广电系统中的“万能工具箱”

王志刚

[摘要]本文主要介绍浙江广电集团国际影视中心演播室集群系统设计思路，以及VSM集中控制管理系统在浙江国际影视中心演播室集群中的应用作了简析。

[关键词]VSM演播室集群 集中控制管理系统 设备共享

一、引言

浙江国际影视中心是浙江省重点文化产业项目，项目建设旨在提升影视制作水平，促进产业集聚发展，推进文化大省建设。浙江国际影视中心由影视制作综合大楼、影视文化综合服务大楼和影视独立制作区等组成。2500/1200m2/600Am2/600Bm2演播厅位于影视制作综合大楼裙楼，包括2500m2演播厅导控间、1200m2演播厅导控间、600Am2/600Bm2演播厅演播厅导控问、分控中心及配套机房等。视频系统集成需充分满足《中国好声音》、《中国梦想秀》等同档次大型综艺节目制播要求，兼顾综艺节目、大型活动、舞台表演等多类型、多场景、多格式电视节目直播和录播需求，600Bm2演播厅为其它频道定向使用，因此2500/1200m2/600Am2演播室集群系统综合考虑与600Bm2演播厅、裙楼3楼4个280m2演播厅的扩展接入与集群制播能力。

二、频系统总体设计思路

浙江国际影视中心2500/1200m2/600Am2演播厅集群系统设计为集群紧耦合架构，实现设备共享、系统互联、功能互补与统一管控，能更好地满足大型节目级联制播要求。

演播厅集群系统项目视频系统采用高清格式，具备4K和新媒体节目扩展制作能力。系统为A/B切换台和矩阵三选一主备链路结构，主备信号机箱独立，主备链路通道分离，设备互联采用IP网络、传统直连等方式连接，全程信号质量监控，确保系统运行安全。调光工位可按照光区分布与节目制作需要灵活设计，电视墙监看可根据节目特性自定义信号源和场景布局，实现全域通讯无缝覆盖，强化多通道录制与慢动作制作设备配置，增设分控中心矩阵提高信号调度能力，适配不同规模不同类型节目现场制作需求。

演播厅集群系统项目规模庞大，而且考虑到了设备之间的灵活调用，所以在设计系统时采用了设备集中布局与网络化工作模式，实现信号资源与设备资源的充分共享，进一步优化制播流程，提高工作效率，降低生产成本。

系统中共有40个讯道的摄像机，两台s0NYMVS-7000X高端制作切换台，以及三台最大规模可达288×288的视频矩阵。如此大规模的系统，其需要设备与资源共享的需求给设计人员提出了极大的挑战，通过对系统需求的梳理，确定需要通过一套集中控制系统将视频系统的信号调度、管理和控制进行整合。确定在系统中引入集中控制管理系统后，我们总结了三点对集中控制管理系统的需求：

·集中控制管理系统要有普遍的兼容性，最大范围的将演播厅视频系统的设备囊括进控制范围。

·集中控制管理系统不能增加系统的复杂性，同时要保证自身系统的安全性的同时不影响视音频系统的安全性。

·集中控制管理系统需要有良好的用户界面，不会给用户造成使用负担。

经过反复的论证和严格的招标流程，最终我们采用德国LSB集团的VSM集中控制管理系统作为浙江国际影视中心演播厅群的集中控制管理系统。

三、VSM集中控制管理系统功能介绍

通过对VSM系统功能的消化我们针对未来2500/1200m2/600Am2演播室节目制作和日程系统维护过程中设计了一些具有实用价值的功能，现通过本文进行以下总结：

1.什么是VSM系统

VSM的全名是Virtualstudio Manager，中文名是虚拟演播室管理系统。它通过定制的管理服务器和通讯单元，实现系统内的所有设备的控制通讯。VSM应用大大优化了视频制作系统的控制平台，通过这套系统，可以完成对矩阵、切换台、摄像机、调音台、通话矩阵、录像机、EVS等一系列相关产品的统一配置，调用。快速的完成系统快拍，实现方便灵活的参数设置。它是一个凌驾于所有硬件系统之上，具有自己控制硬件面板的多用户管理平台。对于本项目的大型演播室集群来说，系统结构复杂，用途多变，采用传统的方式进行控制和系统制作方式转换，势必会大大增加技术人员的工作量和难度。使用VSM系统可以站在全局的角度进行整体控制，将复杂的操作简化，大大提高工作效率。

VSM系统可以控制目前主流广播电视视音频设备，其中包括：

视频切换台——SONYMVs系列、SnellKhuna系列、GVkarrera/kayenne系列等

视频矩阵——EvertzEQX/Xenon、GVNV系列、Snell、Axon、SONY等

视频周边——Eve rtz7800系列、GVDensite系列、AxonSynapse系列、Imagine6800系列等

调音台——LAWOMC系列、StuderVISTA系列、StagetecAURUS/NEXUS系列等

VSM系统可以控制的设备基本涵盖了2500/1200m2/600Am2演播群项目所采用的设备，所以在系统设计时将所有可控制和管理的设备都连接到VSM系统，在传统的视音频系统之上建立起一个控制系统。

2.VSM的基本结构原理

从图3以看到VSM系统中的核心为两台服务器，它们之间互为主备关系，主备服务器可以实现在线热备，服务器之间的配置也可以实现同步。通过网络和控制面板以及通讯单元连接。对于支持网络控制的设备，控制服务器可以直接经过网络实现控制，而对于只支持串口甚至GPl0信号控制的设备，通讯单元可以将服务器的网络控制信号转换成RS422或者GPIO，最终实现控制。

整个架构比较清晰，没有复杂的连接，所有的设备都围绕交换机实现心型连接。技术人员可以通过平板电脑的图形化界面进行控制，进一步增加了人机界面的友善程度。endprint

3.VSM系统特点

（1）面板切换及使用

a.VSM面板可同时设置成视音频矩阵和切换台的切换面板

b.根据用户需要任意改变布局方式、源的数量

c.显示字符是用户自己定义的英文或拼音

d.一块面板可以虚拟联接到N块面板，切换作为其中任一一块面板来使用

（2）源名跟随

VSM提供源名给切换台、视音频矩阵、分割器及VSM的u MD单元，完成动态源名功能

a.分类管理

用户可以根据自己的习惯或者节目的制作要求把一些常用的通道设置成一个个小的矩阵进行管理，同时也可以把这些交叉点信息以快拍的形式存储下来，设置在面板上方便日常的存储调用。

b.级联使用

在做好前期规划的情况下，VSM能轻松的实现多系统的级联，把几个独立的小系统合并成超大的系统，实现不同的节目制作需求，在不影响现在制作习惯的前提下，为以后更大的节目制作打下坚实的基础。

（3）SM系统功能

根据今后节目制作的具体需要总结出在本项目中，VSM系统需要实现的功能：

动态UMD/Tally系统；自由用户界面设置；全局快拍；逻辑和物理GPIO；矩阵控制；音频控制；实时监看状态；时间表安排；设备资源管理；报警处理；Tieline管理；参数控制；SNMP；全局标签。

四、VSM系统在本项目中的应用介绍

在本系统中采用配置主备VSM服务器基于一套VSMLisence，实现系统级联工作。完成对矩阵系统信号路由的控制、切换台路由的控制、GPITally、UMD动态显示、周边板卡关键参数的调整、对VTR或慢动作硬盘进行简单的控制、调度摄像机的OCP面板、Joystickoverride功能、GPI/O的功能扩展等；还配置了大量的硬件面板以满足系统灵活调度，统一管理的需要。与此同时，系统中还配置了VSM的软件客户端授权，可以在电脑上制作个性化的图形控制界面和软件控制面板以及考虑到未来演播室VSM系统使用的安全性，设计通过VSM的权限设置，进行工作人员分级权限管理。下面就VSM系统在本项目中实现功能作如下介绍和分析：

1.切换台和矩阵控制

浙江国际影视中心2500/1200m2/600Am2演播群中采用了2台SONYMVS7000X切换台和3台EvertzEQX大型高清视频矩阵，这些切换台和矩阵构成了整个视频系统的核心，它们需要担负起所有节目的制作和信号的调度。

切换台和矩阵都连接到VSM服务器后，通过VSM面板实现对两者的控制。在系统中配置的所有VSM面板的按键都带液晶显示屏幕，可以在上面显示字符、数字和图案。VSM面板的按键布局和普通的矩阵面板非常相似，其按键也可以被赋予矩阵和切换台面板相同的功能，只要将切换台或矩阵的信号源和目的配置在VSM面板上就可以替代原厂的面板实现信号切换的操作。

VSM系统通过S-BUS协议可以实现对切换台交叉点的获取，还可以控制切换台进行切换。在本系统中MVS-7000X切换台的S-BUS协议通过SONY原厂HKSP-R80板卡将同轴接口转换成网络接口实现和VSM系统的连接。与矩阵的连接则是直接通过网络，每个矩阵的以太网接口都连接到VSM服务器所在的网络中，VSM可以通过网络协议（EQX矩阵采用的是Quartz协议）实现矩阵交叉点的获取和矩阵的控制。

为了使系统能够更加的灵活，切换台有大量的输入信号是通过矩阵调度获得的，所有进入矩阵的信号都可以送给切换台。以往来说，将矩阵送来的信号配置在切换台面板的按键上时，需要根据不同的信号重新命名按键，但这样的效率非常低，而VSM服务器可以根据矩阵送切换台输出母线上的信号自动将源名送到切换台按键上方的OLED显示屏幕中，而且可以根据不同的信号实时发送新的源名，这样可以大大方便技术人员根据不同制作需求更改信号源。

2.电视墙矩阵和UMD系统控制

VSM系统通过与矩阵通信获得矩阵路由交叉点的源名信息，通过与制作切换台连接获取当前状态下的Tally信息，将两个信息组合分析后，再通过与画面分割器的连接，告知画面分割的UMD显示窗，显示动态UMD信息和切换台Tally信息。

VSM系统中配置多个GPIO接口转换器，可以实现摄像机的红绿Tally触发功能，在系统设计时，我们将摄像机的红Tally和绿Tally分别取自两个不同的接口转换器，这样可以减少单一故障点。

3.系统全局快拍控制

在系统设计之初我们考虑到2500/1200/600Am2演播群要兼顾不同节目的制作需求，因此在制作不同节目的时候，系统的设置和一些路由可以预先修改后存储在服务器上，一旦演播室制作的节目改变，我们只要调取不同的预设配置就可以实现系统功能的整体变更。

VSM系统中可以存储电视墙的信号源设置、切换台面板源名设置、矩阵的交叉点状态、周边板卡的参数、系统的应急状态等等不同的配置。一旦这些参数保存下来，我们可以选择其中一些配置调用，也可以整体的进行全系统的整体配置调用。这样无疑大大减轻了技术人员在修改系统配置以应对节目制作需求时的工作量。

4.设备参数调整

在传统演播室中，视音频工程师经常需要使用原厂的软件修改一些视音频处理设备/板卡的参数，但是演播室中很多设备并不都是来自一个厂家，因此技术人员的电脑中需要安装不同厂家的软件，如果遇到不同厂家的设备参数都需要修改，就要在各个软件中来回操作，效率非常的低。

VsM系统和目前广电主流的周边设备厂家开展合作，向VsM系统开放了其切换台、矩阵、画面分割器、周边板卡SNMP和串口协议，VSM系统可以直接控制这些品牌的设备上的主要参数然后进行调整。endprint

5.讯道灵活调度

整个演播室群系统共用40个讯道的摄像机，需要根据不同节目的需求灵活的调整讯道数量，与之相对应的监看、矩阵和切换台的路由改变，如果通过传统修改线路的方式会大量提升我们的工作量。

依靠VSM系统的信号调度和管理功能，可以将矩阵所有信号路由打上逻辑标签，统一纳入VSM的管理下。将每一个物理的CCU转化成系统中的某一逻辑讯道，这样1至40台CCU所代表的并不是固定CAMl-CAM40，而是可以通过VSM灵活定义。

而在物理连接层面，我们在视频系统设计时让所有CCU的信号都进入矩阵，同时矩阵和切换台之间也预留了大量的连接，一旦讯道规模需要改变，利用VSM的预设将不同讯道信号调度进入切换台，同时VSM向切换台发送所对应的讯道逻辑标号，对于使用人员来说不再需要关心具体是有哪些CCU将被使用，而是只要系统目前讯道的数量满足节目制作需求即可。

6.设备应急

上面提到VSM系统给所有的设备打上了逻辑标签，但对于使用者来说只需要关心所需的设备（亦或是“资源”）可以使用，而不需要关心具体使用了哪一台设备。

这样的特性使得我们可以通过VSM系统，灵活的保证应急设备的启用。在某一个设备故障时，只需要简单用相同的设备，通过逻辑标签重新赋予的方式，在不改变内容显示和源名的情况下，就可以完成所有的应急替代工作。使导演和节目制作人员不会因此改变使用习惯，提高了故障解决速度。

7.位操作

由于调光工位需要进行画面质量的监控，需要在这个工位配合调光技术人员的操作实现.陕速的画面切换监看，每个调光工位对应4个摄像机，监看采用四分割显示，画面分割器输出的SDI信号进入矩阵，再由矩阵调度进入监视器中。

在节目制作时，调光人员会经常选择四个讯道中的某一路画面单独监看，从而进行进一步的画面光圈调整。在本系统中，RCP上由Joystick控制的GP0接口连接到VSM系统中的GPIO单元，将Joystick的按压操作由VsM转换成矩阵的路由切换，完成调光工位的监看由四画面变为单画面。

除了Joystick控制监看方式的变换，以及调用不同的系统快拍，迅速改变通道数量之外。系统中可以根据Tally或者信号切换来联动控制摄像机通话，在导播切到某一路摄像机时，导播和调光工位的通话面板可以由VSM自动开启和摄像师的通话，或者完成提高通话音频幅度的操作。

8.放设备控制

本系统中配置了多台EVS和VTR，其中EVS主机安装在分控中心机房中，在传统的演播室中，节目制作时导播切换到EVS或VTR信号时需要操作人员配合导播进行视频素材的播放，但是人员的操作并不能保证时间的精确。有些系统中会将EVS和VTR接在切换台的控制接口上，通过VDCP等协议进行切换联动操作。但是这种操作方式仍然有局限性，它不能解决矩阵应急时的控制，以及其他远离切换台面板的工位控制EVS和VTR的需求。

为了实现EVS和VTR全面控制的同时，也满足其他工位对此类设备的控制需求。系统中将VSM系统中的SmartHub设备的串口连接VTR的控制接口上，SmartHub是一种TCP/IP转Serial设备，可以将硬件面板或软件发出的控制命令转换成标准的录像机串口控制信号，这样就可以实现录像机的远程控制。EVS的以太网接口连接到VSM系统的网络中，VSM系统可以通过LINXProtocol直接控制EVS的各种操作。

通过VSM控制软件和SmaAHub，可以在导播切换时触发EVS和VTR的播放录制等操作。系统还可以将各种控制功能配置在VSM系统的面板上，由于VSM的面板按键上有液晶屏幕，我们甚至可以将播放、录制、暂停等图标也显示在按键上，使操作更直观方便。

9.画面分割布局控制

本系统中采用的监看方式是EvertzEQX矩阵+VIPX画面分割器的方式，矩阵输出的监看信号直接通过XLINK总线送到配套的画面分割器中，所有的矩阵输入和输出画面都可以通过软件调度到大屏幕上监看。监看系统灵活性增加后，系统中庞大的信号如何调度也成了我们需要考虑的问题。通过VSM系统我们可以将矩阵中的所有的信号（包括输入和输出）当成监看系统的信号源，用面板和图形化界面调度的方式就可以轻松的改变每一块分割画面的信号。

10.VSM软件界面和图形化界面

VSM主要有两种界面，一种是底层工程师的设置界面，在常规高级工程师设计后此界面基本不用反复修改，或者只需简单修改即可。

这个页面主要是对系统结构如矩阵交叉点信息、切换台信息、画面分割器信息、周边板卡需要修改的参数信息等进行基本设置。

考虑到初级技术人员和节目制作人员对硬件和系统结构并不会非常清楚，VSM系统还有一种图形化界面，所有的硬件面板都可以在经过授权的电脑上显示出其控制界面，按键布局和硬件面板相同。系统中配置了4台平板电脑，上面有图形化控制界面可以将导控室的桌面布局或大屏幕分割的图片嵌入到VSM系统的控制界面上，模拟出逼真的使用环境，帮助技术人员更好的使用VSM的各种功能。

上图是技术调光区使用的一个在VSM里面虚拟的实景案例图。通过VSM可以方便的完成信号的选择，摄像机RCP面板的JOYSTICK选择等功能。

在图形界面层，用户的大部分工作都是根据自己的实际情况规则自己的操作界面，通过简单的图形拖拽即可完成。

11、系统和设备监控

VSM系统本身具有一套监控系统，其可以获取多种设备的参数，已经能够帮助技术人员监控系统中设备的状态。

VSM系统具有WEB页面嵌入功能，可以通过http协议进入监控模块的WEB页面的进行状态显示和设置修改。监控模块以直观的图形界面显示系统中信号的状态，支持实时点击查看和修改，能以系统拓扑显示上行链路和下行链路状态，绿色为正常红色为错误、橙色为有告警；可通过点击图形显示来调出想应设备调整界面进行设备调整；可提供直观的监看界面，显示机柜图、机箱内部插板图和路由原理图并建立链接关系，监控系统中的可以绘制机柜布置图（物理结构图）、系统资源图、信号路由图（视频系统路由含嵌入音频路由），各个图纸之间有着明确的对应链接关系，两张图之间可以双向导航，只需通过简单的鼠标点击即可进行不同层面的互查。

五、总结

通过对本系统应用总结，可以得出VSM系统实现了以往传统的视频系统很难实现，甚至不具备的系统复杂的功能，通过灵活设置的用户界面控制所有设备，应对与不同节目制作需求，大大减少了技术人员的工作量，丰富了视频工程师完成节目制作手段，必将成为今后广电系统设计的“万能工具箱”。endprint