播音教學四訊道高清演播室系統設計

涂中文，王克敏，楊曉輝

（中國傳媒大學 a.播音主持藝術學院；b.計算機學院，北京 100024）

中國傳媒大學播音主持藝術學院是中國建立最早、影響最大的培養廣播電視播音主持藝術專業高層次人才的教學基地，也是中國廣播電視語言傳播研究和應用語言學研究的科研基地。隨著當前高清節目制作的深入普及發展以及現代化教學對高清演播室的需求，在經過詳細調研和論證后，中國傳媒大學播音主持藝術學院組織建設了廣播級高清錄播演播室，為學院師生提供了良好的實踐教學平臺。本文主要對高清演播室的視音頻系統設計進行詳細的論述和探討。

1 系統設計概述

中國傳媒大學播音主持藝術學院高清演播室建成四訊道廣播級高清錄播演播室，其中一個訊道配備搖臂及軌道，系統搭配目前新聞節目流行的演播室背景大屏系統、觸摸屏系統構成多景區互動式演播室，可完成訪談、新聞播報等類型的電視節目制作。

演播室系統的設計主要依據國家廣電總局的數字演播室視音頻標準，施工過程嚴格執行ISO9001系統工程質量體系，確保工程安裝質量符合設計規定要求。系統的設計原則為系統簡單、易操作、配套合理，具有較強的系統擴展性和靈活應用性，同時單機性能好、功能強、穩定性高。

系統設計采用錄播形式系統架構，配備廣播級高清演播室攝像機、緊湊型1.5級M/E切換臺，以及其他監視監看設備和周邊設備。為保證系統穩定性，系統核心設備均采用國際知名品牌，其他國產設備也是在電視臺廣泛使用品牌。

2 視頻系統設計

四訊道高清演播室的視頻系統圖如圖1所示，整個系統可以分為信號源部分、信號切換調度處理部分、監看部分、傳輸錄制部分、訊道擴展部分[1]。

信號源分為攝像機信號、錄像機信號、外來信號、字幕信號[2]。其中攝像機信號通過專用光纜傳輸到攝像機基站（CCU），由基站將光信號轉成電信號也就是HDSDI信號傳入系統繼續處理。硬盤錄像機的2個播放通道信號輸出直接進入切換臺。同時，也將磁帶錄像機、點評系統設計進入本系統，輸出信號均進入切換臺，進行切換。

另外本系統還配置了具有幀同步功能的解嵌器，在系統中可以靈活應用，作為外部信號輸入。通過此解嵌器，既可以使信號符合臺主同步，無縫融入本系統，也可使該信號解嵌出數字音頻，進入音頻系統進行混音制作。

所有信號源進入切換臺，導播通過切換臺控制面板對信號源進行切換，切換過程中可以使用切換臺的各種特技轉場效果，完成節目的制作。其中，切換臺輸出2路信號給演播室背景大屏系統，方便背景大屏進行相應背景的切換。

在節目的制作過程中不可缺少的是系統各個環節信號的監看，導播或技術人員要清楚方便地看到各個信號源以及切換臺輸出和準備輸出的信號。本系統的導播監看采用切換臺輸出畫面分割信號到等離子顯示器的方式來監看系統中所有的信號。

系統最終的信號會經過分配放大、加嵌的周邊板卡將信號送至錄像系統或其他演播系統，并預留接口到接口板。錄像系統可以分為硬盤錄像機和磁帶錄像機，分別通過不同的錄制方式完成節目的錄制工作，方便節目的保存和素材的繼續使用[3]。

圖1 系統視頻流程圖

3 音頻系統設計

四訊道高清演播室的音頻系統圖如圖2所示。音頻系統包括4個傳聲器、放像機、解嵌器等信號源，傳聲器接入調音臺帶前置話放的模擬輸入接口，放像機、解嵌等音頻信號采用數字音頻接入調音臺數字處理卡，輸出信號立體聲監聽輸入監聽音箱，數字PGM信號接入加嵌器和采集，同時調音臺1路AUX輸出至通話系統，主持人通過此鏈路進行PGM返聽。

圖2 系統音頻流程圖

4 系統核心設備選型

視頻系統分為信號源（源信號預處理）、信號處理（信號混合）和周邊設備（輔助等）3個部分。信號源部分包括攝像機系統、磁帶錄像機、硬盤錄像機、外來信號等；信號處理部分包括數字切換臺、技監和同步系統；周邊設備包括監視器、內部通話系統、時鐘系統、TALLY系統、信號分配放大設備、加解嵌等。下面詳細介紹各系統核心設備。

4.1 信號源部分

1）攝像機

本系統配置了Sony HDC-2580高清攝像機系統組件，包括Sony全性能攝像機頭HDC-2580、全機架尺寸攝像機控制單元（CCU）HDCU-2080以及針對多種多樣的拍攝應用所專門開發的配件，HDC-2580攝像機還裝載了新開發的高性能2/3 in（1 in=2.54 cm）CCD成像器，以及1個帶有16位模數轉換器的數字信號處理器（DSP）。

2）攝像機鏡頭

系統其中的3個訊道的攝像機配置了佳能（Canon）17倍全伺服標準鏡頭，另外的搭配有搖臂系統的攝像機配置了佳能14倍高清便攜超廣角鏡頭，用于搖臂的拍攝，可實現演播室大全景的拍攝。

3）錄放設備

系統的硬盤錄像機選用Grass Valley公司的T2硬盤錄像機，可實現1個通道的錄制及2個通道播放功能，硬盤錄像機作為IT化的廣電設備，具備高效、快捷的素材訪問、上下載能力，具備USB、網絡等接口設備，基于Windows的系統平臺使其各項操作均簡便易懂，同時T2具備專業的演播室設備設計，具備各種專業接口，包括HDSDI、AES/EBU、模擬音頻等輸入、輸出接口，極大滿足了演播室系統的應用，可以達到直播級別。

磁帶錄像機選用Sony數字錄像機HDW-D1800，該錄像機采用HDCAM格式來記錄高清數字信號。HDCAM格式有著高度可靠和成本低廉的特點，可提供一流的圖像質量。該錄像機能夠記錄和重放多種信號格式的素材，提供功能強大的傳統格式重放能力，允許在現場靈活使用各種采集工具，并易于集成到現有的編輯環境內。

4.2 信號處理部分

信號處理部分是整個視頻系統的核心，有信號處理部分組成的導演控制區也是轉播工作的核心區域。數字制作切換臺可以完成信號混合和鍵混合等操作。

本系統的數字切換臺選用FOR.A的HVS-350HS切換臺。該切換臺選擇1.5級M/E面板，具備20個直切鍵，支持2個全功能鍵，4個下游鍵，以及2個畫中畫功能鍵。這樣極大方便了制作人員的操作，同時可以滿足制作人員對節目進行復雜制作。同時該切換臺標配8路SDI輸入，選配1塊HVS-30PCIN輸入板，可以支持VGA或DVI-D輸入，在系統中，可以接入計算機等消費級別信號。這樣配置，既可保證所有信號源輸入，同時也豐富了信號源類型。在節目制作時，可根據需要選擇不同類型信號源進行切換。該切換臺標配8路SDI輸出，選配1塊HVS-30HSDO輸出板，達到10路SDI輸出，這樣，輸出接口可滿足錄制、傳輸、監看等需要。

4.3 周邊設備部分

周邊設備也是系統中很重要的環節，其中監視器系統負責全部信號制作前后的監看。內部通話系統負責演播室內工作人員與工作人員的通話。時鐘系統負責整個的系統的時鐘基準。TALLY系統為導演和攝像員提供輔助提示功能。

1）同步系統

同步系統配置的是日本Leader的LT 4400同步信號發生器，作為高清系統信號發生器，LT 4400具備BB、三電平同步發生功能，以及各類高清測試信號，在系統中起到同步發生作用，同時也為系統提供各類測試信號，方便技術人員進行信號質量測試。

2）監視器系統

監視器配置的是松下的58 in PDP監視器，并配備HDSDI輸入卡，主要為導播提供監看，2臺監視器通過切換臺輸出多畫面，進行監看，可分配為4畫面、10畫面或16畫面，選擇這些監看布局，監看面可達到14 in或29 in，使得制作人員可以清晰地觀察到畫面內容，并且具備TALLY提示，制作人員可以從容地進行信號制作。

4.4 音頻部分

音頻系統采用日本YAMAHA的DM1000數字調音臺作為核心設備。緊湊型的DM1000數字控制臺增加了5個來自DM1000VCM的插件包。該控制臺總共有48路輸入和18個混音總線，所有輸入和輸出路徑上都配備了EQ和延遲功能。模擬輸入通道中沿用了DM2000和02R96的前置放大器。憑借其強大的24 bit AD/DA轉換器，DM1000VCM能提供出色的音質和高達110 dB的動態范圍。在數字方面，DM1000VCM采用了SPX2000著名的REV混響算法，VCM插件如EQ，壓縮、磁帶飽和度以及吉他效果器能帶給用戶模擬電路般的溫暖音色。這臺控制臺能在現場擴聲、制作等領域提供出色的表現力，無需依賴經典效果器或外接設備就可以獲得最具音樂性的聲音。DM1000VCM能對NUENDO，CUBASE等數字音頻工作站進行控制，對Windows和Macintosh版本的Studio Manager V2軟件具有良好的兼容能力。

總之，DM1000VCM是一臺緊湊而強大的控制臺，滿足數字調音臺易用性、擴展性和靈活性的要求。本系統配備8通道數字音頻處理卡，處理可達到96 kHz取樣，可滿足本系統中錄像機等設備數字音頻制作。

4.5 演播室背景大屏系統

演播室背景大屏系統選用巴可交互式大屏幕顯示系統來實現。此3×2大屏幕系統具有高亮度、低噪音、與會議室和演播室相適應的色溫及同步鎖相等特點，是專門為新聞中心背景顯示長時間連續工作而設計的，能滿足長時間連續運行的要求。

巴可大屏幕顯示系統包括了以下部分：投影顯示部分的顯示單元為DLP組合顯示屏，顯示單元規格為67 in，總共有6塊。拼接墻配置一套VisionCON1000圖形拼接處理器顯示控制系統，用于信號源選擇，高級視窗顯示，以及專業視頻顯示無縫切換，圖像視頻效果和集成控制。信號源部分配置為2路來自切換臺的SDI信號，2路DVI信號和2路VGA信號，這些信號源豐富了大屏幕的顯示。巴可大屏幕顯示系統圖如圖3所示。

5 小結

圖3 大屏幕系統圖

中國傳媒大學播音主持藝術學院高清演播室是本學院的首個高清演播室，經過公開招標和設備選型對比后，最終整個系統都采用了穩定性高、功能強大且性價比高的設備來實現完成。在系統設計上本著簡單易操作的原則，同時兼顧系統擴展性，該系統符合國際和國內相關行業標準。總之，該演播室系統的建設完成豐富了師生的實踐教學平臺，為培訓專業突出、綜合能力強的播音人才打下了基礎。

[1] 張琦.數字電視中心技術[M].北京：北京廣播學院出版社，2001.

[2] 姜秀華.現代電視原理[M].北京：中國廣播電視出版社，2003.

[3] 史萍，倪世蘭.廣播電視技術概論[M].北京：中國廣播電視出版社，2003.