高校攝錄編系統的選型

[摘要]攝像、錄像及非線性編輯系統是一個十分復雜的系統，也是一整套耗資頗大的硬、軟件設備。當前影視技術正處于飛速發展的數字化階段，如何透過大量的品牌、專業術語、性能指標、技術參數，篩選出性價比最好且又能滿足經濟預算要求的產品是一個重要的問題。必須按一定的科學原則進行充分的分析比較，才能更加合理的為攝錄編系統選型。

[關鍵詞]影視技術 攝錄系統 非線性編輯系統

當前影視技術正在經歷從傳統的模擬技術向數字技術的轉變，五花八門的新設備、新品牌伴隨著各自的技術指標、性能參數，不斷地在市場涌現，令人眼花繚亂。如何在此日新月異發展進程中，用有限的資金，按一定的科學原則，選擇一套功能上符合要求、性能上跟得上時代的攝錄編系統，是許多單位在采購前必定要論證的重大課題。本文試圖在廣播級攝錄編系統的選型上，談一點心得體會與同行交流。

一、任務分析

在影視領域中，設備一般都較昂貴，一方面要從實際出發，考慮到“夠用就行”，不盲目追求過高的指標；另一方面也要從當前技術發展的趨勢出發，考慮到應具備一定的前瞻性，確保在今后的幾年中，這套設備仍將能發揮作用，不致過早地被技術淘汰。

攝錄編系統可分為：攝錄系統和非線性編輯系統兩大部分。由于這個領域是計算機多媒體技術與傳統影視技術激烈競爭的地方，在此行業內尚無統一的國際標準，各公司的產品互不兼容，型號更五花八門，只有查清并比較各主流產品后，才能最終選定。

總體來講，攝錄系統基本上由SONY、PANASONIC和JVC三家日本公司所壟斷，他們都提供多種不同檔次的全套的攝錄系統，各有各的標準，互不兼容，甚至同一家公司的不同檔次的產品之間也互不兼容。而攝錄系統是影視的第一道大門，一般稱作前期設備，它的檔次決定了整個攝錄編系統檔次，它的質量直接關系到整個影視作品的質量。

非線性編輯系統的核心部分是一塊或一套廣播級的板卡，它基本上由美國、加拿大兩大國的少數幾家公司所壟斷。國內有四大家專門經營非線性編輯系統的公司：大洋、索貝、奧維迅、新奧特，它們基本上是購買國外的板卡，配上自己開發的軟件，再配上相應的計算機系統而構成。所以選擇一家有信譽，能提供較好的技術支持和售后服務的公司是選擇非線性編輯系統的關鍵。

二、影視技術的發展簡況

1.模擬復合信號影視技術

在彩色電視發展之初，為了實現與黑白電視的兼容，采用了復合電視信號。由于它能將三基信號的三線傳送簡化為單一信號單線傳送，能與黑白電視兼容并在原黑白電視的傳輸通道內處理和發送。因此，出現了大量處理復合信號的電視節目制作設備，如攝像機、錄像機、監視器、切換臺等。將這些設備組合成具有一定功能的制作系統時，便形成了以模擬復合信號技術為特征的節目制作環境。

2.模擬分量信號影視技術

雖然模擬復合信號在傳輸和處理上具有諸多優點，但由于將亮度信號和兩個色差信號組合成一個復合信號的過程中，會產生色串色、色串亮、亮串色、分解力低等固有缺陷。隨著電視技術的發展，20世紀80年代初，隨著模擬分量錄像機的出現，攝像機、監視器、換切臺等節目制作中的關鍵設備也都是實現了分量化或增加了模擬分量接口，并在整個廣播電視領域引起了一場革命，我國省級以上電視在20世紀90年代中大多數基本完成了由模擬復合向模擬分量過度。

3.數字分量信號影視技術

相對于模擬信號而言，數字信號具有失真小、信噪比高、穩定性好、便于計算機處理等諸多優點。早在20世紀80年代中期，就出現了數字分量的錄象機，20世紀80年代后期，數字攝像機和數字切換臺也已實用化。20世紀90年代到后期，以計算機多媒體技術為基礎的全數字式非線性編輯系統也已出現并獲得了初步應用。目前，中央電視臺及部分省市電視臺已經建成了數字分量化的演播中心，其他電視臺也正處于向數字分量制作環境過度的進程之中。若從現在開始涉足影視領域，無疑應定位于數字分量信號的影視技術設備。

三、磁帶記錄格式的定位

盡管硬盤錄像機已出現，但因其性價比的原因，目前實際使用的記錄介質仍然是磁帶，而磁帶記錄有多種方式，互不兼容。磁帶記錄格式又決定了所選攝錄系統的檔次，甚至也決定了整個攝錄系統的品牌。一般廣播級的信號格式應選擇數字分量，并定位在CCIR601標準所規定的4∶2∶2采樣格式下。錄像機記錄格式的選擇是格式定位中一項非常重要的內容。目前，數字分量錄像機格式主要有，D-1、D-5、數字Betacam、Digitai-S、Betacam–SX、DVCPRD(DVCPRO25和D –5兩種非壓縮的格式雖然圖像質量極好，但價格非常昂貴，連省級電視臺都無法承受，可選的只能是其他幾種格式。在選擇錄像機格式時，應根據對采樣格式的要求，將圖像質量、可靠性、可編輯性、兼容性、配套性、價格、運行及維護成本等方面綜合起來進行考慮。

圖像質量若以10為最高標準，表1中列舉了目前正在實際應用的各種磁帶記錄格式的比較數據，當然，這里比較的只是格式質量，器材質量還要考慮光學系統、電路系統的質量。從表中可以看出：曾廣泛使用的傳統模擬量的SORY公司Betacam sp的圖像質量為8.9，而各種數字量的記錄格式都在9以上，完全可達到廣播級質量。

四、攝錄系統的選型

當今主流的數字化攝錄設備是SONY、PANSONIC以及JVC三家公司的產品。

1.SONY公司

SONY公司素以質量好、價格高而著稱，當前SONY公司提供的數字化攝錄產品中，按其性能和價格可分為四擋，即：數字Betacam、Betacam-IMX、Betacam-SX和DVCAM等。SONY公司率先推出了數字Betaacam機型，它是基于DCT編碼算法、采用幀內壓縮，壓縮比為2.3∶1和4∶2∶2全彩色分量采樣格式的數字Betacam，采用了8/10bit量化，碼率達到88Mb/s，是世界上第一代采用數字壓縮技術的數字機型。

稍后SONY公司把傳統的錄像機和非線性結合起來，開發出盤帶結合式的Betacam-SX系統，它采用了基于MPEG-2壓縮的幀間編碼方式，即在時間和空間上同時編碼，也就是采用GOP(I，B)幀格式。在視頻4∶2∶2取樣的同時，采用了幀間壓縮的方法，壓縮比達10∶1。因此，在保持較好圖像質量的同時，大幅度降低了冗余信息量，視頻數據碼率僅為18Mb/s，較低的碼率有利于數據的處理、傳輸并降低存儲費用。

SONY公司隨后又新推出了比Betacam-SX更高檔的Betacam-IMX格式的系列產品，該格式采用MPEG-24∶2∶2單I幀壓縮的方式，使碼率提高到50Mb/S，圖像質量比Betacam-SX又有改善。

SONY公司的DVCAM格式是在國際公認的DV格式的基礎上，為專業視頻領域而開發的，其15μm的磁跡寬度，保證了DVCAM設備在專業領域使用時所要求的高可靠性。DVCAM的記錄格式采用8bit分量記錄，5∶1壓縮比率，4∶2∶0采樣格式。從本質上說它是一款專業級的或準廣播級的產品，一些中小型電視臺用它制作新聞報道節目。

2.PANASONIC公司

PANASONIC公司首先開發壓縮比大、碼率小而圖像質量又能滿足一般要求DVCPRO的設備，如DVCPRO25，其壓縮比為5∶1，采樣格式為4∶1∶1，碼率為25Mb/s，然后開發可滿足高質量視頻制作要求的DVCPRO50，其壓縮比為3.3∶1，采樣格式為4∶2∶2，碼率為50Mb/s，DVCPRO50AJ-D908數字攝錄一體機采用3片“2/3”M-FITCCD(多通道、幀行間轉移)，具有60萬象素，10b量化DPS處理，無論是在4∶3還是在16∶9模式下，均能獲得較大的動態范圍和極小的拖尾，DVCPRO50真正達到了廣播級的標準。

3.JVC公司

在SONY公司與PANASONIC公司激烈爭奪專業視頻設備市場之時，JVC公司以其驚人的產品Digital-S，從家用機市場一步跨入了廣播電視專業領域。JVC在數字壓縮領域率先采用3.3∶1的壓縮比、4∶2∶2采樣、50Mb/s碼率、幀內編碼方式而開發的Digital-S，性能優于任何一種4∶2∶0或4∶1∶1數字格式。經過權威部門的測試比較，其圖像質量與數字Betacam不相上下。JVC新近推出的DY-90Digital-S格式攝像機，使用3片“2/3”768X986 ITCCD，采用了14bit量化DPS處理，S/N達到62dB能夠提供高質量數字壓縮和高色飽和度；由于它采用了一體化結構設計，重量也減輕了許多。但其市場占有率不高，而且在影視領域，JVC公司也不如其他兩家公司實力雄厚。

五、非線性編輯系統的選型

非線性編輯系統已正在取代基于傳統模擬信號的線性編輯制作手段。非線性編輯系統實質上是一個擴展的計算機系統，也就是一臺高性能計算機加一塊或一套非線性編輯板卡，再配上一個大容量SCSI硬盤陣列便構成了一個非線性編輯系統的基本硬件。對系統來講，非線性編輯板卡是關鍵，所以非線性編輯板卡也是非線性編輯系統設備選型的最重要考慮因素。

現在的非線性編輯已經將視音頻采集、壓縮與解壓縮、視音頻回放、部分實時特技全部集成在同一塊或一套卡上，使得整個系統的硬件結構非常簡潔。所有模擬視音頻信號在這些板卡上，經過A/D變換后，每一段素材都成為了一個視音頻數字化的文件存放在SCSI硬盤陣列中，供計算機進行數字信號的處理。需要輸出的視音頻數碼流經過 D/A變換成為可供記錄或直播的模擬視音頻信號。非線性卡上的模擬信號接口有復合、分量、S-VIDEO等，已涵蓋現有模擬電視系統的幾乎所有接口形式，所以非線必編輯系統與現有的模擬電視系統有良好的兼容性。

壓縮與解壓縮是非線性板卡的核心功能，在數字視頻信號尚不能被有效而高質量地壓縮時，非線性編輯都是在昂貴的計算機工作站上實現的。因為龐大的數字視頻數據量使蘋果機和普通PC機都不堪重負，不能正常處理數碼率高達216Mb/s的無壓縮數字分量視頻信號或者142Mb/s的無壓縮數字復合視頻信號，從而無法勝任無壓縮數字視頻信號的非線性編輯工作。然而，隨著數字圖像壓縮技術的發展，各種圖像壓縮算法日臻成熟，使得在蘋果機(Power PC9600)和性能提升后的PC機這些比工作站低了一個檔次的計算機上進行視頻非線性編輯成為了現實。所以，這些圖像壓縮算法是實現相對廉價的視頻非線性編輯的關鍵所在。

目前，我國擁有的非線性編輯系統無論是進口的或是國產的，大都是采用M-JPEG算法。這種壓縮算法對活動的視頻圖像通過實行實時幀內編碼的過程單獨地壓縮每一幀，可以進行精確到幀的后期編輯。M-JPEG的壓縮和解壓是對稱的，可以由相同的硬件和軟件來實現，這對壓縮/解壓電路實現高度集成化有幫助。由于這種算法不太復雜，可以用很小的壓縮比(2∶1)進行全幀采集，從而實現廣播級指標所要求的無損壓縮。

若采用廣播級指標進行2∶1壓縮，經過壓縮的數字視頻信號其數碼率雖然仍有108Mb/s(分量視頻)或71Mb/s(復合視頻)，但對當今蘋果機和性能提升了的PC機而言，已能應付自如，進行實時操作。數字視頻信號進入計算機系統后，為了更有效地對其進行處理，整個計算機硬件平臺還可以采取一些措施加強非線性編輯系統的性能：⑴外掛大容量SCSI高速AV硬盤陣列作為視頻文件存儲器，并配以硬盤加速卡，SCSI高速AV硬盤陣列的容量大小視用戶的需求來選取。⑵除了非線性編輯卡上已賦予的部分實時特技外，需另外增加特技效果卡，將一些復雜的二、三維特技轉換效果由硬件插卡來實現，以縮短生成的時間。

作為非線性編輯系統的專用型軟件，它首先要滿足節目編輯的需要。而影視節目具體可分為新聞、專題、文藝、電視劇等不同類型，在這些節目的編輯工作中，鏡頭的硬切、過渡性特技占了絕大多數，故非線性編輯系統的節目制作層數只需兩層便可滿足制作需求，也就是相當于線性編輯中的A/B卷已能完整地制作出上述類型的節目。所以，非線性編輯系統的專用型軟件一般只設置兩層非線性視頻。另外，再加上圖文字幕層便構成了一個齊全的A/B卷編輯系統。至于片頭、廣告、MTV等需要多層非線性視頻制作的節目或者節目片段可由其他軟件完成后，再由該系統的專用型軟件調入進行編輯后輸出。當然，為了適應那些多層、復雜編輯工作比較多的制作單位，現在國外也已有采用多層非線性視頻專用型軟件的非線性編輯系統產品出現。

專業市場上較為典型的廣播級非線性編輯板卡有：

加拿大的Matrox公司：Digisuite、DigisuiteLE、Digisuite LX和Digisuite RT2000。

美國的Pinnacle公司：ReelTime DV、Reel-Time Nitro DV、ReelTime Nitro Plus、DVD1000、DC1000DV、Targa3000、Targa3100。

加拿大的DPS公司：5250、Reality、Velocity、Velocity-Q。

美國的Canopus公司：DVRex、DVRex RT。

不同的非線性編輯板卡在信號輸入輸出格式、內部實時編輯格式、視頻特技實時處理功能、通道設置、對第三方產品的支持，以及選件擴展能力等有著很大的區別。應該說比攝錄系統有更大的可選性，但各種各樣的性能指標和技術參數以及隱藏的價格陷阱，又會帶來許多困難。通過大量的資料分析和調研，發現雖然非線性編輯系統的檔次大體上取決于其價位，但其性能與品質又絕對不與其價格成正比，也就是說它的性價比不是一個常數，不能完全按價格來決定非線性編輯系統的優劣。

目前，在國內在非線性編輯系統方面有四大家公司：大洋、索貝、奧維迅、新奧特等，他們提供的廣播級產品基本上都是基于國外公司的板卡加上自己開發的專用軟件和計算機系統而構成的。應該說產品的性能是不錯的，也能提供較好的售后服務，但價格也就是相當昂貴的，他們自己開發的軟件在其中占了頗大的比重。近年來又出現了多家銷售非線性編輯系統的公司，在選型時不妨多查詢幾家，而且要考慮到其接口類型、可擴展性、捆綁軟件、特技功能、系統的穩定性以及售后服務等。

六、我院攝錄編系統的選型和使用效果

根據以上分析，結合我院的實際情況，在查閱了大量資料并走訪了有關的院校、專業公司和電視臺的基礎上，經過反復研究和比較，最終確定了我院攝影錄系統的選型。

1.攝錄系統

在給定的預算內，若選用SONY公司的產品，則只能選用配置一套DVCAM檔次的準廣播級的設備，而選用PANASONIC公司的DVCPRO50的記錄格式，則可配置一套與周邊電視臺兼容的真正達到廣播級的設備，因此：

磁帶記錄格式的定位：PANASONIC公司的DVCPRO50；

攝象機：PANASONIC公司的AJ-D908；

錄象機：PANASONIC公司的AJ-D95DC；

監視器：SONY公司的PVM-14L1。

2.非線性編輯系統

選擇當今用戶較多、性能可靠、功能齊全、價格合理的加拿大DPS公司的DPS Velocity加SDI I/O Adaptor系統。加拿大DPS公司也是世界著名的數字視頻編輯產品的開發商和生產商，其廣播級非線性編輯卡DPS Velocity是采用M-JPEG格式，能將全二維、三維、字幕及剪接集成在一起的雙通道實時編輯卡。卡上集成的UWSCSI接口可使特技效果能夠以最高實時完成，因集成的UWSCSI介面使數據傳輸不占用CPU和PCI總線資源，即使在合成實時劃像時也不是如此。它帶有全部視頻輸出/輸入格式，包括SDI(選件)分量、S-VHS和復合信號。中文簡體版DPS Velocity非線性編輯軟件，加上DPS專有的“虛擬文件管理系統”，可以形成一套極為完整、功能強大，經濟實用的雙通道非線性編輯系統。

該系統到位已三年有余，以我院的招生宣傳制作了硅湖學院宣傳片的光盤，贏得社會各方的好評，也為江蘇省教育電視臺和無錫市電視臺提供了介紹硅湖學院廣播級的錄象帶和DVD光盤。實踐證明，在給定的經費預算的前提下，該系統運行可靠、功能夠用，能達到廣播級的要求，能與江蘇省蘇州市等地方電視臺的設備兼容。盡管現在中央電視臺逐漸推出高清節目，但在企事業單位的未來三、五年內還不至于被技術淘汰，能為我院的教學工作、校園生活以及對外形象的宣傳中起到重要的作用。同時，也可為學院的產學研一體化工作提供強有力的支持。

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(作者單位：江蘇硅湖職業技術學院)