海南省委黨校多功能報告廳高清視頻設(shè)計(jì)

引言

2010年海南省委黨校獲得了專項(xiàng)資金，開始建設(shè)一個綜合樓，包括一個能容納600人的多功能報告廳，數(shù)間教室和校領(lǐng)導(dǎo)辦公室。多功能報告廳長26米，寬20米，平均高度為5米，總面積520平方米，主席臺面積為120平方米，觀眾區(qū)為400平方米。建設(shè)過程中觀眾席改為380席。主席臺為8席一排，共兩排。

該報告廳為多功能報告廳，集成了音響擴(kuò)聲、數(shù)字會議、大屏幕顯示系統(tǒng)、攝像系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)等多種設(shè)備，并且還要和另外兩個教室實(shí)現(xiàn)視音頻互聯(lián)互通。視頻需求為會議、演講錄像等制作光盤；實(shí)時轉(zhuǎn)播至其它教室，視頻會議，學(xué)員點(diǎn)播。該項(xiàng)目投資大，并且從技術(shù)的角度上來看，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和施工上都有一定的技術(shù)復(fù)雜度，尤其對用戶方的操作上也有一定的技術(shù)要求。如此高技術(shù)、高造價的會議廳高清設(shè)備品種繁多，接口標(biāo)準(zhǔn)各異，使用了專業(yè)設(shè)備和非專業(yè)設(shè)備，如何建設(shè)一個從視頻采集、傳輸、切換、制作到存儲的高清系統(tǒng)，又能兼顧造價。在此我分為視頻高清接口分析、設(shè)備選型思路和解決方案幾方面進(jìn)行介紹：

一、視頻高清接口分析

1.色差分量視頻接口（Colour Difference Component）

色差分量視頻接口簡稱分量視頻接口（YPbPr）。綠色線纜（Y）傳輸亮度信號，藍(lán)色線纜（Pb）和紅色線纜（Pr）傳輸顏色差別信號。目前國內(nèi)設(shè)備上有兩種接口一種YPbPr表示逐行掃描色差分量；第二種YCbCr表示隔行掃描色差分量。

色差分量接口采用3條75Q同軸電纜傳輸，接頭為RCA式蓮花頭。目前的電視機(jī)、DVD機(jī)、其它高清播放設(shè)備配有色差分量接口。

2.RGB分量

RGB分量視頻接口的全稱是RGB模擬基色視頻信號接口，簡稱RGB接口。是模擬信號傳輸中質(zhì)量最佳的接口，使用75Q同軸電纜傳輸、BNC專業(yè)接頭，用于廣播級攝像機(jī)、專業(yè)測試儀器、監(jiān)視器等專業(yè)設(shè)備，傳輸距離可達(dá)上百米。該信號也附加同步信號，常見有以下幾種：

RGsB：同步信號附加在綠色通道，三根75Q同軸電纜傳輸；

RsGsBs：同步信號附加在紅、綠、藍(lán)三個通道，三根75Q同軸電纜傳輸；

RGBS：同步信號作為一個獨(dú)立通道，四根75Ω同軸電纜傳輸；

RGBHV：同步信號作為行、場兩個獨(dú)立通道，五根75Q同軸電纜傳輸；

接線標(biāo)準(zhǔn)為紅色（R信號）、綠色（G信號）、藍(lán)色（B信號）、黑色（行H同步）、黃色（場V同步），屏蔽網(wǎng)為公共地。

3.VGA（Video Graphics Array）

VGA是計(jì)算機(jī)顯示器的標(biāo)準(zhǔn)接口。信號與RGB相同，使用15針D型接口，傳輸介質(zhì)為兩端附加磁環(huán)的15芯彼此絕緣的屏蔽同軸電纜，傳輸阻抗75Ω。特點(diǎn)是信號質(zhì)量最佳，但傳輸距離不遠(yuǎn)，超過10米畫面質(zhì)量會變差，產(chǎn)生拖尾。

4.DVI（Digital VisualInterface）

DVI數(shù)字視頻接口，傳輸數(shù)字視頻信號。DVI接口有兩種DVI—D和DVI—I。DVI—D只傳數(shù)字信號；DVI—I可兼容數(shù)字和模擬信號，相當(dāng)于可傳兩種信號。DVI接口除了支持電腦顯示格式的從VGA到UXGA（1，600×1，200）甚至更高的格式外，還支持HDTV的720p、1080i和1080p高清格式。主要設(shè)備為電腦顯示器、DVD機(jī)、機(jī)頂盒、數(shù)字電視及高檔投影機(jī)。信號的傳輸距離一般為5～7米。超過了就要使用中繼器，也可以使用長線傳輸設(shè)備，就是轉(zhuǎn)化為6類網(wǎng)線或光纖傳輸。

5.HDMI高清多媒體接口

HDMI高清多媒體接口（High Definition MultimediaInterface）是一種標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口，集成了未經(jīng)壓縮的全數(shù)字高清、多聲道和智能格式與控制命令。使用高質(zhì)量的成品線傳輸距離可達(dá)20米。HDMI接口已廣泛應(yīng)用在電視機(jī)、DVD機(jī)、高清播放機(jī)、投影機(jī)、藍(lán)光DVD及數(shù)碼攝像機(jī)。

6.SDI接口

SDI串行數(shù)字接口（Serial Digital Interface）是國際電信聯(lián)盟ITU無線電委員會制定的一種通信標(biāo)準(zhǔn)，是一種數(shù)字視頻格式，用于廣播級的視頻傳輸。SDI接口使用75Ω同軸電纜和BNC接頭，最大傳輸距離為250米。

二、多功能報告廳使用設(shè)備

為了實(shí)現(xiàn)上述要求，報告廳需要配備攝像機(jī)、電腦、現(xiàn)場切換臺、切換矩陣、投影機(jī)、電視機(jī)、多媒體錄播一體機(jī)及相關(guān)視頻格式轉(zhuǎn)換設(shè)備、信號傳輸設(shè)備等。以下我們就設(shè)備選用做一個陳述：

1.高清攝像機(jī)

報告廳中需要配備2臺攝像機(jī)，要求一個主席臺特寫用機(jī)位，另一個為報告廳全景機(jī)位。為了保證圖像質(zhì)量特寫機(jī)位位置定在主席臺正前方吊頂安裝；全景機(jī)位選擇后墻2個觀察窗中間墻壁安裝；選用標(biāo)準(zhǔn)有幾條：一是高清圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，二是鏡頭焦距范圍，三是照度，四是接口，五是遠(yuǎn)程集中控制光圈，推拉搖移，最后就是價格能否接受。

攝像機(jī)主要分為廣播級高清攝像機(jī)、專業(yè)級高清攝像機(jī)、民用高清攝像機(jī)、監(jiān)控安防高清攝像機(jī)和多功能云臺高清攝像機(jī)。家用級DV攝像機(jī)現(xiàn)在也具備高清攝像，圖像質(zhì)量對于我們已經(jīng)夠用；家用機(jī)最低照度相比專業(yè)、廣播級要高很多，報告廳經(jīng)常要放投影，燈光昏暗，家用機(jī)效果明顯下降。而且家用機(jī)一般只有遙控器，無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中控制。安防監(jiān)控用攝像機(jī)最新產(chǎn)品已經(jīng)具備高清標(biāo)準(zhǔn)、遠(yuǎn)程集中控制，而且可以通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，布線方便，價格較低。但視頻格式、接口仍無法與報告廳其它設(shè)備兼容。廣播級高清攝像機(jī)質(zhì)量最好，但體積大、價格貴，不予考慮。

只有專業(yè)級便攜式攝像機(jī)加專業(yè)云臺或是多功能高清攝像機(jī)才能符合多功能報告廳的需求。專業(yè)機(jī)采用大尺寸CCD，照度低，信噪比高，機(jī)器尺寸相對一體機(jī)尺寸要大，可以選擇索尼的EX1R、Z7C、EX3。其中Z7C和EX3可以更換鏡頭，在標(biāo)配鏡頭焦距不夠時選用合適的鏡頭。多功能高清攝像機(jī)有松下AK-HCl 500、日立HV-HD30、DK-H100、索尼HDC-X300等機(jī)型，配備科旭威爾的云臺完全滿足報告廳的要求。

多功能云臺攝像機(jī)，該類型機(jī)器如索尼EVI-HD1、BRC-Z330、松下AW-HE100等，完全滿足設(shè)計(jì)需求，而且價格相對便宜，對使用者技術(shù)要求不高，而且配備索尼專用切換臺可以簡化設(shè)備實(shí)現(xiàn)場景切換和攝像機(jī)控制。

最終報告廳選型攝像機(jī)為索尼BRC-Z330兩臺，1／3英寸COMS，焦距為f4.6～82.8毫米，最低照度61x，光學(xué)18倍變焦，加數(shù)字變焦為72倍，輸出接口為SDI接口，一號機(jī)位安裝在主席臺正前方的吊頂，水平距離第一排主席臺處8米。根據(jù)焦距計(jì)算，人物特寫時，需要焦距48毫米，主席臺全景時焦距4.8毫米，Z330完全滿足。二號機(jī)位為全景機(jī)位，安裝在報告廳后面墻墻面。2間教室也配備索尼BRC-Z330各一臺。

2.信號傳輸

主要有VGA、DVI、HDMI接口的長線驅(qū)動器和網(wǎng)線傳輸設(shè)備。

VGA（RGBHV）信號長線驅(qū)動器是專門針對VGA（RGB）信號長距離傳輸?shù)脑O(shè)備，該設(shè)備可以把VGA（RGBHV）信號通過電纜傳輸300米。

DVI信號長線驅(qū)動器是專門針對DVI信號長距離傳輸用的設(shè)備，該設(shè)備可以把DVI信號無衰減地傳輸25米。

VGA信號網(wǎng)線傳輸設(shè)備是將VGA信號（即RGBHV）通過一根通用的超五類網(wǎng)線（最好帶屏蔽）進(jìn)行長距離傳輸。其不但抗干擾而且布線方便。

DVI信號網(wǎng)線傳輸設(shè)備，是將DVI信號或DVI+音頻信號經(jīng)過處理，通過2根網(wǎng)線進(jìn)行長距離傳輸，傳輸距離可以達(dá)到50米。

HDMI信號網(wǎng)線傳輸設(shè)備，是將HDMI信號經(jīng)過處理，通過2根網(wǎng)線進(jìn)行長距離傳輸，傳輸距離可以達(dá)到50米。

3.切換、特技與監(jiān)視設(shè)備

主要設(shè)備有現(xiàn)場切換臺、HDMI矩陣等。

小型現(xiàn)場切換臺目前市場上主要有索尼DFS-800、DFS-900M、BRS-200遠(yuǎn)程攝像機(jī)操作切換臺。松下有AV-HS300MC、AV-HS400AMC、AV-HS50MC、AV-H$450MC小型高清視頻切換臺。

現(xiàn)場切換臺選用索尼BRS-200高清切換臺，同時可以控制BRC-Z330攝像機(jī)，該切換臺配備4路SDI輸入輸出及1路DVI輸出接口，插入擴(kuò)展卡后路數(shù)增加，同時監(jiān)控輸出具備畫面分割功能，僅使用一臺監(jiān)視器即可。

HDMI矩陣選用北京利國HS-16×16。

監(jiān)視器選用帶有DVI接口的液晶電腦顯示器，雖然功能減少，效果不如專業(yè)監(jiān)視器，但對于本系統(tǒng)已經(jīng)夠用。

4.存儲設(shè)備

常見的高清存儲設(shè)備主要有索尼藍(lán)光盤、磁帶錄像機(jī)，松下的磁帶錄像機(jī)和P2卡，還有國內(nèi)多家廠商設(shè)計(jì)制作的符合中國國情需要的多媒體錄播一體機(jī)。報告廳的需求為同時錄制教師上課的PPT、教室內(nèi)老師上課或?qū)W生討論的畫面，視頻會議時錄制電腦畫面、主會場畫面或本地會場畫面。因此只有多媒體錄播一體機(jī)符合設(shè)計(jì)需求。市面上主要有北京極影、上海天道啟科、深圳銳取等。本次選型北京極影EH2，該機(jī)配備了HDMI×1、YPbPr×1、DVI×1、VGA×1高清接口。

三、解決方案

該方案中，主席臺電腦、實(shí)物展示臺、投影機(jī)、主席臺電視機(jī)距離均超過20米，又小于50米，因此加裝HDMI信號網(wǎng)線傳輸設(shè)備即可解決；而教室1、2電腦、投影機(jī)距離均超過50米，又小于2，000米，可以加裝HDMI信號光纖傳輸設(shè)備。

本案中我們也可以使用DVI矩陣。僅有部分產(chǎn)品不支持DVI接口，如帶DVI接口的DVD機(jī)極少，監(jiān)視器一般配置HD—SDI接口、HDMI接口，只有大尺寸的松下監(jiān)視器才配備DVI接口。筆記本電腦配置DVI接口的也比較少。解決辦法：一是配備相應(yīng)的DVI到HDMI（HDMI到DVI）轉(zhuǎn)換器；二是DVI傳輸距離較短，增加長線傳輸設(shè)備數(shù)量會較多。

本設(shè)計(jì)方案因技術(shù)條件限制，主要存在兩個問題，一是高清視頻接口標(biāo)準(zhǔn)不能統(tǒng)一；二是傳輸距離較短。如此需增加相應(yīng)的視頻轉(zhuǎn)換設(shè)備，這樣整個系統(tǒng)的可靠性降低。相信隨著新技術(shù)的發(fā)展，會有廠家聯(lián)盟推出更簡潔、更經(jīng)濟(jì)的全套解決方案。