基于新媒體的超高清全媒體演播中心系統(tǒng)

楊 濤

（諸暨市融媒體中心，浙江 紹興 311800）

0 引 言

當(dāng)前階段，新媒體、超高清電視等技術(shù)在媒體領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，使得互聯(lián)網(wǎng)成為信息文化傳播的主陣地。這對(duì)于廣播電視行業(yè)發(fā)展所依賴(lài)的重要資源造成了嚴(yán)重影響，大大削弱了廣播電視行業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。為了充分利用新媒體技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)媒體融合發(fā)展，加快對(duì)于超高清全媒體電視技術(shù)的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)各大電視臺(tái)紛紛開(kāi)始對(duì)現(xiàn)有的演播廳進(jìn)行4K超高清全媒體新聞演播中心系統(tǒng)改造，以便滿(mǎn)足廣播電視的媒體制作需求。本文就以某電視臺(tái)的演播中心改造為例，從全媒體演播中心的整體設(shè)計(jì)規(guī)劃、燈光系統(tǒng)設(shè)計(jì)、音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面對(duì)全媒體演播中心系統(tǒng)進(jìn)行解析，期望能夠?yàn)樾滦脱莶ブ行牡脑O(shè)計(jì)提供一些借鑒。

1 全媒體演播中心設(shè)計(jì)框架

超高清全媒體新聞演播系統(tǒng)是一個(gè)演播室集群項(xiàng)目，其中包含了新聞演播技術(shù)系統(tǒng)、新媒體制作技術(shù)系統(tǒng)等模塊。各個(gè)技術(shù)系統(tǒng)不僅可以獨(dú)立使用，同時(shí)也可以級(jí)聯(lián)使用。在對(duì)全媒體演播中心系統(tǒng)框架進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的新聞制作流程以及崗位設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在現(xiàn)有演播中心結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，對(duì)節(jié)目應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)置，使得每一個(gè)區(qū)域都具有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也保持一個(gè)協(xié)調(diào)、統(tǒng)一的的風(fēng)格。

全媒體演播中心設(shè)計(jì)有時(shí)政新聞演播室和民生新聞演播室。新聞時(shí)政演播室主要負(fù)責(zé)新媒體中心直播和節(jié)目錄制，而民生新聞演播室則主要負(fù)責(zé)大眾生活新聞直播和節(jié)目錄制。兩個(gè)演播室彼此獨(dú)立，互不干擾，同時(shí)也可以進(jìn)行聯(lián)級(jí)使用。為了在最大程度上保證兩個(gè)演播室在同時(shí)進(jìn)行錄制時(shí)相互之間不被干擾，全媒體演播中心采用了雙層隔音透明玻璃，并在兩個(gè)演播室之間開(kāi)設(shè)參觀門(mén)。這樣一來(lái)，就可以做到既滿(mǎn)足對(duì)演播室不同功能區(qū)的劃分，同時(shí)也使得整個(gè)演播室呈現(xiàn)出一體規(guī)劃。

2 超高清攝像系統(tǒng)設(shè)計(jì)

全媒體演播中心采用了4訊道全高清數(shù)字式攝像機(jī)，攝像系統(tǒng)主要由實(shí)景演播室系統(tǒng)和兩機(jī)位虛擬演播室系統(tǒng)兩部分組成，所有的攝像機(jī)都使用固定機(jī)位進(jìn)行安裝。攝像機(jī)型號(hào)選用索尼公司生產(chǎn)的BVP-70P型EFP攝像機(jī)，尋像器可視區(qū)域安裝的是大小為7英寸的HDVF-L750彩色液晶尋像器，該設(shè)備具有4∶3的標(biāo)識(shí)線，能夠?yàn)閿z像人員在高清、標(biāo)清同時(shí)進(jìn)行播放時(shí)選擇對(duì)應(yīng)的構(gòu)圖。攝像系統(tǒng)還安裝有攝像機(jī)控制單元CCU和攝像機(jī)控制面板RCP-1500。攝像機(jī)和控制單元以及控制面板之間采用光纖進(jìn)行通信，以確保攝像系統(tǒng)具有穩(wěn)定、可靠的信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸功能。

此外，攝像系統(tǒng)還配備了具有三支全伺服超高清鏡頭和一支全伺服高清廣角變焦鏡頭，將廣角鏡頭安裝在虛擬機(jī)位上，使得攝像取景角度更廣，呈現(xiàn)出的畫(huà)面層次感更為豐富。四個(gè)高清鏡頭全部都配備有伺服數(shù)字控制系統(tǒng)，從而對(duì)攝像機(jī)系統(tǒng)的位移、聚焦以及回看等功能進(jìn)行控制，在降低攝像人員工作量的同時(shí)，也能夠保證節(jié)目的播出質(zhì)量。

3 燈光系統(tǒng)設(shè)計(jì)

相較于傳統(tǒng)的演播室，全媒體演播中心的燈光設(shè)計(jì)包含人物光設(shè)計(jì)和環(huán)境光設(shè)計(jì)兩部分內(nèi)容。在對(duì)該全媒體演播中心系統(tǒng)進(jìn)行燈光設(shè)計(jì)時(shí)，采用先進(jìn)的燈光設(shè)計(jì)理念，對(duì)演播中心的舞美、燈光以及背景等內(nèi)容進(jìn)行了統(tǒng)一設(shè)計(jì)，使得其呈現(xiàn)出獨(dú)具特色的廣播電視節(jié)目視覺(jué)效果[1]。同時(shí)還為演播中心配備了先進(jìn)的燈光設(shè)備設(shè)施，以便滿(mǎn)足進(jìn)行新聞播報(bào)、專(zhuān)題訪談等欄目制作對(duì)燈光的特殊要求。

3.1 燈光控制系統(tǒng)

該全媒體演播中心的燈光控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了雙環(huán)網(wǎng)實(shí)時(shí)熱備份的架構(gòu)，使用網(wǎng)絡(luò)信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光信號(hào)的控制，并安裝DMX-512控制器作為燈光系統(tǒng)備用的雙路信號(hào)，從而使得燈光控制系統(tǒng)具有較高的安全性能。該系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)管理計(jì)算機(jī)、燈光控制臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、網(wǎng)關(guān)、信號(hào)放大器以及網(wǎng)絡(luò)信號(hào)機(jī)柜等硬件設(shè)施組成。其中，燈光控制臺(tái)共計(jì)有3臺(tái)，兩臺(tái)安裝在兩個(gè)演播室的導(dǎo)控室之中，另外一臺(tái)作為主控臺(tái)使用。控制臺(tái)均采用網(wǎng)絡(luò)輸出信號(hào)和演播室的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)機(jī)組柜進(jìn)行連接，而演播室的兩臺(tái)機(jī)組柜之間則由網(wǎng)線進(jìn)行聯(lián)通。

演播中心的燈光控制系統(tǒng)采用了以太網(wǎng)控制技術(shù)，采用工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)將燈光控制系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行采集和集中，而交換機(jī)之間則采用六類(lèi)屏蔽網(wǎng)線和光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，從而構(gòu)建起了一個(gè)環(huán)形冗余備份網(wǎng)絡(luò)。該演播中心的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)共計(jì)有兩個(gè)中繼站，每個(gè)中繼站都配備有網(wǎng)絡(luò)帶光纖模塊、有源以太網(wǎng)（Power Over Ethernet，POE）供電交換機(jī)等[2]。中繼站網(wǎng)絡(luò)柜的供電模式 采 用 不 間 斷 電 源（Uninterrupted Power Supply，UPS）連續(xù)供電。系統(tǒng)中的燈光控制臺(tái)采用雙網(wǎng)絡(luò)線路將其連接至網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，并采用線路備份的方式將燈光控制臺(tái)并入燈光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。所有演播室內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)終端均采用POE供電方式，這樣可以方便對(duì)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的隨時(shí)使用。完成上述所有設(shè)備的配置和安裝之后，將燈光控制系統(tǒng)接入至燈光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用相關(guān)控制軟件來(lái)對(duì)燈光的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。

3.2 燈光配電系統(tǒng)

燈光配電系統(tǒng)配備有電源配電柜1臺(tái)、電源直通開(kāi)關(guān)柜2臺(tái)、市電總線1組以及UPS備用電源總線1組。其中，電源配電柜的總閘采用電流大小為800 A 的隔離開(kāi)關(guān)，而分閘則采用電流大小為400 A的隔離開(kāi)關(guān)。每臺(tái)電源直通開(kāi)關(guān)柜共計(jì)有96路回路，有一臺(tái)電源直通開(kāi)關(guān)柜與UPS電源相連，這樣就能夠確保演播室在錄制節(jié)目過(guò)程中燈光的安全。

4 音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該演播中心系統(tǒng)配備了兩臺(tái)由雅馬哈公司生產(chǎn)的01V96i型調(diào)音臺(tái)來(lái)對(duì)演播室中的音頻信號(hào)進(jìn)行采集，并且采用數(shù)字化方式對(duì)采集到的音頻信號(hào)進(jìn)行處理，以保證音頻信號(hào)的質(zhì)量。兩臺(tái)調(diào)音臺(tái)之間相互獨(dú)立，互為備用設(shè)備，這樣能夠在最大程度上保證節(jié)目錄制期間的安全性，滿(mǎn)足直播的需求。此外，兩臺(tái)調(diào)音臺(tái)上還安裝有8通道的I/O AES/EBU擴(kuò)展卡，實(shí)現(xiàn)對(duì)音頻信號(hào)的連通。

演播中心系統(tǒng)還配備了型號(hào)為EW312 G3的雙通道數(shù)字無(wú)線話筒4套，這種無(wú)線話筒能夠被應(yīng)用于站播形式的節(jié)目錄制；型號(hào)為MK836的播音話筒6套，該話筒清晰度較高、設(shè)計(jì)精巧，不會(huì)影響演播畫(huà)面，主要用于新聞節(jié)目、訪談節(jié)目的錄制。演播中心的導(dǎo)控室內(nèi)還安裝有兩對(duì)監(jiān)聽(tīng)音箱，一對(duì)主要用于對(duì)節(jié)目的監(jiān)聽(tīng)，另一對(duì)則主要供主持人使用，方便導(dǎo)播和主持人之間進(jìn)行溝通交流。

5 核心切換系統(tǒng)設(shè)計(jì)

作為整個(gè)演播中心視頻系統(tǒng)的核心模塊，切換臺(tái)主要負(fù)責(zé)對(duì)信號(hào)的處理和節(jié)目的制作，其工作的效率對(duì)于節(jié)目最終的播出質(zhì)量有著直接的影響，是整個(gè)視頻系統(tǒng)中最為重要的組成部分。該演播中心系統(tǒng)采用松下公司生產(chǎn)的AV-HS6000MC超高清切換臺(tái)，共計(jì)有32路輸入通道，且每路輸入通道都帶幀同步，利用切換臺(tái)具有的多畫(huà)面分割功能來(lái)進(jìn)行畫(huà)面分割，從而大大降低了使用成本[3]。系統(tǒng)中的備用切換臺(tái)采用松下公司生產(chǎn)的AV-HS410MC切換臺(tái)，能夠在主用切換臺(tái)出現(xiàn)故障的時(shí)候代替主切換臺(tái)進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換，確保節(jié)目錄制和播出期間的安全性。

切換臺(tái)的應(yīng)急矩陣采用的是32×32的NK-3G34矩陣，并配備了主備電源。該應(yīng)急矩陣具有可靠性較高的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)︿浵裥盘?hào)、節(jié)目錄制以及動(dòng)態(tài)監(jiān)看等進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度。

6 安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)

相較于傳統(tǒng)演播中心，新媒體演播中心系統(tǒng)具有錄制節(jié)目效率高、制作形式靈活多樣等優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也存在著冗余備份能力不足的問(wèn)題。演播中心系統(tǒng)采用流媒體推流的發(fā)布方式，注定了節(jié)目的播出會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、設(shè)備性能等因素的影響。一旦在節(jié)目錄制或者播出過(guò)程中出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中斷的問(wèn)題，就很容易造成安全播出事故。因而，要想確保直播期間的安全，還需要對(duì)系統(tǒng)的安全性能進(jìn)行 設(shè)計(jì)。

在組網(wǎng)結(jié)構(gòu)方面，該系統(tǒng)配備了一臺(tái)演播中心內(nèi)網(wǎng)專(zhuān)用的交換機(jī)，負(fù)責(zé)對(duì)局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口（Network Device Interface，NDI）協(xié)議設(shè)備的連接任務(wù)，以此作為NDI數(shù)據(jù)流交換的封閉網(wǎng)絡(luò)。此外，系統(tǒng)還配備有一臺(tái)外網(wǎng)專(zhuān)用的交換機(jī)，承擔(dān)系統(tǒng)接收外網(wǎng)IP流網(wǎng)關(guān)以及向外網(wǎng)推送IP流服務(wù)器進(jìn)行防火墻隔離的任務(wù)。外網(wǎng)交換機(jī)和內(nèi)網(wǎng)交換機(jī)的配合使用，共同構(gòu)建起演播中心系統(tǒng)的安全策略。

在攝像頭備份方面，系統(tǒng)采用了PTZ無(wú)人值守?cái)z像頭。該攝像頭必須選用NDI信號(hào)，這就導(dǎo)致PTZ攝像頭的信號(hào)鏈路會(huì)因網(wǎng)絡(luò)故障而受到影響。為了解決該問(wèn)題，需要對(duì)PTZ攝像頭進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用基帶和NDI兩路獨(dú)立信號(hào)鏈路來(lái)連接PTZ攝像頭。如此一來(lái)，即便是在NDI信號(hào)中斷的情況下，也可以通過(guò)手動(dòng)模式將PTZ攝像頭切換至基帶鏈路上。如果要對(duì)攝像機(jī)的機(jī)位進(jìn)行調(diào)整，則可以在技術(shù)人員的幫助下通過(guò)調(diào)整PTZ攝像頭機(jī)位來(lái)完成。

在核心切換設(shè)備安全設(shè)計(jì)方面，考慮到TCI切換臺(tái)存在單一故障點(diǎn)的問(wèn)題，為了保證切換系統(tǒng)能夠安全進(jìn)行工作，設(shè)計(jì)了除TCI切換臺(tái)之外的另一條獨(dú)立鏈路。該鏈路包含應(yīng)急矩陣面板和備份推流服務(wù)器兩部分[4]。并且，該鏈路中備份推流服務(wù)器的參數(shù)設(shè)定和TCI切換臺(tái)中的推流參數(shù)設(shè)定保持一致。如此以來(lái)，就可以在TCI切換臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換至應(yīng)急矩陣面板。此外，PGM信號(hào)會(huì)利用備份推流服務(wù)器來(lái)開(kāi)展同步推流，但需要切換發(fā)布端的信號(hào)流。而在演播中心系統(tǒng)的外網(wǎng)出現(xiàn)故障的情況下，就可以使用應(yīng)急矩陣來(lái)調(diào)取新媒體的基帶信號(hào)，并利用基帶信號(hào)接口連接至4G無(wú)線背包來(lái)完成對(duì)節(jié)目的推流[5]。

7 結(jié) 語(yǔ)

隨著新媒體技術(shù)的快速發(fā)展，構(gòu)建全網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型的新型節(jié)目生產(chǎn)基地，已經(jīng)成為各大廣播電視臺(tái)未來(lái)發(fā)展的一個(gè)主要方向。要使得電視媒體能夠在新媒體環(huán)境下獲得良好的發(fā)展，就需要演播中心系統(tǒng)不僅具備高度的安全穩(wěn)定性，還應(yīng)具有現(xiàn)代化科技屬性，以便滿(mǎn)足節(jié)目錄制和觀眾觀看的需求。