基于新媒體的超高清全媒體演播中心系統(tǒng)

楊 濤

（諸暨市融媒體中心，浙江 紹興 311800）

0 引 言

當前階段，新媒體、超高清電視等技術在媒體領域內的應用，使得互聯(lián)網(wǎng)成為信息文化傳播的主陣地。這對于廣播電視行業(yè)發(fā)展所依賴的重要資源造成了嚴重影響，大大削弱了廣播電視行業(yè)的核心競爭力。為了充分利用新媒體技術的優(yōu)勢，推動媒體融合發(fā)展，加快對于超高清全媒體電視技術的應用，國內各大電視臺紛紛開始對現(xiàn)有的演播廳進行4K超高清全媒體新聞演播中心系統(tǒng)改造，以便滿足廣播電視的媒體制作需求。本文就以某電視臺的演播中心改造為例，從全媒體演播中心的整體設計規(guī)劃、燈光系統(tǒng)設計、音頻系統(tǒng)設計以及安全系統(tǒng)設計等方面對全媒體演播中心系統(tǒng)進行解析，期望能夠為新型演播中心的設計提供一些借鑒。

1 全媒體演播中心設計框架

超高清全媒體新聞演播系統(tǒng)是一個演播室集群項目，其中包含了新聞演播技術系統(tǒng)、新媒體制作技術系統(tǒng)等模塊。各個技術系統(tǒng)不僅可以獨立使用，同時也可以級聯(lián)使用。在對全媒體演播中心系統(tǒng)框架進行設計時，借鑒國內外先進的新聞制作流程以及崗位設計經驗，在現(xiàn)有演播中心結構的基礎之上，對節(jié)目應用場景進行科學、合理的設置，使得每一個區(qū)域都具有自己獨特的優(yōu)勢，同時也保持一個協(xié)調、統(tǒng)一的的風格。

全媒體演播中心設計有時政新聞演播室和民生新聞演播室。新聞時政演播室主要負責新媒體中心直播和節(jié)目錄制，而民生新聞演播室則主要負責大眾生活新聞直播和節(jié)目錄制。兩個演播室彼此獨立，互不干擾，同時也可以進行聯(lián)級使用。為了在最大程度上保證兩個演播室在同時進行錄制時相互之間不被干擾，全媒體演播中心采用了雙層隔音透明玻璃，并在兩個演播室之間開設參觀門。這樣一來，就可以做到既滿足對演播室不同功能區(qū)的劃分，同時也使得整個演播室呈現(xiàn)出一體規(guī)劃。

2 超高清攝像系統(tǒng)設計

全媒體演播中心采用了4訊道全高清數(shù)字式攝像機，攝像系統(tǒng)主要由實景演播室系統(tǒng)和兩機位虛擬演播室系統(tǒng)兩部分組成，所有的攝像機都使用固定機位進行安裝。攝像機型號選用索尼公司生產的BVP-70P型EFP攝像機，尋像器可視區(qū)域安裝的是大小為7英寸的HDVF-L750彩色液晶尋像器，該設備具有4∶3的標識線，能夠為攝像人員在高清、標清同時進行播放時選擇對應的構圖。攝像系統(tǒng)還安裝有攝像機控制單元CCU和攝像機控制面板RCP-1500。攝像機和控制單元以及控制面板之間采用光纖進行通信，以確保攝像系統(tǒng)具有穩(wěn)定、可靠的信號數(shù)據(jù)傳輸功能。

此外，攝像系統(tǒng)還配備了具有三支全伺服超高清鏡頭和一支全伺服高清廣角變焦鏡頭，將廣角鏡頭安裝在虛擬機位上，使得攝像取景角度更廣，呈現(xiàn)出的畫面層次感更為豐富。四個高清鏡頭全部都配備有伺服數(shù)字控制系統(tǒng)，從而對攝像機系統(tǒng)的位移、聚焦以及回看等功能進行控制，在降低攝像人員工作量的同時，也能夠保證節(jié)目的播出質量。

3 燈光系統(tǒng)設計

相較于傳統(tǒng)的演播室，全媒體演播中心的燈光設計包含人物光設計和環(huán)境光設計兩部分內容。在對該全媒體演播中心系統(tǒng)進行燈光設計時，采用先進的燈光設計理念，對演播中心的舞美、燈光以及背景等內容進行了統(tǒng)一設計，使得其呈現(xiàn)出獨具特色的廣播電視節(jié)目視覺效果[1]。同時還為演播中心配備了先進的燈光設備設施，以便滿足進行新聞播報、專題訪談等欄目制作對燈光的特殊要求。

3.1 燈光控制系統(tǒng)

該全媒體演播中心的燈光控制系統(tǒng)設計采用了雙環(huán)網(wǎng)實時熱備份的架構，使用網(wǎng)絡信號來實現(xiàn)對燈光信號的控制，并安裝DMX-512控制器作為燈光系統(tǒng)備用的雙路信號，從而使得燈光控制系統(tǒng)具有較高的安全性能。該系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡管理計算機、燈光控制臺、網(wǎng)絡交換機、網(wǎng)關、信號放大器以及網(wǎng)絡信號機柜等硬件設施組成。其中，燈光控制臺共計有3臺，兩臺安裝在兩個演播室的導控室之中，另外一臺作為主控臺使用。控制臺均采用網(wǎng)絡輸出信號和演播室的網(wǎng)絡信號機組柜進行連接，而演播室的兩臺機組柜之間則由網(wǎng)線進行聯(lián)通。

演播中心的燈光控制系統(tǒng)采用了以太網(wǎng)控制技術，采用工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡交換機將燈光控制系統(tǒng)中各個節(jié)點的信號進行采集和集中，而交換機之間則采用六類屏蔽網(wǎng)線和光纖網(wǎng)絡進行連接，從而構建起了一個環(huán)形冗余備份網(wǎng)絡。該演播中心的網(wǎng)絡系統(tǒng)共計有兩個中繼站，每個中繼站都配備有網(wǎng)絡帶光纖模塊、有源以太網(wǎng)（Power Over Ethernet，POE）供電交換機等[2]。中繼站網(wǎng)絡柜的供電模式 采 用 不 間 斷 電 源（Uninterrupted Power Supply，UPS）連續(xù)供電。系統(tǒng)中的燈光控制臺采用雙網(wǎng)絡線路將其連接至網(wǎng)絡交換機，并采用線路備份的方式將燈光控制臺并入燈光網(wǎng)絡系統(tǒng)中。所有演播室內的網(wǎng)絡終端均采用POE供電方式，這樣可以方便對網(wǎng)關設備的隨時使用。完成上述所有設備的配置和安裝之后，將燈光控制系統(tǒng)接入至燈光網(wǎng)絡系統(tǒng)，采用相關控制軟件來對燈光的參數(shù)進行設定。

3.2 燈光配電系統(tǒng)

燈光配電系統(tǒng)配備有電源配電柜1臺、電源直通開關柜2臺、市電總線1組以及UPS備用電源總線1組。其中，電源配電柜的總閘采用電流大小為800 A 的隔離開關，而分閘則采用電流大小為400 A的隔離開關。每臺電源直通開關柜共計有96路回路，有一臺電源直通開關柜與UPS電源相連，這樣就能夠確保演播室在錄制節(jié)目過程中燈光的安全。

4 音頻系統(tǒng)設計

該演播中心系統(tǒng)配備了兩臺由雅馬哈公司生產的01V96i型調音臺來對演播室中的音頻信號進行采集，并且采用數(shù)字化方式對采集到的音頻信號進行處理，以保證音頻信號的質量。兩臺調音臺之間相互獨立，互為備用設備，這樣能夠在最大程度上保證節(jié)目錄制期間的安全性，滿足直播的需求。此外，兩臺調音臺上還安裝有8通道的I/O AES/EBU擴展卡，實現(xiàn)對音頻信號的連通。

演播中心系統(tǒng)還配備了型號為EW312 G3的雙通道數(shù)字無線話筒4套，這種無線話筒能夠被應用于站播形式的節(jié)目錄制；型號為MK836的播音話筒6套，該話筒清晰度較高、設計精巧，不會影響演播畫面，主要用于新聞節(jié)目、訪談節(jié)目的錄制。演播中心的導控室內還安裝有兩對監(jiān)聽音箱，一對主要用于對節(jié)目的監(jiān)聽，另一對則主要供主持人使用，方便導播和主持人之間進行溝通交流。

5 核心切換系統(tǒng)設計

作為整個演播中心視頻系統(tǒng)的核心模塊，切換臺主要負責對信號的處理和節(jié)目的制作，其工作的效率對于節(jié)目最終的播出質量有著直接的影響，是整個視頻系統(tǒng)中最為重要的組成部分。該演播中心系統(tǒng)采用松下公司生產的AV-HS6000MC超高清切換臺，共計有32路輸入通道，且每路輸入通道都帶幀同步，利用切換臺具有的多畫面分割功能來進行畫面分割，從而大大降低了使用成本[3]。系統(tǒng)中的備用切換臺采用松下公司生產的AV-HS410MC切換臺，能夠在主用切換臺出現(xiàn)故障的時候代替主切換臺進行工作，實現(xiàn)無縫切換，確保節(jié)目錄制和播出期間的安全性。

切換臺的應急矩陣采用的是32×32的NK-3G34矩陣，并配備了主備電源。該應急矩陣具有可靠性較高的優(yōu)點，能夠對錄像信號、節(jié)目錄制以及動態(tài)監(jiān)看等進行實時調度。

6 安全系統(tǒng)設計

相較于傳統(tǒng)演播中心，新媒體演播中心系統(tǒng)具有錄制節(jié)目效率高、制作形式靈活多樣等優(yōu)勢，但同時也存在著冗余備份能力不足的問題。演播中心系統(tǒng)采用流媒體推流的發(fā)布方式，注定了節(jié)目的播出會受到網(wǎng)絡環(huán)境、設備性能等因素的影響。一旦在節(jié)目錄制或者播出過程中出現(xiàn)網(wǎng)絡中斷的問題，就很容易造成安全播出事故。因而，要想確保直播期間的安全，還需要對系統(tǒng)的安全性能進行 設計。

在組網(wǎng)結構方面，該系統(tǒng)配備了一臺演播中心內網(wǎng)專用的交換機，負責對局域網(wǎng)網(wǎng)絡設備接口（Network Device Interface，NDI）協(xié)議設備的連接任務，以此作為NDI數(shù)據(jù)流交換的封閉網(wǎng)絡。此外，系統(tǒng)還配備有一臺外網(wǎng)專用的交換機，承擔系統(tǒng)接收外網(wǎng)IP流網(wǎng)關以及向外網(wǎng)推送IP流服務器進行防火墻隔離的任務。外網(wǎng)交換機和內網(wǎng)交換機的配合使用，共同構建起演播中心系統(tǒng)的安全策略。

在攝像頭備份方面，系統(tǒng)采用了PTZ無人值守攝像頭。該攝像頭必須選用NDI信號，這就導致PTZ攝像頭的信號鏈路會因網(wǎng)絡故障而受到影響。為了解決該問題，需要對PTZ攝像頭進行設計，采用基帶和NDI兩路獨立信號鏈路來連接PTZ攝像頭。如此一來，即便是在NDI信號中斷的情況下，也可以通過手動模式將PTZ攝像頭切換至基帶鏈路上。如果要對攝像機的機位進行調整，則可以在技術人員的幫助下通過調整PTZ攝像頭機位來完成。

在核心切換設備安全設計方面，考慮到TCI切換臺存在單一故障點的問題，為了保證切換系統(tǒng)能夠安全進行工作，設計了除TCI切換臺之外的另一條獨立鏈路。該鏈路包含應急矩陣面板和備份推流服務器兩部分[4]。并且，該鏈路中備份推流服務器的參數(shù)設定和TCI切換臺中的推流參數(shù)設定保持一致。如此以來，就可以在TCI切換臺出現(xiàn)故障時，實現(xiàn)無縫切換至應急矩陣面板。此外，PGM信號會利用備份推流服務器來開展同步推流，但需要切換發(fā)布端的信號流。而在演播中心系統(tǒng)的外網(wǎng)出現(xiàn)故障的情況下，就可以使用應急矩陣來調取新媒體的基帶信號，并利用基帶信號接口連接至4G無線背包來完成對節(jié)目的推流[5]。

7 結 語

隨著新媒體技術的快速發(fā)展，構建全網(wǎng)絡類型的新型節(jié)目生產基地，已經成為各大廣播電視臺未來發(fā)展的一個主要方向。要使得電視媒體能夠在新媒體環(huán)境下獲得良好的發(fā)展，就需要演播中心系統(tǒng)不僅具備高度的安全穩(wěn)定性，還應具有現(xiàn)代化科技屬性，以便滿足節(jié)目錄制和觀眾觀看的需求。