開放大學演播室系統的設計

任麗平

（江蘇開放大學，江蘇 南京 210037）

1. 引言

開放大學是以現代信息技術為支撐，面向成人的新型高等學校，學校辦學方向是滿足社會學員多樣化、個性化的學習需求，構建終身教育體系。構建開放大學演播室系統，拍攝精品視頻，為開放大學學員服務，是開放大學十分重要的課題。目前大多數開放大學的電視節目制作設備已經使用多年，性能老化、配置較低，已不能滿足學校發展的需要，本文提出一種新型演播室系統，并以江蘇開放大學演播室系統為例進行實踐，系統與現有演播室的環境和設備兼容，實現高、標清兼容，能適應高清制作要求，制作過程實現數字化，提高錄制和編輯的效率。

2. 開放大學演播室系統的總體設計

開放大學演播室系統示意圖如圖1，開放大學演播系統包括三大部分：[1]完成圖像攝錄的視頻系統、完成聲音錄制的音頻系統和完成導演與主持人的通話以及攝像師的TALLY提示的演播室通話、TALLY提示系統。

圖1 開放大學演播室系統示意圖

3. 視頻系統的設計

視頻部分結構圖[2]如圖2，由攝像機、切換臺以及錄制設備組成，攝像機完成光電轉換，將景物轉換成電視信號，信號送給切換臺，切換臺將需要的信號切出，完成摳像、畫中畫、上字幕等一系列處理后送給錄制設備進行錄制。

圖2 視頻部分結構圖

3.1 直播用演播室視頻部分設計

直播用的演播室[3]，應做到主備切換臺、主備傳輸系統，信號源經過分配，分成幾路，分別送給主備切換臺，主備切換臺輸出兩路信號，經過自動二選一倒換器，倒換輸出，確保系統在任何一個設備損壞的情況下能夠正常的工作，沒有單一崩潰點。

3.2 江蘇開放大學演播室視頻系統設計

江蘇開放大學演播室視頻系統配置了4臺攝像機，其中采用3臺索尼PMW-EX350高清攝像機， 4臺攝像機輸出4路 HDSDI信號送給松下 AV-HS410MC切換臺，AV-HS410MC切換臺是一款高性價比，一體化可擴展1ME視頻切換臺，切換臺輸出一共5路信號，分別為2路PGM信號，2路AUX信號，1路DVI接口的多畫面信號，2路PGM直接送給錄像機和非編進行錄制，2路AUX信號分別配置為PGM和PVW信號，送給雙通道錄像機進行錄制，作為主信號的備份，1路多畫面信號送給24寸高清顯示器，用于切換時候的監看。

現場嘉賓的筆記本信號通過 DVI/HDMI電纜直接送給切換臺，通過切換臺的調度直接進行切換錄制，減少了后期制作的工作量。

4．演播室音頻系統的設計

音頻系統由話筒將聲音轉換成音頻信號[4]，音頻信號送給調音臺，調音臺送出主輸出信號和監聽信號；監聽信號輸出給監聽音箱進行監聽，主輸出信號經過分配系統分配以后送給各個錄制系統進行錄制。

如果是直播演播室，還需要做備用的調音臺，話筒信號經過話筒分配器，分成兩路信號，分別輸出給主備調音臺，主備調音臺主輸出經過二選一，輸出后送給錄制系統進行錄制。

5. 設備選型

5.1 攝像系統的選型

在攝像機的選型方面，首先要考慮攝像機的數量，如果是單人新聞播報類的小型演播室，配置 2臺攝像機就可以了，如果是要完成3～4人的訪談類節目的錄制，就需要配置4～5臺的攝像機，如果是大型綜藝節目的錄制，那最少需要7～8臺攝像機來完成錄制。

接著需要考慮攝像機的類型[5]，是選擇專用的演播室攝像機還是選擇攝錄一體機。如果選擇演播室專用錄像機的話，機頭和基站之間有專門的電纜或者光纜來連接，傳輸的信號質量更高，更穩定，可以很方便地實現通話、TALLY、同步等功能，但是演播室專用攝像機的造價一般較高，而且沒有帶倉、卡槽等錄制系統，只能在演播室配合其他錄制、切換設備一起使用；如果選擇的是攝錄一體機的話，由于攝錄一體機沒有專門的攝像機基站，信號需要通過攝像機的BNC輸出口，直接送到切換臺進行切換、錄制，攝錄一體機的優勢在于能夠在各種環境下靈活使用：既能夠在演播廳內拍攝，又能夠單獨外出拍攝，劣勢在于由于是靠視頻電纜傳輸的信號，要實現通話、TALLY功能需要另外增加設備來完成，要實現系統同步還需要單獨再用一根電纜給攝像機作為同步線，并且由于視頻線的衰減比較大，在長距離（100米）傳輸時，信號質量有所下降。

江蘇開放大學新建的演播室由于機器需要外拍，所以在攝像機的選擇方面，選擇了3臺索尼的PMW-EX350攝錄一體機作為主攝像機，另外選擇了一臺PMW-EX280攝像機作為小搖臂使用機器，做演播室信號的補充，使導演的調度更加靈活。

5.2 切換臺的選型

切換臺做為演播室視頻系統的核心設備[5]，需要它完成主要的制作功能，比如節目切換功能、摳像功能、幀同步功能、畫中畫功能、TALLY提示功能等。所以在切換臺選型時主要需要考慮如下幾個因素：1.首先要考慮切換臺有幾路視頻信號輸入，是否需要輸入VGA/DVI等信號；2.考慮切換臺帶幾路幀同步信號，幾路上下變換的通道，確保攝像機及其他外來信號的鎖相；3.是否帶有多畫面輸出，確保能夠方便的輸出一個多畫面信號進行監看；4.有幾路鍵信號，鍵信號的多少決定了切換臺能夠實現摳像、畫中畫以及上字幕的能力；5.還要考慮切換臺的品牌、市場占有率及售后服務等其他周邊因素。

江蘇開放大學新建的演播室在選擇切換臺時，開始選擇了ROSS的CrossOver Solo切換臺，但是經過試用以后，發現這款切換臺只有4路幀同步信號，不能滿足演播室攝像機及其他設備的同步需要，且不帶VGA/DVI信號，如果需要將 DVI信號送進系統，還需要將DVI信號轉換成 HDSDI信號以后才能進入系統，并且輸出的多畫面信號為 HDSDI信號，只有高清監視器才能監看，增加了成本。后經過比較，選擇了松下的AV-HS410A高清視頻切換臺，這款切換臺有8路HDSDI輸入，1路VGA/DVI輸入，并且全部輸入都帶幀同步，多畫面輸出信號為 DVI輸出，可以直接送到顯示器進行多畫面監看。這款切換臺還自帶一個5寸的液晶屏，可以方便的更改系統的設置。

5.3 錄制設備的選型

錄制設備的選型主要取決于錄制格式、存儲介質：是錄制高清、標清或者模擬信號；是采用磁帶、P2卡還是藍光光盤來進行錄制。

江蘇開放大學新建演播室開始采用的是非編和硬盤錄像機結合的方式。選擇了大洋的 D3-EDIT非編和 BLACK MAGIC的硬盤錄像機，后發現BLACK MAGIC的硬盤錄像機只能錄制高清加嵌信號，并且錄制的信號格式不能滿足原有非編的制作需求，所以更改為2臺非編加磁帶錄像機的錄制方式。主要是用非編進行錄制，錄制后直接剪輯，節約了上載的時間，磁帶錄像機作為備份使用。

5.4 音頻設備的選型

音頻設備中主要就是話筒和調音臺的選型。

演播室話筒從傳輸方式上一般分為有線和無線兩種。一般站播方式或者需要移動的播音采用的是無線領夾話筒，這種話筒指向性強，靈活方便；唱歌一般采用的是無線手持話筒，這種話筒音域寬廣，抗干擾能力強；播報新聞一般采用桌面式的播音話筒，這種話筒可靠性好，收音清晰。

調音臺現在一般分為數字調音臺和模擬調音臺兩種，數字調音臺采用數字量化，對音頻信號衰減小，操作方便，指標控制更加精確；模擬調音臺更加直觀，成本較低，但是抗干擾能力較差，不能直接輸入AES/EBU信號。

江蘇開放大學新建演播室配置了 3套索尼的 UWP-V1無線領夾話筒，這款話筒是全指向型話筒，既能夠滿足演播室的錄制節目的需求，又能夠更好地和攝像機結合，滿足外拍的需求。調音臺選擇的是YAMAHA的01v96 i數字調音臺，這款調音臺標配16路模擬音頻輸入，一路主輸出，一路監聽輸出，可以增加板卡擴展輸入輸出，滿足演播室當前需求以及將來發展的需要。

6．演播室系統的調試與使用

6.1 系統電源的加載

演播室系統在完成安裝后，需要進行加電調試，其步驟為：

（1）系統電源加載前應確認所有設備均為關閉狀態；

（2）系統電源加載前應從新確認電源的火、零、地的方向是否正確，電壓是否正常；

（3）應確認所有設備是否為中國標準市電方式；

（4）檢查所有設備的插板是否牢固、無松動；

（5）檢查所有的接插頭是否無搭接現象；

（6）在所有設備關閉的情況下加電，檢查有無短路、斷路現象；

（7）設備逐一加電，并注意觀察設備的啟動情況；

6.2 視音頻系統的調試

在所有設備加電單機測試沒有問題以后，就要進入信號測試流程，流程為：

（1）將攝像機完成黑平衡和白平衡的處理，如果信號顏色還有差別，通過攝像機菜單進行微調處理，確保所有攝像機輸出的信號色溫相同；

（2）完成對切換臺的設置，包括系統格式是高清還是標清，AUX輸出口分別配置哪些輸出，TALLY信號的分配等；

（3）完成調音臺的設置，包括配置輸出信號的性質以及是否需要延時等；

（4）檢查所有通道的信號是否正常；

（5）檢查所有通道的信號是否有干擾，包括交流干擾等；

（6）檢查所有設備同時工作的狀態是否正常；

（7）按照揭露錄制流程進行節目錄制的預演，發現問題及時解決；

（8）檢查系統是否同步，看切換信號時有無跳動現象；

7．小結

本文設計了一個開放大學演播室的系統集成的方案，系統配合上舞美和燈光，就可以節目錄制了。江蘇開放大學的演播系統經過安裝、調試后，已經在2013年6月中旬投入使用，演播系統拍攝的開放大學欄目也在2013年7月1日正式開播，欄目開播以來，收到中老年觀眾的普遍歡迎，收視率節節攀升，取得了較大社會效益。

[1] 陳格平. 小型EFP數字視頻系統的設計[J]. 廣播與電視技術，2002，（6）.

[2] 徐勁松，易志軍，繆龍. 小型訪談類演播室的設計和集成[J]. 視聽界（廣播電視技術），2009，（4）.

[3] 樂文華. 數字多訊道校區教學演播系統設計[J]. 電聲技術，2013，（10）.

[4] 段天學. 虛擬演播室背景及燈光設計[J]. 中國傳媒科技，2013，（18）.

[5] 鄒志光. 高清虛擬直播演播室系統的構建[J]. 現代電視技術，2013，（8）.