非線性編輯在電視節目制作中的應用與發展

孫東方

（亳州廣播電視臺，安徽 亳州 236800）

0 引 言

全面數字化是電視技術的重要發展方向，非線性編輯是電視節目制作的重要形式。5G（第五代移動通信技術）、虛擬現實（Virtual Reality，VR）、增強現實（Augmented Reality，AR）、人工智能（Artificial Intelligence，AI）、拓 展 現 實（Extended Reality，XR）、計算機動畫（CG）等數字技術的發展，豐富了非線性編輯系統的功能。當前，我國非線性編輯系統基本實現國產化，以中科大洋、索貝、新奧特為代表的國內廠商，占據我國非線性編輯系統的絕大部分市場份額，也推動了電視節目制作技術的迭代升級。本文主要針對非線性編輯在電視節目制作中的應用與發展展開深入探討。新一代非線性編輯系統集合5G、超高清、云計算、VR、AR等技術，實現了更加全面的業務整合、更加豐富的編輯模式。支持4K/8K超高清的非線性編輯也成為重要發展趨勢。

1 非線性編輯技術概述

1.1 非線性編輯技術的概念

所謂非線性編輯（Nonlinear Edit），是相對于線性編輯（linear editing）而言，在通過計算機軟件進行素材編輯時,可以不按時間順序與素材長短順序進行編輯，能夠隨意改變素材編輯順序。非線性編輯需要結合視音頻軟件與硬件設備，構成整個非線性編輯系統，助力電影、電視、廣告及視頻等制作工作。通過非線性編輯軟件能夠完成素材采集、素材編輯、特技處理、字幕制作、輸出和生成等一系列制作流程。非線性編輯在廣播電視節目制作領域的廣泛應用，推動了廣播電視行業的新發展。

1.2 非線性編輯技術的特點

非線性編輯與線性編輯相比有明顯的優勢。第一，信號質量高。非線性編輯通過專業軟件與系統完成編輯工作，不存在信號磨損等現象。線性編輯通常使用卡帶記錄方式，編輯過程中卡帶容易產生摩擦，進而造成音頻與視頻的磨損。第二，開放的格式支持能力。非線性編輯適用多格式混編，支持4K/8K編輯，無需做任何的格式轉碼、幀率變換，滿足多格式節目剪輯要求。第三，大規模網絡化制作。非線性編輯適用于大規模網絡化制作，通過規模化組網，以中央存儲為核心進行網絡化制作，最大限度提升資源利用率。

2 非線性編輯技術的發展歷程

2.1 硬件非線性編輯時代

非線性編輯發展的初期階段是計算機（配以專用板卡和高速硬盤）為主的硬件平臺，完成視音頻編輯、特技、動畫、字幕制作等工作。代表產品有Matrox公司的Digisuite系列非線編板卡和Pinnacle公司的Reel Time系列非線性編輯板卡硬件。非線性編輯系統設備簡單，價格相比線性編輯系統便宜，系統兼容性較強，但是受專用板卡與高速硬盤自身性能影響，系統容易出現卡頓現象，性能不穩定，運維成本較高。除了硬件板卡的非線性編輯，還有一種無卡軟編系統，這種模式類似CPU+GPU架構，主要工作還是由CPU完成。此種無卡軟編系統的優勢是無需專用硬件，成本相對較低，但是在當時，CPU性能有限，無卡軟編系統的功能、性能與專用板卡存在差距，因此實際應用場景并不多。

2.2 軟件非線性編輯時代

計算機性能的提升推動了非線性編輯的發展。高配計算機的性能已經超過專用硬件板卡，CPU+GPU架構的軟件非線性編輯逐漸成為主流。CPU+GPU內部架構分為計算單元、存儲單元及控制單元。軟件非線性編輯的渲染效率、算法、特效質量都有明顯提升，支持電影作品、電視綜藝、新聞節目及專題等多種制作場景。與硬件非線性編輯相比，軟件非線性編輯的性能更加顯著，主流非線性編輯能夠實現高清編輯、三維特效輸出等功能。CPU+GPU架構的軟件非線性編輯可擴展性更強，是基于計算機軟件的操作系統。計算機配置的提升有助于軟件非線性編輯功能、性能的提升，支持更多格式、更多特效的制作需求。軟件非線性編輯系統的穩定性更強，無論是軟件側還是硬件側都有明顯改善，維護成本更低。軟件非線性編輯系統更加靈活，支持廣播級與非廣播級格式、互聯網新興媒體格式等多格式，無需轉碼與幀率變換，即可實現源文件解碼編輯。軟件非線性編輯系統能夠自動識別超高清素材的原始色彩空間和伽馬曲線，通過自動化色彩管理技術，編輯幾十種色彩空間及伽馬曲線，同時還支持不同幅面的視頻編輯，如標清（Standard Definition，SD）、高清（High Definition，HD）、4K、8K視頻的16∶9，4∶3，1∶1及豎屏[1]。

2.3 網絡化非線性編輯時代

互聯網時代，非線性編輯迎來新的發展，適用大規模網絡化的非線性編輯成為主流。借助互聯網的存儲、傳輸等優勢，實現以中央存儲為核心的網絡化制作。多臺機器通過中央存儲共享資源，改變了傳統非線性編輯的單臺作業模式。網絡化非線性編輯系統支持高低碼率套編，現場快速編輯低質量文件，后臺制作中心完成高質量文件的送播與合成工作。這種編輯方式提升了高碼率素材的編輯效率。另外，網絡化非線性編輯使用多鏡頭剪輯技術，能夠壓縮海量鏡頭進行線上編輯，實現一鍵式多鏡頭編輯，提升后期鏡頭剪輯效率。最后，網絡化非線性編輯支持文件高效合成，能夠直接讀寫壓縮數據，分段合成效率大幅度提升。

2.4 新技術融合非線性編輯時代

5G、人工智能、大數據及云計算等技術的發展，推動了非線性編輯的迭代升級。以多種新技術融合的非線性編輯時代來臨，如5G技術支持下的VR/AR編輯。5G具備高速率、低時延和大連接特點，推動了超高清視頻與VR/AR技術的發展。云技術的發展推動了移動云端非線性編輯系統的應用。傳統的非線性編輯模式相對固定，在云技術支持下，非線性編輯可通過PC、智能手機等完成操作。移動云端非線性編輯系統可以穩定、快速、高效運行，云計算技術能夠保證節目素材的遠程異地傳輸，對各數據與系統狀況進行云端監控，通過遠程監控、遠程操作完成節目制作。AI智能編輯發展迅速，人工智能與非線性編輯的結合，能夠實現自動視頻剪輯、智能去臺標、智能聽寫、智能唱詞以及智能拆條等智能處理功能，提升節目編輯效率[2]。

3 非線性編輯在電視節目制作中的應用與發展

3.1 非線性編輯在綜藝節目制作中的應用與發展

綜藝類電視節目包括音樂、戲曲、小品等多種藝術表演形式，以歌舞晚會、戶外真人秀、劇情類真人秀、訪談類真人秀等多樣節目形式呈現。非線性編輯在綜藝節目中有廣泛的應用空間。國內主流的非線性編輯軟件有大洋、索貝、新奧特等。以中科大洋D3-Edit5非編軟件為例，其支持4K/8K HDR節目制作，通過人工智能，智能化、自動化完成視音頻一體化制作，能夠解決4K/8K超高清節目制作數據量大、流程復雜、生產效率低問題[3]，當前主要應用于中央廣播電視臺、遼寧廣播電視集團省級技術平臺，重慶廣播電視集團（總臺）等，在中央廣播電視總臺2021年春晚、2022年春晚，重慶廣播電視集團（總臺）2021年春晚等節目中都有應用，能夠提供超高清內容生產導入、剪輯、字幕、特效、調色、包裝、音頻、監看及輸出等全流程技術支持，提高綜藝節目制作效率[4]。

3.2 非線性編輯在新聞節目制作中的應用與發展

在新聞節目制作中，非線性編輯也有廣泛應用。以新奧特公司為例，該公司主要的非線性編輯軟件有天鷹Aquila云非編系統、天琴新聞云快編、HIMALAYA 8K超高清非線性編輯系統等，應用于上海SMG融合新聞指揮中心、湖南廣播電視臺新聞中心以及上海SMG電視新聞共享平臺等。這些非線性編輯系統具備上載、剪輯、調色、字幕、視頻特效及合成輸出等功能，支持2K/4K/8K超高清分辨率處理，具備豐富的格式兼容性與8K視音頻特技[5]。以索貝公司為例，其高清非線性編輯系統應用于新疆廣播電視臺多語言新聞融媒體項目，完成了多場新聞節目的制作。

3.3 非線性編輯在體育節目制作中的應用與發展

以新奧特公司的非線性編輯軟件為例，其在北京冬奧主媒體中心、咪咕視頻等體育節目制作中都有相應的應用。以索貝公司為例，其非線性編輯系統有Editmax系列非線性編輯系統、移動非線性編輯系統。在2016年巴西奧運會、第13屆全國運動會、2018年平昌冬奧會、2022年北京冬奧會等重大體育賽事中，都有索貝非線性編輯系統的應用。北京冬奧會比賽轉播應用了索貝8K超高清非編系統，支持視音頻剪輯、視頻特效處理、字幕圖文制作及合成輸出等多功能，滿足標清、高清、4K/8K超高清、360°全景視頻多分辨率、多幀率、不同格式混合編輯需求，提升了體育節目高品質制作水平[6]。

4 結 語

廣播電視臺非線性編輯系統經歷了不同的發展階段。5G、人工智能、大數據、云計算等技術的發展，推動了非線性編輯系統的迭代升級。新一代非線性編輯系統在廣播電視節目制作領域有廣泛的應用，具備視音頻一體化制作能力，依托人工智能技術實現智能唱詞、場景輔助剪輯等功能，自動識別不同類型的HDR/SDR素材，支持XAVC、ProRes等多種4K/8K超高清格式實時混合編輯，通過分布式渲染，多層實時編輯和成片輸出，大大提升了電視節目生產制作效率。