黨校報告廳視頻制作系統設計方案解析

李江韡

摘 要：近年來，視頻制作系統越來越多的應用于學校報告廳并逐漸成為體現一所學校信息化建設成果的重要窗口，該文以紹興市委黨校報告廳為案例，對黨校報告廳的視頻制作系統的設計方案進行剖析，從系統整體理念構想、EFP系統、視頻信號處理系統、視頻信號播出系統等四個創新點出發，全面解析視頻制作系統的整體設計理念。

關鍵詞：報告廳；弱電系統；視頻制作系統

近年來，伴隨著黨校各項事業的發展，信息化建設逐漸的進入了黨校的發展議程。在這個過程中，承擔著召開重要會議，舉行重要課程的報告廳濃縮了黨校信息化建設的主要成果，逐漸成為體現一所黨校信息化建設成果的重要窗口之一。基于以上出發點，我校的報告廳在興建之初便按照高標準、高要求進行了弱電系統設計，本文主要對我校報告廳整體弱電系統設計中的視頻制作系統的設計方案（如圖1）進行剖析，從系統整體理念構想、EFP系統、視頻信號處理系統、視頻信號播出系統等四個創新點出發，全面解析視頻制作系統的整體設計方案。

一、視頻制作系統的整體理念創新

目前來說，傳統意義的報告廳在視頻制作系統的設計上存在很多缺陷，一般采用會議攝像頭進行現場畫面的捕捉，然后通過復合信號線將會議攝像頭拍攝的模擬視頻信號傳輸到中控室的AV矩陣，再通過AV矩陣將模擬視頻信號傳輸到投影儀等視頻畫面輸出設備和記錄系統進行記錄，這樣的視頻制作系統拍攝的信號質量差，畫面呆板，不能滿足會議和課程的需要。因此，我們在進行視頻制作系統設計之初，就摒棄了上述的設計理念，按照高標準的技術指標進行了視頻制作系統的開發和設計，在其中不乏創新點。

首先，將整個視頻制作系統分為三個子系統，分別為EFP系統（多機位電視節目制作系統）、視頻信號處理系統和視頻信號播出系統。其中EFP系統主要是通過多機位的配合完成現場視頻信號和VGA信號的捕捉與生成，同時還具有視音頻信號的存儲功能；視頻信號處理系統主要負責將EFP系統輸出的視頻信號、VGA信號、有線電視信號和DVD信號統一轉為成為RGBHV信號，然后經過RGBHV矩陣統一輸出到視頻播出系統；視頻信號播出系統主要負責將RGBHV矩陣輸出的視頻信號高保真度的輸出到顯示設備中，呈現給現場的受眾，視頻播出系統主要包括兩套4平方米LED顯示屏（4mm）、一套工程投影儀和三臺等離子電視。

其次，完備的硬件配置讓我們在視頻信號的選擇和傳輸上有了很大的空間，可以去實現更好的畫面效果。在EFP系統中我們選用的是電視業界統一使用的廣播級SDI信號，并且做到了高標清兼容，實現了最大限度保證現場畫面的真實還原；在視頻信號處理系統中，采用的轉換器全部為廣播級視頻轉換器，將各種視頻信號全部統一轉換為RGBHV信號，盡量做到畫面質量低損耗；在視頻信號播出系統中，投影儀和等離子電視都是RGBHV型號直接輸入，而LED大屏是將RGBHV信號經過專業的視頻處理器進行處理，通過六類網線傳輸到LED大屏。

最后，在整個系統的設計過程中，除了在技術上將影視技術融入到系統中，還考慮到系統的使用過程中要充分發揮電視畫面的藝術性和使用者的主觀創造性。例如，EFP系統中三臺廣播級攝像機都是需要攝像師操作的，每臺攝像機都可以根據現場光線條件、主席臺布局等實際情況調節各項參數，并且在弱電施工過程中提前給三臺攝像機預留了十個機位點，可以很好的保證畫面質量，此外，視頻特技切換臺有一名導播進行電視畫面切換控制，通過導播和攝像師配合，可以根據現場的氛圍控制畫面的節奏，創造出完美的畫面效果。

二、EFP系統

EFP系統是多機位電視節目制作系統的簡稱，這是整個視頻制作系統的第一個創新點，我們將電視臺演播室的視頻制作理念引入到了報告廳中。以往的報告廳一般采用會議攝像頭來采集現場畫面，然后輸入到硬盤記錄系統和現場的播出系統，這種方案存在很多弊端，如畫面質量差，機位不靈活（一般固定架在高處），構圖不美觀，攝像機的曝光、色溫參數沒法調整導致畫面偏色等等，鑒于這些缺點，我們在視頻制作系統方案設計之初就否定了采用會議攝像機，而是采用了多機位電視節目制作系統（EFP）。EFP系統應用最多是電視臺的大型演播室和電視節目轉播車中，整個EFP系統主要包括攝像機、視頻特技切換臺、監視單元、記錄單元、內部對講單元。在具體的設備選擇上我們經過多次比對各型號的設備的性能，較好的整合了我校目前已有的電視節目制作設備，取得了最大的性價比。

1.攝像機

攝像機在整個視頻制作系統中起到基石的作用，攝像機的性能指標將直接關系到視頻畫面的質量，因此在攝像機的選擇上要在滿足系統需要的基礎上選擇性價比最高的。在綜合了各項因素和目前已有設備的基礎上選擇了兩臺索尼的HVR-S270C高標清攝像機和一臺松下AW-HE50SMC高標清網絡攝像機。索尼的HVR-S270C是專業級的高標清兼容攝像機，3片1/3英寸的CMOS感光器件讓其應有良好的色彩還原能力，能夠完全承擔報告廳的各種拍攝任務，這兩臺攝像機中，有一臺是機位固定，負責會場的全景和主講人的中近景，兩外一臺是移動機位，負責觀眾和細節鏡頭的捕捉；松下的AW-HE50SMC高標清網絡攝像機可以通過IP協議控制其各項參數，是一款廣播級高標清網絡攝像機，其畫面效果符合廣播電視節目的播出的要求。這三臺攝像機的視頻信號全部通過SDI線纜傳輸到視頻特技切換臺。

2.電腦VGA信號

在系統設計方案中，將教師電腦的VGA信號作為一路信號源輸入到視頻特技切換臺中，之所以這樣做是出于對整體課程編輯錄制的考慮，將電腦的VGA信號和三路攝像機信號都輸入到視頻特技切換臺中，在教師授課過程中，通過視頻特技切換臺完成課程的編輯，大大提高了的課程后期編輯的效率。為了實現這一方案設計，我們在系統中加入一個VGA轉DVI的視頻轉換器，然后將DVI信號輸入到視頻特技切換臺中（切換臺兼容DVI信號輸入），通過多次使用，這一方案取得較好效果。

3.視頻特技切換臺

視頻特技切換臺是整個EFP系統的核心，所有的輸入信號都要經過它的處理再輸出。經過多方比較，最終選擇了松下的AV-HS400AMC高標清視頻特技切換臺，它支持四路SD（HD）-SDI信號和一路DVI信號輸入，并且內置分屏監視功能，只要一臺監視器就可以監視所有攝像機的輸入信號和視頻特技切換臺的輸出信號，這樣就可以大大的節約成本。在實際使用過程中，信號的輸入有三路攝像機信號和一路電腦VGA信號，信號的輸出有一路分屏監視SDI信號進監視器，一路總輸出SDI信號進錄像機，另外一路總輸出的SDI信號進視頻信號處理系統，經過信號的轉換后輸出到會議現場的各種輸出設備中。

4.其他設備

EFP系統除了上述三部分之外還有視頻監視器，錄像機和內部通話系統組成，視頻監視器選用的是索尼的LMD-1510W，錄像機是索尼的HVR-1500A，內部通話系統是好易通的LS-500S對講機，這三部分都是整合我校現有設備資源，將已有設備整合到EFP系統中，這樣降低了設計成本，讓設計方案更具可行性。

經過多次實踐證明，整套EFP系統的整體性能穩定，信號質量和畫面效果都很好，此外，這套EFP系統還具有一下兩點優勢：一是整套EFP系統組裝快捷，不僅可以在報告廳中使用，也可以在普通的教室中快速完成組裝使用，更好的適用于學校教學資源片的拍攝編輯工作，提高了后期編輯的效率；二是整套EFP系統同時兼容標高清信號，這為以后系統的升級留出了空間，節約了成本，例如，系統要升級畫面質量，只需要更換攝像機即可，其他的部分不用更換，單個部分的升級可以大大提升系統的整體性能。

三、視頻信號傳輸處理系統

視頻信號傳輸處理系統在整個視頻制作系統中起到了中心樞紐的作用，但由于經費預算有限，此次視頻信號傳輸處理系統中的核心交換矩陣還是采用的RGBHV模式信號處理模式，因此在該模塊中的設計難點主要有：一是視頻信號經過長距離傳輸以后的衰減問題；二是不同視頻信號的轉換兼容問題；三是如何為以后的高清數字信號升級預留空間。

首先，報告廳的建筑面積一般比較大，各種視頻信號的前段傳輸距離會很長，模擬信號一般經過40-50米的傳輸距離以后信號質量會大幅衰減，極易受到電磁干擾，產生噪點和條紋，影響畫面質量，因此，在本次視頻信號傳輸處理系統的設計中，長距離信號傳輸部分全部采用數字信號，例如，攝像機視頻的SDI信號通過高清同軸電纜傳輸，有效傳輸距離200米，電腦的VGA信號經過光模轉換通過光纖傳輸到音控室，這樣就大大減少了視頻信號在傳輸過程中的衰減損失，同時視頻信號傳輸處理系統中的主要硬件設備都有對信號進行放大的功能，在最大限度的減少了視頻信號在傳輸和處理過程中的損失，實現了最大的信噪比，取得了較好的效果。

其次，對于不同視頻信號的兼容問題，解決思路是將各種視頻設備輸出的視頻信號通過多種視頻轉換器轉換為統一的RGBHV信號，然后經過RGBHV矩陣輸出到視頻播出系統中。整個系統中輸入到視頻信號處理系統的信號主要有EFP系統的SDI信號、電腦的VGA信號、DVD播放機的分量視頻信號和有線電視的復合視頻信號等。根據上述信號處理的需要，視頻信號處理系統主要包括以下硬件設備：

（1）VGA矩陣（訊維XW-VG0404），這是一款4進4出的VGA切換矩陣，主要負責將教師電腦的VGA信號分兩路，一路進視頻特技切換臺，一路進RGBHV矩陣。

（2）SD（HD）-SDI轉RGBHV轉換器（克萊默FC-41），負責將EFP系統輸出的高標清SDI信號轉換為RGBHV信號。

（3）SD（HD）-模擬分量轉RGBHV轉換器（克萊默VP-423），負責將DVD播放機輸出的高標清模擬分量信號轉換為RGBHV信號。

（4）復合信號轉RGBHV轉換器（訊維XW-AVVG101），負責將有線電視的復合信號轉化為RGBHV信號。

（5）RGBHV矩陣（訊維XW-RG1616），這是一款16路進16路出的RGBHV矩陣，負責將系統中所有的RGBHV信號進行整合，按照使用的需要分別輸出到不同的視頻顯示設備。

最后，針對系統升級問題，應首先根據實際使用情況明確今后的升級目標，在本次系統方案設計之初，項目組就確定了下一次的升級目標：高清數字信號，因此在前期弱電布線和視頻信號轉換設備選購上已完成提前謀劃，例如，在攝像機型號的選擇上，采用的是高標清兼容的型號，輸出的視頻信號是SDI數字信號；在埋入地下的信號輸入輸出線纜中，全部采用的是傳輸數字信號的高清同軸電纜、光纖和六類網線等，等將來進行系統升級時，將RGBHV矩陣更換為HDMI矩陣，將上述轉換器更換為相應的HDMI信號轉換器即可，這樣可以大大解決系統升級改造的成本。

四、視頻信號播出系統

視頻信號播出系統是視頻制作系統的最終呈現終端，視頻信號播出系統的設計創新點有二：其一，在于大膽引入了多種顯示設備，包括兩塊4平方米的LED屏幕（4mm），一臺工程投影儀和三臺等離子電視；其二，上述的六臺顯示設備要顯示的內容可以有控制人員進行控制，既可以顯示相同內容又可以顯示不同內容，如可以讓所有屏幕都顯示EFP系統的現場主講人畫面，又可以只讓LED大屏顯示主講人畫面，投影儀投映主講人的PPT畫面，等離子電視顯示報告題目及主講人信息等。

在視頻信號播出系統中，工程投影儀和等離子電視是利用光模轉換，通過光纖與RGBHV矩陣直接相連，而兩塊LED屏幕是通過其專用的視頻處理器將RGBHV信號進行處理后通過六類網線傳輸到LED大屏。

五、結語

報告廳的視頻制作系統在方案設計階段聽取了多方建議，進行了多次修改，系統建成后經過多次使用取得了較好的效果，但其中也存在著許多問題，如在細節部分還存在一些瑕疵，視頻信號經過多次轉換傳輸存在衰減現象等，我們目前也在進一步完善中，研究解決方案，爭取讓其發揮最大功效。