即使模組的某一路路由中斷也不會(huì)影響使用。同時(shí)，支持多點(diǎn)接入，數(shù)據(jù)輸入點(diǎn)可以在屏幕的任意地方，只需要簡(jiǎn)單的設(shè)置輸入點(diǎn)坐標(biāo)即可，無(wú)需設(shè)置連線方式，可以隨意拼裝。每個(gè)LED顯示模組的控制卡都有自動(dòng)檢測(cè)功能，可以檢測(cè)到模組的運(yùn)行情況，包括溫度、箱體溫度、濕度，接上亮度傳感器還能檢測(cè)環(huán)境的亮度。檢測(cè)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)鏈路回傳到控制主機(jī)，控制主機(jī)通過分析數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)了解屏幕工作情況，做到故障實(shí)時(shí)報(bào)警，故障精確定位。

4視頻系統(tǒng)

該演播室的視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)為6訊道全高清直播制作系統(tǒng)。由于需要滿足直播系統(tǒng)，安全播出是首要條件，因此采用1主1備的設(shè)計(jì)方式，1主為MVS-3000A2級(jí)M/E切換臺(tái)，1備為144X 144多格式制作的NVISION 8500矩陣。

視頻信號(hào)源包括6路攝像機(jī)信號(hào);4路高清播出服務(wù)器（雙通道服務(wù)器2臺(tái)）輸出信號(hào);2路硬盤錄像機(jī)輸出信號(hào);1路專業(yè)光盤錄像機(jī)輸出信號(hào);8路在線包裝（4套，其中2套用于多功能演播室內(nèi)LED背景屏）的鍵/填充信號(hào);1臺(tái)電腦轉(zhuǎn)換信號(hào);4路總控外來(lái)信號(hào);4路返送總控信號(hào)。

全部信號(hào)源直接進(jìn)入矩陣，參與節(jié)目制作流程的信號(hào)源進(jìn)入切換臺(tái)。切換臺(tái)輸出的PGM信號(hào)和矩陣輸出的PGM信號(hào)通過多通道二選一信號(hào)選擇設(shè)備，切換后的信號(hào)加嵌音頻信號(hào)作為末級(jí)輸出的送播信號(hào)。全高清直播制作系統(tǒng)如框圖6所示。

同時(shí)，矩陣有4路輸出送至切換臺(tái)，方便切換臺(tái)從矩陣調(diào)用外來(lái)及其他信號(hào)。另外，此矩陣不僅可以作為切換臺(tái)的備份，還可以作為多功能演播室的分控矩陣來(lái)調(diào)度和處理信號(hào)，所有的外來(lái)信號(hào)和去總控的信號(hào)都通過矩陣進(jìn)行調(diào)用，矩陣環(huán)接多路幀同步/解嵌和上下變換/解嵌功能模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理。

5音頻系統(tǒng)

該演播室的音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)同樣需要有備份，配置1臺(tái)DiGiCo S21數(shù)字調(diào)音臺(tái)作為主調(diào)音臺(tái)用于節(jié)目音頻制作，1臺(tái)YAMAHA 01V96數(shù)字調(diào)音臺(tái)作為備份調(diào)音臺(tái)。音頻信號(hào)源包括4支無(wú)線手持傳聲器、4支無(wú)線頭戴傳聲器、4支無(wú)線微型領(lǐng)夾傳聲器、4支強(qiáng)指向槍式傳聲器、10支樂隊(duì)拾音傳聲器和8路吊裝拾音傳聲器的音頻輸出信號(hào);2路電話?cǎi)詈掀饕纛l輸出信號(hào);8路播出服務(wù)器音頻輸出信號(hào);4路硬盤錄像機(jī)音頻輸出信號(hào);2路專業(yè)光盤錄像機(jī)音頻輸出信號(hào);4路外來(lái)信號(hào)解嵌音頻輸出信號(hào);4路返送總控信號(hào)解嵌音頻輸出。所有音頻信號(hào)源送至主數(shù)字調(diào)音臺(tái)，重要音頻信號(hào)源送至備數(shù)字調(diào)音臺(tái)，主、備數(shù)字調(diào)音臺(tái)輸出音頻信號(hào)通過多通道二選一信號(hào)選擇設(shè)備實(shí)現(xiàn)主備冗余，如圖7所示。

該演播室主要用于綜藝表演為主，所以在現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)聲并真實(shí)還原現(xiàn)場(chǎng)聲音效果至關(guān)重要?，F(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)聲音箱包括主擴(kuò)聲音箱組、超低音音箱組和舞臺(tái)返送音箱。其中，主擴(kuò)聲音箱組選用2對(duì)4只法國(guó)L-ACOUSTICS公司的ARCSWIDE點(diǎn)聲源同軸音箱，固定吊裝在舞臺(tái)臺(tái)口左右上方，如圖8所示。主擴(kuò)聲音箱組有很強(qiáng)的聲波控制能力，在聲波投射線外聲壓級(jí)迅速下降12dB～20dB，避免不必要的聲波墻面反射和聲波干涉，在保證現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)聲聲壓級(jí)的同時(shí)，避免傳聲器回授等聲學(xué)問題。在舞臺(tái)臺(tái)口左、右兩側(cè)各吊掛1只法國(guó)L-ACOUSTICS公司的SBl8m超低頻音箱，以對(duì)音樂的低頻下限擴(kuò)展。在錄制節(jié)目過程中，選用了2只L-ACOUSTICS X12揚(yáng)聲器作為舞臺(tái)返送音箱，其具有極高的清晰度和中高頻的解析度，因節(jié)目?jī)?nèi)容和場(chǎng)景裝置的不同設(shè)置返送音箱的位置，用于對(duì)舞臺(tái)不同區(qū)域的聲場(chǎng)覆蓋，保證舞蹈演員、歌唱演員和樂隊(duì)的演出需求。

系統(tǒng)安裝完成后，采用專業(yè)的聲場(chǎng)測(cè)試軟件對(duì)該演播室的聲場(chǎng)特性做了多次測(cè)評(píng)，結(jié)果見表2。

6視音頻系統(tǒng)集成測(cè)試

為了達(dá)到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用目標(biāo)，對(duì)中型多功能演播室的視音頻系統(tǒng)集成做了一系列的測(cè)試及調(diào)試，包括：高清數(shù)字測(cè)試信號(hào)輸入到切換臺(tái)，經(jīng)切換臺(tái)、2×1切換器，由高清數(shù)字視頻分配器輸出;高清數(shù)字測(cè)試信號(hào)輸入到矩陣，經(jīng)矩陣、鍵控器、2×1切換器，由高清數(shù)字視頻分配器輸出;高清數(shù)字測(cè)試信號(hào)輸入到外部信號(hào)EXT通道幀同步器，經(jīng)幀同步器、切換臺(tái)、2×1切換器（下變換輸出），由標(biāo)清數(shù)字視頻分配器輸出;傳聲器音頻測(cè)試信號(hào)輸入到傳聲器分配器，經(jīng)傳聲器分配器、調(diào)音臺(tái)，由2×1音頻切換開關(guān)輸出;線路音頻測(cè)試信號(hào)輸入到線路分配器，經(jīng)線路分配器、調(diào)音臺(tái)，由2×1音頻切換開關(guān)輸出;數(shù)字音頻測(cè)試信號(hào)輸入到調(diào)音臺(tái)，經(jīng)調(diào)音臺(tái)由2×1音頻切換開關(guān)輸出等。經(jīng)過反復(fù)細(xì)致的測(cè)試，中型多功能演播室的視音頻各項(xiàng)指標(biāo)均正常。

其中，對(duì)視頻系統(tǒng)的測(cè)試，以高清數(shù)字測(cè)試信號(hào)輸入到切換臺(tái)，經(jīng)切換臺(tái)、2×1切換器，由高清數(shù)字視頻分配器輸出的指標(biāo)見表3;對(duì)音頻系統(tǒng)的測(cè)試，以數(shù)字音頻測(cè)試信號(hào)輸入到調(diào)音臺(tái)，經(jīng)調(diào)音臺(tái)由2×1音頻切換開關(guān)輸出的指標(biāo)見表4、表5。

7總結(jié)

昌吉廣播電視臺(tái)中型多功能演播室系統(tǒng)項(xiàng)目自2018年2月完工試運(yùn)行正常，承擔(dān)少兒類綜藝欄目《花兒朵朵》每周的錄制，還時(shí)常承接昌吉州小型的政務(wù)會(huì)議和小型的綜藝晚會(huì)。技術(shù)手段的進(jìn)步為節(jié)目表現(xiàn)形式的豐富提供了必要的條件，相信此項(xiàng)目的順利運(yùn)行能給昌吉廣播電視臺(tái)帶來(lái)更好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。