“小空間、低成本”視頻直播訪談室搭建方案探討

摘? 要：近年來，隨著計算機、互聯網、移動通信、廣播電視技術的不斷發展，我們迎來了以短視頻、移動客戶端視頻直播為主流的新媒體時代。越來越多非電視臺單位、機構或民營公司由于業務發展，需要搭建小型視頻訪談室，可以說，高清甚至4K超高清訪談室已經越來越“平民化”，而不顯得那么“高大上”。本文通過介紹新華社深圳特區支社建設的高清視頻訪談室的各項主要功能，分析如何在“小空間、低成本”的前提下搭建訪談室系統，實現包括攝像、切像、錄像、推流、摳像、字幕、調音、通話、提示、非編、配音、調光等功能，并就該類型訪談室設計方案中可能碰到的技術問題進行探討。

關鍵詞：視頻直播;訪談室;NDI? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 中圖分類號：TP311.52? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1671-0134（2020）07-118-04? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.19483/j.cnki.11-4653/n.2020.07.034

本文著錄格式：劉康華.“小空間、低成本”視頻直播訪談室搭建方案探討[J].中國傳媒科技，2020（7）：118-121.

1.項目概況

深圳毗鄰港澳，作為我國最早也是最成功的經濟特區之一，是我國改革開放的前沿陣地，經過多年的發展，已經深度融入世界經濟，將對促進粵港澳大灣區城市群的建設發揮重要作用。近年來，媒體融合及跨界傳播趨勢日益增長，為加快建設國際一流的新型世界性通訊社，加強深圳特區媒體融合報道技術力量，總社于2018年批復建設深圳特區支社高清視頻訪談室。

項目總預算不到一百萬，其中視音頻設備包括攝像機及配件、視頻切換系統、音頻系統、通話提示系統等，后期編輯設備包括非線性編輯工作站、音頻編輯工作站等，配置專業影視燈光，聲學裝飾，安裝空調風機、電氣設施，并設計安裝訪談背景。訪談室位于大廈高層，利用原有舊的辦公室空間進行改造，整個空間的長寬高尺寸約為7米×5米×3米（面積約35平方米）。顯然，在如此“精致”的空間，既要兼顧聲學指標，又要布置燈光內飾、設計背景，還要考慮消防噴淋頭和空調冷凝管、出風口位置，施工很有難度。雖然是小型視頻訪談室，但麻雀雖小五臟俱全，可實現的功能包括攝像、切像、錄像、推流、摳像、字幕、調音、通話、提示、非編、配音、調光等。

2.主要功能介紹

2.1空間布局

訪談室面積不到35平方米，充分考慮訪談室的實用性，兼顧現有空間的面積、地理位置等因素，設置兩個訪談區域，主區采用實體背景墻和訪談桌的形式，側面（靠玻璃外墻）可作為輔助訪談區。主背景區域采用雙攝像主機位拍攝，結合提詞器和背景65寸電視機，實現主持人現場播報或與嘉賓互動訪談。側面背靠35層高的玻璃外墻，可眺望天空及深圳地標高樓，日常可作為訪談背景使用。在側邊同時配置電動三色背景卷幕，按需要打開，通過切換系統自帶色鍵功能或后期非編軟件對背景摳像合成，實現單機位播報，可大幅提高空間利用率。平面布局見圖1，實景見圖2、圖3、圖4。

2.2攝像機選型

配置兩套索尼PXW-FS7M2K 4K超高清攝像機，采用 4K Super 35mm CMOS 成像器，支持以 4K 60p 或全高清拍攝，幀率最高可達到 180 fps，可直接拍攝4K標準色域BT.2020的視頻圖像，色域范圍遠大于普通高清BT.709標準，這一提升對增強畫面色彩層次、過渡銜接方面起關鍵作用。攝像機的HDR標準為我國廣電標準HLG，拍攝時即可直接完成HDR編碼，后期不需專門處理，通過更大的動態范圍和更廣的色彩空間產生更真實的現場感，因此非常合適電視節目制作。由于訪談室面積不大，整體縱深不到7米，安裝完背景后，主持人和鏡頭之間距離最遠不到4米，配置18～110mm變焦范圍的鏡頭已足夠滿足需要。為提高設備使用率，攝像機自帶錄像存儲功能，日常可作單獨外拍使用。訪談室墻上預留視頻接口，最多可支持4路攝像機信號接入系統。

2.3視音頻切換系統

視音頻切換系統是訪談室的核心設備，設計方案時曾經考慮過使用傳統的硬件切換臺+顯示屏的模式，但由于傳統切換臺功能相對單一，一般只支持輸入輸出信號切換、簡單特技通道，也有部分支持格式轉換。這樣還要考慮配置字幕機、圖文包裝設備，格式轉換器等設備，如果要實現推拉流，還可能要專門配置推拉流設備。顯然該方案在預算及空間有限的情況下并不現實。后來經過了解，目前市場上有直接基于Windows平臺下安裝多功能專業切換軟件，再在主機服務器上配置硬件采集卡的方案。

本項目支持超高清視音頻信號輸入的切換系統Livestudio，該系統集成了漢化版的國外主流直播切換平臺Livestream Studio和BMD公司的視音頻采集卡，通過專用的USB快捷切換面板，也可直接使用鼠標鍵盤實現切換，支持5路最高2160p30的SDI或HDMI輸入和1路最高2160p30的SDI或HDMI輸出。內置8路調音臺、2路本地字幕疊加、臺標角標疊加、節目輸入輸出錄制、節目輸出流媒體廣播、視頻摳像等多種功能，可將不同類型的攝像機、手機、電腦等視頻終端，不同分辨率、格式的視音頻信號通過RTMP、NDI等傳輸協議換成標準信號，實現一套設備就能替代原來演播室內多種傳統設備相互連接協作才能完成的功能。輸入視頻信號支持6G-SDI、3G-SDI、HDSDI、SDI、HDMI、VGA等多種格式，可在SDI視頻中解嵌出音頻，并對音頻進行單獨調音。設備具備一定視頻存儲空間，可存儲節目，可對存儲的多種格式視頻素材調出播放并直接切換播出。

2.4音頻和通話提示系統

除了視頻切換系統自帶調音功能外，作為應急備份，系統還配置一臺雅馬哈的小型調音臺，支持16路音頻輸入，另外配置3個播音主持話筒、4個無線話筒、內外監聽音箱、主持返送監聽耳機等音頻設備。利用無線通話系統，主持人和攝像可監聽導播通話，通過攝像機外置的雙色提示燈了解機位切換情況，返送監視器可實時播放現場切出的PGM節目信號。臺詞提示器自帶藍牙控制器，主持人和控制室操作人員均可控制臺詞播放。

2.5錄制和后期編輯系統

視音頻切換系統支持同時4路廣播級質量的本地信號錄制，可自定義設置路徑和錄制碼率，每路碼率最高達到120Mbps，錄制的視頻可直接在切換系統的播放窗口實時播放。為保障錄制安全，配備一臺4K存儲卡錄像機，可支持最高2160p30格式記錄ProRes或DNxHD文件錄制。同時為最大限度滿足實時編輯需求，出于主備考慮，配置兩套Edius 9非線性編輯系統，采用服務器架構，存儲模式采用256G ssd 固態系統硬盤+4TB*2 SATA 素材硬盤，最多可配備8塊硬盤，且支持RAID，確保數據存儲安全。非編支持4K視頻編輯，通過視頻采集卡可實時錄制切換系統輸出的PGM節目信號，另配置一套音頻編輯工作站，包括錄音軟件、聲卡、錄音話筒，實現從前期錄制到后期剪輯、配音等全流程節目生產制作。

2.6網絡現場直播

為滿足新媒體直播報道需要，系統在設計時考慮實現流媒體編碼和推送功能，支持包括RTMP、NDI等多種流媒體傳輸協議，可接收多路RTMP、NDI視頻流，可同時多地址推流，自定義設置RTMP輸出格式和碼率，支持多碼率同時輸出到一個地址、多碼率同時輸出到多個地址，假如網絡條件允許，最高可以同時推25個網絡地址。推流過程中可非常直觀顯示實時推流狀態，生成推流日志，狀態信息包括視頻幀率和碼率。也可通過分社配備的LiveU H.265 HEVC直播編碼設備，借助有線網絡、無線WIFI或4G無線網絡傳送到北京總社新媒體發布平臺完成信號分發，第三方直播平臺再從新媒體發布平臺拉流獲取直播信號。

2.7燈光設計布局

配置25臺新型的LED燈，其中17臺平板燈，8臺聚光燈。色溫從3200K-5600K可調，亮度從0-100%可調而色溫基本保持不變，顯色系數達到95，發光均勻、發熱少。由于層高只有3米，中間還分布有空調管和消防噴淋頭，不適合安裝導軌，要實現兩個訪談區合用，又要盡量減少操作人員工作量，這對平板燈的尺寸、噪聲和布局都有非常高的要求，平板燈采用自然冷確散熱方式，無風扇噪音，尺寸只有38cmX31cmX9cm，可最大限度避開攝像機位，且基本覆蓋兩個訪談區域。

3.NDI協議的技術優勢：

該項目預算有限，在設計中需綜合考慮先進性、經濟性、兼容性和可擴展性，尤其對于核心設備的選型，在對市場上的產品進行充分調研后，基于對視頻制作行業發展趨勢的分析，最終考慮集成NDI協議的多功能切換系統，可同時支持多路NDI信號的輸入輸出。隨著業內越來越多廠家設備支持NDI協議，將更有利于整個系統日后功能的擴展。

NDI是Network Device Interface的簡稱，由美國NewTek公司于2015年推出的版權免費的標準，可使兼容的視頻產品以高質量、低延遲、精確到幀的方式通訊、傳輸和接收廣播級質量的視音頻，支持Alpha通道、雙向設備控制，自帶通道信息，所以疊加字幕、包裝圖文不用像傳統切換臺一樣需要Fill+Key信號，而是直接識別透明通道進行疊加。

NDI技術優勢在于可以將HDMI或SDI視頻信號在IP工作流中實現低延時高質量雙向轉換。充分利用現有的網絡基礎設施，借助有線網絡或無線WIFI網絡進行視頻傳輸，減少布線成本和部署時間，在局域網內的一個設備可通過一根網線輸出或接收多個NDI信號，非常適合演播室、現場多機位視頻直播的制作需求。使得視音頻數據在IP空間進行簡捷高效的傳輸成為現實，這一特性和應用將在很大程度上取代目前行業特定的有線連接和傳輸模式（比如HDMI、SDI等）。

由于NDI協議版權免費，已經被全球很多軟件及硬件產品兼容。任何人在任何地點，只要有網絡都可以使系統和設備通過IP網絡進行連接和通信，從而創建基于IP的視音頻生產環境，并對視頻、音頻和其他數據進行共享訪問。

可以說，隨著5G技術的高速發展，我國互聯網寬帶速率的不斷提高，基于IP傳輸方式的電視制作、直播方案已經日益占領市場，且有逐漸成為行業主流的勢頭。在近期央視5G媒體應用實驗室搭建的4K IP切換系統中，包括4K信號實時回傳、4K信號協議轉換、4K IP切換制作、4K多畫面監看和直播發布等子系統，整個系統采用IP化架構，以NDI流為核心，通過編解碼、網絡協議轉換，全面兼容目前演播室的4×3G SDI 4K基帶電視信號。

經NDI協議傳輸的視音頻流都基于網絡，比如單個1080p60的全NDI流可能需要125Mbps，單個2160p60的全NDI流則需要250Mbps。對于視頻傳輸有高質量要求，且需采用全NDI進行編碼和傳輸的，則可能受本地網絡帶寬限制，如千兆以太網僅能同時傳輸幾個全NDI源。為了提高傳輸效率，適應更多信號接入，現在有了NDI|HX，相當于全NDI的低帶寬版本，使用高度壓縮的Long-GOP H.264編碼，但與全NDI相比，NDI|HX會產生更多延時，延時大小取決于所采用的設備、幀速率、視頻分辨率和網絡條件等。不同的全NDI源對應的大概帶寬需求見表：

4.問題與思考

采用傳統PC平臺+專業切換軟件這種方式搭建的直播平臺，優點是功能齊全，有的功能還可通過后期版本升級逐漸增加，但并不是像有的廠家說的那么無所不能，只有優點沒有缺點的，筆者認為，在同類系統設計中需要考慮以下問題：

4.1 PC平臺的硬件處理性能問題

由于直播平臺同時接入多路SDI、HDMI高清甚至4K超高清視頻信號，雖然有多塊專業視頻處理板卡支持，但是對主板、內存、CPU和硬盤運行速度的要求是非常高的，尤其在摳像、字幕角標、多通道同時高碼率錄制、播放、多路推流拉流等高耗資源型的進程同時運行時，很容易出現宕機，造成直播安全事故， 因此對PC平臺軟硬件的穩定性要求比較高，而且通常只有PC平臺作為單一節點，要在推流前端做備份難度比較大，有條件的話，可考慮主備雙路設備同時推流。而在傳統切換系統中，通過配備硬件切換、硬件色鍵處理摳像、硬件推流、外置錄像機、應急切換矩陣等設備，出現這種問題的幾率相對較低。

4.2聲畫不同步問題

項目搭建過程中，安裝工程師把多路視頻信號接入到切換系統主機，經切換系統處理后輸出，桌面話筒作為音頻信號源接入到調音臺，通過調音臺混音后輸出，最后把輸出的視頻和音頻通過嵌入器形成PGM SDI信號（帶音頻），再經視頻分配器分發到非編和錄像機等設備，在系統搭建完畢后，進行錄制測試，始終出現明顯的聲畫不同步，剛開始以為是錄制設備有問題，后來發現問題的根源在于視頻、音頻設備處理的時間長短不一致。經測算，視頻處理時間比音頻處理時間長接近500ms。解決辦法有三種，分別是：

方案一：把調音臺的音頻總輸出接入到某一路攝像機，通過攝像機實現音頻同步嵌入，見圖5。

方案二：在調音臺總輸出增加音頻延時器，延時調整后再接到嵌入器，與視頻實現同步，見圖6。

方案三：把已接入調音臺總輸出的嵌入器放在視頻切換系統前端作為“SDI視頻”信號源，通過切換系統調整延時實現同步，見圖7。

本系統采用方案三的辦法解決，由于切換系統自帶音頻延時調整（最多支持2000ms），通過對嵌入器輸出“SDI視頻”的內?音頻延時調整后，切換系統的PGM帶音頻輸出的聲畫不同步問題得以解決，但需占用切換系統的一個視頻輸入通道和操作系統部分運行資源。

5.后記

本項目只是小型視頻訪談室系統搭建的一個例子，隨著計算機、互聯網、移動通信和廣播電視技術的不斷發展，搭建這類多功能直播系統的門檻將越來越低，使用操作也更加便利，需要的操作人員也相對傳統演播室系統大幅減少。當然，由于該系統使用時間不長，個人總結的經驗畢竟有限，可能有描述不夠全面或不夠準確的地方，請讀者包涵，僅當拋磚引玉，期待未來出現更多“小空間、低成本”的視頻直播訪談室搭建方案。

[1]汪波.4K IP切換系統在5G媒體集成制作中的應用[J]. 現代電視技術，2019（06）：94-98.

作者簡介：劉康華（1984-），男，廣東中山，技術中心副主任，研究方向：廣播電視工程 通信工程。