影视非编实验室网络化建设的技术基础研究

王福来 蒋雪明 田 毅

摘要 从影视非线性编辑实验室的特点出发,对实验室网络化建设的意义进行分析,研究当前的技术基础及相应组网方案的运行机制。

关键词 网络化;非线性编辑实验室;技术基础

中图分类号:G482 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2009)33-0082-02

Research on Basic Technologies of Network Construction of Movie &TV Non-Linear Edition Lab//Wang Fulai, Jiang Xueming, Tian Yi

Abstract This article analyzes the necessity of network construction of Movie & TV non-linear edition lab from the features of it, and discusses some current basic technologies and corresponding networking schemes.

Key words network; nonlinear editing lab; basic technologies

Authors address Experimental Teaching Center of Media Suzhou Univ. of Scie. & Tech., Suzhou, Jiangsu, 210009, China

1 前言

随着信息技术的不断发展,影视非线性编辑实验室已经进入网络化时代。传统的非线性编辑系统主要是配备了专用板卡及其他外围硬件设备的有卡工作站,很多单位的影视编辑实验室还有有卡非编系统,但是系统的价格较高,升级代价大,素材复制质量差,传输速度慢,不容易实现资源共享,已经难以满足大规模实践创作的需要。

计算机技术成熟以后,非线性编辑实验室广泛采用无卡工作站,即PC机安装非编软件栈,但是由于脱离了有卡非编环境,实验内容很难与电视节目制作实践相结合。另外,各单机重复存储音视频素材,造成存储介质的紧张和浪费。只有通过网络将有卡非编系统和无卡非编系统连接起来,整合资源共享共用,才能满足影视编辑的实际需求。

2 非编实验室网络化建设的技术基础

2.1 压缩编码技术在目前的数字编码领域,MPEG-2格式以较高的效率、良好的视音频质量和足够的灵活性等优点,已经成为通行的标准,所以网络非编系统可以围绕这个标准工作。

2.2 CPU+GPU技术CPU+GPU技术是目前主流非编系统的技术核心,主要是利用PC以及复杂度不高的音视频接口卡,再辅以相关软件,完成所有上载、编辑、下载等功能。CPU负责音视频解码运算,显卡GPU负责视频特技与合成运算,基于PCI总线的I/O卡提供形式多样的模拟与数字接口,负责音视频信号的输入输出。这种架构无需专业板卡,性价比高,依靠软件就能实现视音频混编、特效以及三维特技,而且硬件和软件都易于升级。

2.3 软件技术目前的非编软件已经能够支持如M-JPEG、MPEG-2 I、MPEG-2 IBP、DVCPRO、WMV9等多格式视音频混编,还可以通过添加插件的方式支持未来新的视音频格式。同时支持ALPHA通道的视频轨编辑,可以将3DMax、After Effect等第三方软件渲染出的序列文件进行编辑,可以采用软件方式直接生成三维特技。音频方面支持5.1声道,内置混音器,支持更多声轨。生成文件的格式也很丰富,便于存储、硬盘播出或网络传输。

2.4 FC-SAN技术FC(Fiber Channel,光纤通道),SAN(Storage Area Network,存储区域网),FC-SAN是光纤网和千兆以太网的组合,所以又称“双网”架构。双网结构借助FC通道构建一个高速网络,供有卡工作站实时处理和存储高码率的音视频素材;千兆网用于传输高压缩比、低质量的视音频素材和整个系统的管理。

大容量和高速度的FC磁盘阵列作为网络中心存储体,用来存储节目和素材文件,供网内站点共享使用。工作时,有卡工作站将低压缩比、高质量、高速率的视音频素材传输到FC硬盘阵列,实现快速上载;高压缩比、低质量的视音频素材利用千兆以太网传到以太网服务器硬盘中,各个无卡工作站可调用该服务器的素材进行非线性编辑,编辑好的节目形成EDL,输出时根据EDL文件,在硬盘阵列中用相应的高质量素材替换低画质素材,最后形成高质量的节目输出。

FC在高码率、大数据量的视音频文件的实时读写运用中,能提供稳定的网络带宽,保证非编网络实时编辑无阻塞地稳定运行;这种结构的网络非编系统能提供实时的广播级视音频素材访问,有强大的网络管理功能。但是要保证每台编辑站点实时编辑的读写带宽,必须采用吞吐带宽很高的高端FC磁盘阵列,同时还要使用端口数更多的FC交换机,再加上光纤网络本身不菲的价格,使得该结构常见于高端实验室和副省级以上电视台,而不适合在中低端实验室使用。

2.5 NAS技术NAS(Network Attached Storage,网络附加存储)是专用数据存储服务器,包括存储器件(例如磁盘阵列、CD/DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质)和内嵌系统软件,可提供跨平台文件共享功能。NAS和SAN区别就在于NAS有文件操作和管理系统,而SAN却没有这样的系统功能,其功能仅仅停留在文件管理的下一层,即数据管理。

以此技术为基础的架构中,NAS独占节点,通过服务器集中存储、管理和处理网络中的所有数据。这种结构组网简单,管理方便,适用于中型规模的非编实验室。但是因为数据传输需要经过打包和多层协议栈,容易产生网络拥堵,这对于大规模的实验室建设不太适合。

2.6 IP-SAN技术IP-SAN就是基于iSCSI协议将TCP/IP和SAN结合起来在以太网中运行,存储磁盘阵列成为IP可寻址的设备,在客户端就像一块本地磁盘。IP-SAN比“双网”架构具有造价相对较低、网络管理简单、网络兼容性好的优点,传输数据的性能良好,逐步成为中型以下网络的首选。IP-SAN是一种纯粹的千兆以太网结构,存储服务器可以采用SCSI或SATA硬盘组成的RAID阵列,在性能上很接近双网结构。但是与光纤网卡、光纤磁盘阵列、光纤交换机等设备的高昂价格相比,IP-SAN的造价要低很多。

IP-SAN具有1 Gbps传输带宽,理论上能够负担20台标清工作站同时进行双轨编辑的网络开销,基本可以满足常规实验需要。如果需要建设中等规模以上的非编网络实验室,或者建设高清非编实验室,除了考虑网络带宽开销之外,还要考虑磁盘阵列的存储空间和吞吐带宽,以及网络系统的稳定性和安全性,这时就应该采用分布式存储结构,即多级网络存储。

在IP-SAN子网内,还可以封闭工作站USB接口并加装还原卡,所有上传和下载工作由指定的高安全等级工作站完成,此举也为实验室数据安全提供一定保证。

3 结语

信息技术的不断发展,为影视编辑实验室的网络化建设提供了丰富的技术支持和方案选择,各部门可以根据实际需求和经济基础,在影视编辑实验室网络化改造或建设时,按照综合效益最大化原则,选择合适的网络化建设方案。