貴州電視臺播控網絡字幕系統的設計與建設

向 東，羅 云，國興年

（貴州電視臺，貴州 貴陽 550002）

1 引言

目前電視臺一般都具有多個頻道資源，字幕信息和頻道包裝是電視臺信息發布、節目創優、廣告宣傳和經營創收的重要手段。因此，在系統建設中，播出端的字幕機系統是播出系統建設重要的一環。字幕機系統必須作為播出系統的核心構建之一予以充分考慮。為適應貴州電視臺新播出系統改造后全網絡化和數字化的需求，結合貴州臺各頻道節目創優的要求，對現有的字幕機系統進行了重新設計和改造工作。

目前貴州電視臺的播出主頻道有8個，分別是貴州一套到六套與攝影、圍棋頻道，它們使用的字幕機是在不同時期配備的，各頻道原來均采用二維字幕機，工作于單機模式，且分屬大洋、新奧特、合肥勵圖等不同品牌。在實際使用中，編導和播控人員需要在不同的字幕機下操作，容易出錯；字幕機支持的素材文件格式不盡相同，共享和安全性較差；同時，單一的下級二維字幕機播出在衛視頻道這種對播出安全性要求較高、字幕和角標操作頻繁、特技效果也要求較高的情況下，無法完全達到節目包裝和播出安全兩方面的要求。

因此，經過前期大量的調研工作，結合自身播控系統的特點，在考慮到不同頻道節目和安全方面的要求不同，盡量利用好現有設備的基礎上，貴州電視臺選用了合肥勵圖公司AirCG.3D全新的三維網絡字幕系統和原有AirCG.NET二維網絡字幕系統相結合的字幕應用模式。

2 網絡字幕機系統架構設計思路

2.1 上下級機結構網絡字幕機系統的特點及考慮

目前各電視臺播出系統采用網絡字幕機成為一種趨勢。相對于各頻道單機來說，網絡字幕機的重要特點之一是可由上下級機構成，其中，下級機采用有卡站作為播出機，操作人員不直接在其界面上操作，而只是接受上級機的指令播出。操作人員利用上級機作為制作和編單控制下級機播出，上級機可采用無卡站（也可根據需要配卡作預監備份使用），同時，通過分別配置頻道播出工作站IP、數據庫配置、各級權限管理、播出單的審核流程等，一臺上級機就可控制所有的下級機工作。網絡字幕機由于可采用上下級機結構有以下優勢：

1）重要頻道的播出可不直接在下級機上操作，使誤操作界面造成的播出風險減到最低。

2）利于資源共享，不同頻道可取用相同素材，實現所有頻道跑同樣內容很簡單，可節省公共字幕通道下來作為備份字幕通道使用。

3）特技制作功能增強。在上級機上進行的各種三維特效制作，可通過配置或升級現有下級機軟件模塊，打開相應三維特效模塊實現較強的特技播出。

4）管理效率提高，少量的上級機可控制多頻道播出。

不過，單一上級機的網絡字幕機系統（即一臺上級機控制所有頻道下級機播出），存在以下問題：

1）由于各頻道操作人員不同，若上級機數量配備不夠，會造成上級機在繁忙時間段不同頻道使用人員的沖突。

2）對上級機特別是保存素材的機器（一般在上級機）依賴度較高，一旦發生問題，會影響到所有頻道播出，不利于風險分散。

2.2 與播出軟件的結合考慮

從與播出軟件的結合方面，目前很多頻道為追求播出效果，提高節目的時效性，對節目單的臨時操作較多，臨時性字幕和角標變動較大。因此，需要實現字幕機能從播控端預讀取節目單，同時具有與播出節目單同步變動的功能，這樣，可大大方便編導對字幕機節目單的編排工作，提高工作效率。

2.3 網絡、授時及備份考慮

作為網絡字幕機系統，必須具有全網絡的統一數據庫、統一授時、數據庫及素材文件備份方案，同時，必須考慮公共字幕通道的設計，公共字幕通道同時也能作為常規字幕通道故障時的應急備份。

2.4 權限管理和病毒防殺

因為所有頻道的字幕機采用同網架構，從播出安全考慮，各頻道網絡字幕機的操作必須具有不同的權限管理功能，從而避免不同頻道編播人員對其它頻道的誤操作。

作為網絡字幕機系統，不可避免經常要從外部讀取素材，對播出安全有風險，對播出系統的防病毒能力是一個考驗。在系統中必須考慮對外接口的安全性。

3 網絡字幕機系統的構成及特色

結合以上技術及安全性的考慮，貴州電視臺設計的網絡字幕機系統如圖1所示。

該網絡字幕機系統是一個以主備數據庫服務器為核心，包含1臺合肥勵圖數碼技術有限公司的AirCG.3D三維包裝制作編輯站（兼衛視頻道播出上級控制機）、3臺勵圖AirCG.3D三維網絡字幕播出字幕機、5臺勵圖二維網絡字幕機、1臺殺毒工作站、1臺短信平臺播出接收服務器、2臺（主備）千兆以太網交換機等設備共同組成的8頻道字幕播出系統。

因衛視頻道臨時性的操作較多，且播出安全的要求也最高，為保證在播出過程中的頻繁操作不會造成字幕機死機從而影響播出安全，衛視頻道采用上下級機結構，即利用AirCG.3D三維包裝制作編輯站同時兼衛視頻道的播出控制上級機，1臺勵圖AirCG.3D三維網絡字幕播出字幕機作為下級機輸出KILL和FULL信號接入頻道鍵控通道。經測試，即使該機器因各種原因死機，只要播出節目單已發送至下級機，就不會影響字幕的正常播出。

二頻道和三頻道分別采用2臺勵圖AirCG.3D三維網絡字幕播出字幕機直接輸出KILL和FULL信號接入各自頻道的鍵控通道。簡單的字幕角標可以在本機上直接制作播出，復雜的字幕角標可調用在三維包裝制作編輯站上做好的模板，根據需要更改內容就可以播出。

其余四、五、六、七（圍棋）、八（攝影）頻道因對字幕角標的三維效果要求不高，同時字幕的臨時性變動不大，從利用好原有設備、節約成本考慮，采取系統原有勵圖Air-CG二維字幕機制作播出一體的形式。

特別說明的是，三維包裝制作編輯站作為衛視頻道的上級機，負責該頻道的包裝制作和節目單編輯，兼二套、三套的包裝制作工作站，為這兩個頻道字幕播出提供三維模版制作，頻道風格定位等服務，同時還可作為衛視、二套、三套的備播，在這3個頻道的播出字幕機有故障時，只需把該機的FILL和KEY接入相應頻道鍵控通道即可。也可直接將FILL和KEY通過分配器直接接入各頻道切換臺備用健通道上，使用時直接修改播出參數即可。

系統配置2臺DELL710服務器作為字幕網數據庫服務器，用來存儲模版素材、人員信息、日志信息、頻道信息等數據。2臺服務器互為主備，數據鏡像，相互檢測，主機宕機，備機自動接管，主機恢復則自動接管并自動同步素材和其他信息。殺毒工作站作為系統所有素材的上載入口，保證整個系統的安全。

該系統最大的特色是播出節目單的獲取，每臺字幕播出服務器通過232串口接收本頻道大洋播控軟件生成的節目串聯單，按照該節目單時間自主自動播出，并實時隨播出串聯單的改變而改變，可實時獲取節目單對應的字幕角標屬性等，并支持手動更改節目單信息和添加修改素材信息。在大洋播控軟件上訂做了向字幕網發單的功能按鍵，每當播控軟件加播單或更改播單（一般在備機操作），確定后點擊發單按鈕，此時播控軟件除了向主機發單外，同時向本頻道字幕播出機發送一份，保證了字幕機節目單與節目播出的同步性，減少了因節目時間變動對字幕機的操作，大大提高了編導的工作效率。

4 網絡字幕機系統操作流程

系統操作流程主要包括：節目策劃、模板制作、編制圖文字幕播出串聯單、控制播出4部分。

1）節目策劃：策劃內容主要包括：確定字幕播出的欄目或時間段，確定播出內容，確定播出模板風格。

2）模板制作：網絡字幕播出系統播出的資訊、輔助類信息以及收視指南等，都是在播出過程中根據模板替換內容實時渲染播出，需要美工人員預先根據統一頻道風格制作各頻道模板，模板經過審核后存入數據庫服務器，以備圖文編單模塊調用。

3）編制圖文字幕播出串聯單：編排操作主要是字幕系統自動獲取大洋播出系統節目單后，編單人員從數據庫調出模板、更新播出內容兩部分。圖文播出單審核后，會自動上傳至播出控制模塊，同時將播出單所包含的模板和播出內容上傳至數據庫。

4）控制播出：通過播出控制模塊，控制圖文播出服務器根據預先設置好的播出時段，完成全天不間斷的在線圖文包裝播出。圖文播控工作站在播出過程中，可同時接收播出人員的控制命令，完成應急操作。

5 各子設備功能詳述

5.1 字幕播出服務器

字幕服務器滿足網絡字幕播出的業務要求，提供穩定的三維圖文動畫全實時播出字幕服務器，基于數據庫的的方式，每天自動調入本頻道圖文字幕播出節目單、接收大洋播出節目單，受控自動播出或自主自動播出每檔欄目圖文字幕內容；接受本頻道上級機節單臨時修改、手動和應急播出控制等。

字幕服務器支持服務器本機直接節目單修改、文字錄入和播出控制等操作。

字幕服務器存儲本頻道圖文字幕文件素材。

5.2 三維包裝創作工作站

高質量的實時三維渲染引擎。三維包裝創作工作站由制作人員按照統一頻道風格制作各頻道模板，經過審核后保存到場景庫中指定目錄下，權限用戶按照頻道要求拖拽至播出節目單，然后按照模板權限要求修改指定元素，完成節目單創造。

5.3 數據庫服務器

AirCG.3D網絡字幕播出系統是建立在SQLServer的數據庫系統之上的，因此數據庫服務器是整個系統的核心，是系統的數據存儲中心，存儲的數據包括素材管理信息、節目庫、節目單、系統人員設置、日志等信息。三維系統和二維系統使用各自的數據庫，三維系統數據庫的名稱為“3d”，二維數據庫的名稱為“cgserver”。如更換一臺全新的字幕機到網絡內時，只要將系統設置內的工作站IP及相關設置和原來機器的設置相同，可以方便地從數據庫中獲取到播出節目單和素材，并立即播出。

獨有的素材自動分發模式可直接將各頻道使用素材直接發送到播出服務器的本地硬盤，即使出現2臺服務器同時死機和網絡中斷的極端情況也不會影響到當前的正常播出，有效保證素材的安全可靠和播出安全。

6 系統軟件配置簡介

AirCG.3D網絡字幕軟件安裝的軟件模塊有：AirCG.Server系統管理服務軟件、AirCG.Engineer三維包裝實時渲染引擎軟件、AirCG.Artist三維場景創作軟件、AirCG.AutoPlay三維字幕自動播出控制軟件、AirCG.CGList字幕節目單編排軟件、AirCG.RTData外部數據自動獲取軟件等。

下面以貴州二套GZTV-2為例介紹系統軟件基本功能模塊的配置。

6.1 連接數據庫

在第一次打開系統管理時，會提示連接數據庫失敗，點“是（Y）”按鈕，進入數據庫連接配置界面。當三維播出機連接該數據庫時，輸入數據庫名稱為“3d”，如果是二維播出機，則輸入連接的數據庫名稱“cgserver”，用戶名統一為“sa”，密碼為空。然后單擊“確定”，即可進入串口網關配置和系統管理配置。

6.2 串口網關配置

串口網關軟件是從三維安裝軟件中安裝的，會存在于三維軟件安裝目錄中。當雙擊打開串口網關軟件時，串口網關軟件會最小化在任務欄下。

在任務欄下，點擊“串口網關”，使串口網關軟件最大化，然后開始配置串口網關參數。

單擊選單中的“設置”按鈕進行設置。

選擇“串口設置”，串口設為“COM3”，波特率設為“115200”，數據位設為“8”，校驗位設為“ODD”，停止位設為“1”。

選擇“節目單設置”，節目單來源設置選擇“大洋播出”；文件保存是指接收到大洋的XML節目單保存到本地文件目錄下，可以設置保存節目單的天數；消息發布IP設置不用設置；其他設置一般要選擇“記錄節目單日志”，以方便更新大洋節目單出現異常時，可以查看記錄的日志。

設置完成后，回到串口網關軟件界面，然后要設置取單方式，筆者設為“播出系統節目單”，完成后，單擊“開始接收”按鈕。

6.3 三維系統管理配置

數據庫連接配置完成后，即可打開系統管理，然后進行配置。系統管理軟件由公共設置、播出服務器設置、頻道設置、人員管理、素材類型設置、日志管理等模塊組成。

1）公共設置

公共設置主要是設置所有三維播出頻道默認連接的字幕服務器和默認工程。客戶名稱可以輸入 “貴州電視臺”；字幕服務器設置設為“192.168.0.2”，用戶名為“Admin”，密碼為空；默認工程設為“Demo工程”，勵圖網關服務器設置下的服務器IP不用輸入。最后單擊“確定”，完成公共設置。

2）播出服務器設置

可以添加、修改、刪除播出服務器。

3）頻道參數設置

頻道參數設置是添加相應頻道和修改播出服務器功能相同，在對應機器上可以運行播出控制軟件，播出控制軟件與對應頻道的字幕播出服務器連接，控制字幕播出服務器進行字幕的播出。圖2是添加某一頻道需要輸入的相關信息。

設置播出方式為“自動”，更新播單為“勵圖網關”，更新方式為“大洋播出”，在其后面的設置進行相應設置，單擊確定后，彈出“更新節目單”窗口。更新串口不用設置，但要選擇某串口。更新標記一定要設置，且要對應大洋節目單的頻道標記，這里二套的更新標記為“CH02”。

4）其他設置

人員管理、類型設置、日志管理及數據整理設置等設置操作與二維基本一致，對系統運行不會有影響。

6.4 字幕服務器設置

三維網絡字幕的加密狗無須設置該項，會直接讀取系統設置的公共信息，默認先連接本機，如果本機沒有字幕服務器，再彈出設置服務器IP的對話窗進行設置。

6.5 三維播出引擎設置

播出引擎模塊主要完成節目的播出，由播出軟件通過網絡給播出引擎發送播出命令，播出引擎接收命令，播出節目。

系統采用安全的C/S架構，將播出引擎和應用程序分離開來，即使在應用程序出錯甚至三維字幕播出軟件進程被強制結束關閉的極端情況下，三維播出引擎不會受影響，播出仍然繼續，只需重新啟動應用程序，系統會自動連接播出引擎，自動恢復至正常狀態，在最大程度上保證了播出安全。

6.6 文件服務器設置

3D文件服務器是遷移場景素材的軟件。在編輯節目單軟件保存或打開節目單時，將需要使用的素材列表發送到文件服務器，文件服務器自動將素材從字幕服務器遷移到本地。

6.7 監控服務器設置

監控服務器軟件是控制播出引擎和文件服務器的。只在播出服務器中運行該軟件，當啟動監控服務器時，它會自動啟動播出引擎和文件服務器。

6.8 校時系統設置

整個系統通過安裝在所有計算機控制面板中的永達勵圖ElaNET自動播出系統校時設置軟件校時，校時服務器通過串口接收青島GPS鐘授時信號，為字幕機提供標準時間。

校時設置中校時方式選擇授時器守時，協議選擇青島時鐘。

將3D字幕服務器放在數據庫服務器上，是因為數據庫服務器穩定不易出現死機現象。如果把字幕服務器放在制作機上，會很不安全，一旦制作機死機或出現其他意外情況，就會造成播出頻道失去與字幕服務器的連接，播出控制端無法調用場景。

三維網絡字幕系統對于硬件要求比較高，選擇可以更好利用硬件資源的Windows2003操作系統作為運行環境，提高了三維網絡字幕系統運行的穩定性和安全性。在三維網絡字幕系統中，SNMP服務必須在數據庫進行安裝配置，客戶端（播出機、制作機、編單機）不需要安裝配置SNMP服務；在二維網絡字幕系統中，數據庫與客戶端都要配置安裝SNMP服務。SNMP服務要在安裝SQL Server 2000數據庫之前安裝。

7 小結

貴州電視臺網絡字幕機系統是貴州臺自行設計的、具有本地臺特色的、符合新播出系統網絡化改造要求的、三維結合二維、具有重要頻道上下級機結構的全網絡化字幕機系統，它既考慮了播出的安全性和便捷性，同時又有針對性地滿足了貴州臺不同頻道的節目包裝需要。該系統投入使用后，得到了各方好評，為貴州臺的節目生產、廣告經營等提供了條件。