青島電視臺多媒體交互演播廳背景控制和顯示系統的設計與使用

韓 濤，常曉光，周 聞

（青島電視臺 新聞頻道技術制作部，山東 青島，266071）

青島電視臺多媒體交互演播廳于2011年6月建成并投入使用，目前承擔著《今日》、《今晚》等新聞欄目每天3小時的直播工作，以及若干大型活動、特別節目的錄制任務。筆者參與了多媒體交互演播廳背景控制與顯示系統的設計。本文介紹其系統設計和使用情況，與業內同仁探討、交流。

1 系統概況

青島電視臺多媒體交互演播廳面積約90 m2，是全封閉演播廳。在演播廳內根據景區的不同共設計有5個顯示區域，包括2×7拼接的46英寸液晶拼接屏顯示區、103英寸全高清等離子背景顯示區、85英寸全高清等離子背景顯示區、50英寸全高清等離子聯排顯示區、58英寸全高清等離子背景顯示區。配以艾迪普多媒體智能顯示與控制系統，對所有的顯示區域進行統一或單獨控制。

2 總體設計思路

系統設計遵循以下幾個原則：空間視野的延伸性、節目形式的交互性和系統設備的穩定性。主要從以下三個方面考慮設備的選型和系統的設計。

2.1 舞美角度

選擇白色為主色調，營造演播廳高亮的視覺空間，兼顧顯示設備布局的調整，體現其延展性。在10 m×4 m的墻上，安裝2×7的46英寸液晶拼接屏幕，作為主景區使用；相鄰的墻面做成錯層式，一前一后的設計體現立體感，分別安裝103英寸和85英寸全高清等離子顯示器；主景區相對的墻面安裝3臺50英寸全高清等離子顯示器，作為一個連屏使用；觀察窗位置安裝58英寸全高清等離子顯示器（設計效果圖如圖1所示）。所有的景區背景包裹白色亮光亞克力板，輔以亞光不銹鋼作為包邊，視覺沖擊力強，效果非常好。

圖1 演播室顯示系統分布效果圖

2.2 顯示設備屬性

在拼接屏選擇的問題上，通過對DLP、液晶拼接、等離子拼接進行性能參數的比對可知，現行的設備在分辨率方面均不存在問題，都可以達到1366×768的分辨率；在亮度方面，均可以達到700 cd/m2高亮模式，對比度可達到3000∶1；但在色溫的調整方面，均沒有明確的色溫數值調整，只有通過色彩模式的選擇進行預調整，然后通過遙控器進行微調的方式來實現。

另外，受空間布局的影響，摒棄后維護設計而選擇前維護，安裝可拉伸支架。每次維護時，一定要注意拼接縫的處理，屏與屏接縫處是否銜接緊密，圖像銜接邊緣的處理是否得當，有無暗區出現等。

噪音方面，現行設備散熱峰值均存在35 dB～40 dB的噪音，通過就演播室內的SONY、鐵三角、舒爾、SCHOEPS等類型話筒的對比實驗發現，這一噪音在新聞直播過程中可以忽略。

在設備散熱方面，由于密閉環境，要求設備散熱量不能太大，對拼接屏幕和等離子顯示器的散熱系統采用上排風設計，將亞克力底端的不銹鋼包邊全部打孔，頂端加裝散熱通道。通過排氣管的自然循環，同時中央空調排氣管道加大風量循環，兩者配合使用散熱效果非常好。

通過以上參數的對比和實驗，結合預算、價格等方面的因素，最終選擇三菱VS-L46XM70CH液晶拼接。綜合考慮到成像效果及顯示終端對視頻信號色彩還原一致性的要求，選擇松下高清等離子顯示器作為輔助顯示終端。

2.3 欄目的使用需求

從欄目角度出發，基于互動、交互方面的需求，選擇2×7液晶拼接屏作為主景區，主要通過開窗形式來顯示3D在線包裝系統、衛星連線、微波連線、天氣預報連線、交通連線、3G連線、體育點評等內容，主持人可以通過大屏幕與遠程的嘉賓進行互動（如圖2所示）。103英寸全高清等離子是一個欄目版權頁顯示和片源信號選擇顯示，用于在直播過程中切換和作為背景顯示使用（如圖3所示）。85英寸全高清等離子作為欄目中讀報、點評板塊使用（如圖4所示）。3臺50英寸全高清等離子連屏作為背景連屏顯示使用。58英寸全高清等離子作為一個移動數據接收端，直播過程中，主持人可以通過移動終端，例如IPAD或者ITV等手持設備，將實時的網絡內容映射到顯示器上，進行短信或者微博的互動。

圖2 遠程互動

圖3 切換臺圖像實時上屏

圖4 讀報

2.4 顯示終端的控制

設計要求所有的顯示設備通過統一的調度系統來集中控制，并根據欄目的需要，加強互動，實時對播出和顯示的內容進行調整。還有一點非常重要，就是要考慮安全性能，整個系統做到無單一故障點，另外要有備份。

3 系統整體解決方案

3.1 控制系統概況

整個控制系統以一臺12×20 DVI拼接處理器矩陣為核心，輔以兩臺IPLAYER 智能視景播出服務器、一臺超高分辨率視頻圖形渲染平臺，MediaLive多屏幕拼接控制器、主備大屏幕倒換控制系統和其他周邊設備組成（系統示意圖見圖5）。

其中，12×20 DVI拼接處理器矩陣共設置有12路DVI輸入，2臺IPLAYER智能視景播出服務器各4路；2路來自視頻矩陣調度信號，通過R-BOX（紅盒子）多格式視頻轉換器進行轉換，將SDI信號轉換成DVI信號，接入拼接處理器矩陣；1路來自超高分辨率視頻圖形渲染平臺；1路來自切換臺的AUX輸出。20路輸出通過光纖分別供給2×7液晶拼接屏顯示區、103英寸全高清等離子背景顯示區、85英寸全高清等離子背景顯示區、50英寸全高清等離子聯排顯示區、58英寸全高清等離子背景顯示區。所有的輸入信號均通過MediaLive多屏幕拼接控制器進行信號的調度和拼接。

圖5 控制系統組成示意圖

圖6 系統備份信號示意圖

3.2 信號

就節目應用來講，現在由8路主備IPLAYER 智能視景播出服務器，為所有顯示區域提供預先制作好的視頻或者靜止的圖形圖像。通過這種方式，既可以將圖像單獨顯示在一個區域，也可以將演播廳所有的顯示器串聯顯示，實現多屏幕的拼接；1臺超高分辨率視頻圖形渲染平臺用于讀報、體育等板塊的圖片展示和解讀。由切換臺AUX輸出的1路視頻信號用于天氣、交通和其他突發事件的開窗連線；另有2路來自矩陣的調度視頻信號可以將外架“城市眼”攝像機或者其他信號的實時畫面信號切入顯示系統。由多屏幕拼接控制器調度矩陣輸出20路信號，通過DVI接入演播室內所有的顯示終端。

3.3 系統備份

多媒體交互演播廳要承擔3個小時的直播，顯示系統的備份顯得尤為重要。為了安全優質播出，對主要景區的2×7液晶拼接屏采用“雙級”備份的方式，對松下等離子輔助顯示景區發揮其多方式輸入的優勢，進行了SDI和DVI兩種不同輸入方式的備份，確保整個控制播放系統的安全、互補、穩定（系統備份信號示意圖如圖6所示）。

3.4 顯示終端

演播廳內所有的顯示終端都采用雙路DVI輸入，主路控制系統采用的是MediaLive多屏幕拼接控制器，通過兩臺IPLAYER 智能視景播出服務器分別進行熱備份。備路采用的是HP-Z400專業圖形工作站作為備份圖像顯示設備，循環播放預先制作好的高清晰格式的背景圖像，也是通過DVI信號接入顯示系統的另一路DVI輸入。主路和備路以研華工控機作為載體，通過路由控制器和拼接屏內置三菱主備切換控制器來實現主備兩路系統的雙極熱備功能，進行主備倒換的時間可以控制在1 s以內，同時它也可以實現遠程開關機和信號源的輸入選擇。另外，對于所有的松下等離子顯示終端，采用“熱備+冷備”的方式將主路設置為DVI輸入，備路通過視頻矩陣調度外景信號，以SDI輸入方式接入，在主路出問題的時候，通過遙控器的輸入選擇即可進行切換，保證始終存在輸入信號，避免黑屏的現象。

4 幾點使用體會

（1）液晶拼接和等離子的色溫有差別，很難通過設備的調整來彌補，這導致兩者在色彩一致性方面存在差異。使用一臺攝像機在同時取液晶和等離子的圖像時，色彩還原存在色差，紅色尤為明顯。

（2）如何處理好燈光、顯示終端、環境的關系？不管是液晶還是等離子，在高亮環境中，如果亮度太高，容易喧賓奪主，主播面部暗淡的時候，光圈已經超出范圍；如果亮度太低，容易形成鏡面反射，演播室的燈光容易使液晶拼接和等離子形成高光點，聚光燈尤為明顯。經過多方的對比試驗，將顯示終端的亮度設置為中間值偏高的程度，采用阿萊的平板LED等作為面光，均勻照亮主播；阿萊的聚光燈遠吊、高掛作為主光和逆光使用，形成的圖像比較干凈明快。

（3）為保證各個顯示終端色彩的生動、豐富及圖像的清晰，建議將背景圖像制作成1920×1080的高分辨率圖像輸入IPLAYER 智能視景播出服務器進行播放。

（4）MediaLive多屏幕拼接控制器要對所有顯示終端進行控制，其中也包括設備本身的VGA顯示，在DVI輸出和VGA輸出并存的情況下，系統辨認屏幕時可能出現錯誤，因此，要嚴格有序地設置顯示終端在拼接控制器中的顯示位置，務必做好備份，防止由于屏幕辨認混亂而造成的無法正常顯示。

（5）關于設備噪音問題。三菱拼接屏在所有風扇啟動時的峰值噪音達到35 dB，通過演播室內的SONY、鐵三角、舒爾、SCHOEPS等類型桌面話筒和胸麥的對比實驗發現，對桌面話筒的影響相對較大，而對于胸麥影響較小，在新聞直播過程中可以忽略。因此，選用胸麥作為主要話筒使用，桌面話筒作為備份。

（6）液晶拼接的前維護需要將顯示設備拉出進行，對接收設備很容易產生影響，建議將接收DVI信號的光纖接收線路預留出足夠的長度，并且光纖線路和收發器要留有備份。

（7）直播節目中大屏顯示系統的設置和調度不允許出錯。因此，將節目每一個板塊的顯示狀態和播放內容在MediaLive多屏幕拼接控制器中制作成特定的文件，并且制作系統和場景文件的備份，在直播轉場間隙即可調用，僅需1 s，這樣就避免了臨時調整播出矩陣帶來的直播風險。到目前為止，在直播中只因智能視景播出服務器問題使用了2次應急切換，大屏幕顯示系統正常。

（8）雖然大屏控制系統是雙路，但大屏拼接顯示系統畢竟是系統中的單點。為確保安全優質播出，制定了嚴格的直播前2.5小時提前試機制度。試機時曾遇到過這樣的問題：主路屏幕有一塊花屏，而切換備路HP-Z400顯示正常，初步判斷為主路大屏控制問題。為確定是光發還是光收存在問題，筆者一級一級測試，直至更換了全新備份的光發與光收，故障依舊存在。而這時離直播只剩下最后1小時，節目制作部門已經陸續進場，筆者最后復位了拼接處理器矩陣，故障才得以解決。系統工作至今正常。

多媒體交互演播廳更好地滿足了多媒體時代和三網融合背景下電視觀眾從全媒體、多角度了解新聞的需求。筆者參與設計的背景控制與顯示系統投用半年來，使用效果良好，達到了預期目標。