基于流媒体技术可视化全数字广播直播实验室的设计与建设

陈晓兵

(浙江传媒学院 播音主持艺术学院, 浙江 杭州 310018)

传统模拟广播直播实验室有着其管理、信息发送等诸多方面的问题。在新媒体时代,全数字技术的应用越发广泛。运用数字技术,全数字广播可以传递数据、文字、图形等多种信号,而不仅仅局限于传递传统的音频或视频信号[1]。受众在数字广播时代的新兴格局下,接受信息的途径也越发广泛。受众可通过多种移动设备,进行同步关注并实时接收信息。结合广播直播实验室的现状和作者的经验,本文提出了基于流媒体技术可视化全数字广播直播实验室的建设方案,并致力与行业接轨,培养高素质的应用型人才。

1 广播直播实验室的现状分析

广播直播实验室的功能主要是培养学生新闻播报、节目主持、即兴口语表达的综合能力,锻炼学生的直播心理素养与直播技术能力素养[2]。教师使用直播设备,能更好地指导学生进行综合的业务训练。

在以传统AM、FM广播为主流的时代,受众在接收信息时常受到信号干扰,因其兼容性和扩展性的欠缺,导致声音质量不尽人意,受众无法享受到多媒体及数字资讯的服务[3]。而数字广播技术的特点不仅覆盖面积广、视听效果好,且抗干扰能力强。利用此技术,可增强媒体在恶劣地区、环境中的接收与传播能力。且因数码产品的普及和多样性,使技术运用更加广泛,例如手机、电脑等,都能为受众提供实时且便捷的服务。除此之外,它因较低的发射功率和带宽以及更便于安装等优点,逐渐普及到社区及高校等多处。

传统的模拟广播直播实验室存在4方面的问题。(1)声音质量不如数字音频信号。模拟信号传输的抗干扰能力差,同时电源不稳定、外界条件等多种因素也会影响广播的声音质量[4]。(2)播出模式受限。传统的传输方式一般采用广播发射机进行无线发射,对于缺少相关专业基础知识的传媒类专业学生，使用起来不方便,因此经常出现一些不确定的因素引起的故障。(3)接收不方便。在上课过程中,收听节目效果需要配备专门的接收设备，在分析与讲解方面都会给老师带来一些不便。(4)不能实现远程监控。由于传统模拟广播直播室在管理方面存在诸多不便,所以难以实现远程监控。

目前,由于我国传媒业发展势头迅猛,建设可视化全数字广播直播实验室是播音主持人才培养的迫切需要。同时广播媒体已进入直播时代,直播能力将成为广播节目主持人的核心能力素养[5]。但在我国高校中,整合关于全数字广播技术并建立相关可视化的直播室较少,且我国传媒类人才的稀缺,需要我国高校加大培养技术与理论相融的应用型传媒类人才的规模。尤其是我国传媒类院校,急需跟随技术潮流,倚靠全数字广播技术,建立起全方面以教师教学为中心、学生体验为重点的新兴可视化全数字广播直播室，让相关专业学生不仅在理论方面深谙于心,并在实际操作方面更加顺手,将理念转化为实践。建立可视化全数字广播直播室,不仅可以深化相关专业学生对专业的应用和理解,也将对我校的播音主持教育围绕播音主持直播能力进行改革与创新,并为高校在传媒专业的培养上率先开辟一条较全面的道路[6]。

2 流媒体技术简介

流媒体(streaming media),就是在互联网上以数据流的方式实时发布音、视频多媒体内容的媒体。所谓流媒体技术指的是让音视频信号进行压缩后传到网络终端服务器,服务器再向用户端顺序或实时地传送各个压缩包,让用户一边下载一边观看、收听的网络传输技术[7]。

流式传输技术分为顺序流式传输和实时流式传输两种。顺序流式传输边看边下载,但是二者内容不一致,用户端只能看下载后的内容。更加适合观看节目质量比较高的短片片段。可视化全数字广播直播实验室传输的是高清视频,采用的是这种传输方式。而实时流式传输,音视频内容要求实时观看,网络如果不理想的话,画面质量比较差。流媒体播放需要借助浏览器,web浏览器能够通过http协议中内建的mime来标记web上众多的多媒体文件格式。

3 可视化全数字广播直播室的设计与实现

3.1 可视化全数字广播直播室的设计思路与目标

3.1.1 设计思路

要求可视化全数字广播直播室在实用性方面不仅能满足新闻类节目或多种节目形式的直播,且在实践性方面能锻炼相关专业学生的业务能力；新闻节目、文娱节目、访谈类节目、听众参与热线综合节目均可无缝对接,且操作具有一定的人性化；能适应未来广播直播室的发展需要,设备的安全性、成熟性、前瞻性,系统稳定性高。

3.1.2 设计目标

首先,立足于我校播音主持专业教学,以培养与提升播音主持专业学生直播能力为主旨。设计一个符合当前广播媒体先进科学技术发展方向,能够融合数字广播技术,同时兼有科研与专业培训功能的全数字广播直播实践创作与研究平台。

其次,由于是可视化全数字广播直播室,不仅要考虑到建立的技术相关层面,还需注重其播出的声音、画面的质量,所以该实验室设备将与业界标准接轨,可以让播音主持及相关专业的师生在教学中体验“实战”感受,激发师生对专业创作的参与感与成就感。实验室建成后可开设“新闻播音主持”“社教服务类节目主持”“综艺娱乐类节目主持”“广播剧演播”“播音创作业务”“文艺作品演播”等课程。

最后,建立对该实验平台效用的评估体系,制定该实验平台全面的管理、使用与维护规程,使其效用得到最大化。

3.2 基于流媒体技术可视化全数字广播直播室的实现方案

基于流媒体技术可视化全数字广播直播实验室的服务器采用高性能计算机主机,采用专业管理软件，实现对计算机资源的统一管理[8]。该实验室建设是一个综合性的系统工程,不仅有稳定的音频系统、视频系统、导播系统,还需要有基础性方面的考虑。能适应未来广播直播室发展的需要,培养综合应用型传媒优秀人才。该实验室系统的信号源必须要多样性。考虑到各类型节目的需要,我们对输入信号源做了充分的调研和审核,配置要求见表1。可以满足主持人、嘉宾等4个人的语音直播,同时能切入手机、收音机、电视机、打碟机、热线电话、整点报时等信号。

表1 数字直播调音台信号输入配置表

随着广播电视技术的不断更新,流媒体技术进一步发展成熟,广播直播的传输模式越来越多样化。早期的广播发射机进行无线发射的方式越来越不能满足人们日常的文化需求[9]。进入全媒体时代,人们要求能通过手机、iPad等客户终端随时随地接收广播电视等新闻娱乐信息,而且最好能够边听边看。

在全数字广播直播实验室建设中,重点加强了可视化功能。为了突出“可视化”,专门配备了三套可移动摄像机机位和一套固定全景高清探头机位。全数字广播直播室四机位的拍摄功能完全能满足主持人新闻直播拍摄、双主持人与双嘉宾访谈类节目直播拍摄等。为了追求可视化广播直播节目的效果,专门配备了一套一体化直播演播室导播切换台。利用导播软件实现Logo、字幕的叠加,充分满足各种广播节目的直播要求。

本实验室还能实现数字音频、可视化双推流的方式。为了实现接收的人性化,我们在设计改革方案的时候就从两个方面出发。当使用数字音频广播直播的时候,增加流媒体编码器,考虑对接蜻蜓或喜马拉雅等平台的推送,方便学生在实验室、教室、操场等地的实时接收。可视化推流利用配备的一体化直播演播室导播切换台的视频推流功能,对接网易或学校官微公众号进行实时推流[10]。

为了能满足各类节目的直播需求,又能体现广播技术的时代性，可视化全数字广播直播室在设备选取上既要保证节目直播的安全性,又要确保声音质量达到广播级别的标准，同时还要考虑到实验室使用者的专业性,设备要成熟稳定，操作要方便灵活。全数字广播直播系统主要的核心设备有数字直播调音台、直播话筒、直录播工作站、视频拍摄设备、导播设备、流媒体服务器等。周边设备如音频切换器也应该使用广播级切换器。切换过程中开关冲击电平低到可以忽略,干扰降至最低，以确保广播直播过程稳定安全运行。数字调谐器也不能采用低质量的,不然切入到主信道会直接影响播出质量及其安全与稳定。可视化全数字广播直播室硬件拓扑结构如图1所示。

图1 可视化全数字广播直播实验室拓扑结构

该系统的数字直播调音台采用STUDER OnAir1500,它是一台12通道的调音台,集成了USB播放和录制功能,广播播出和制作非常灵活。省、市级电台大多采用STUDER调音台,其播出的安全性、稳定性有保障。该实验室的此项配备与一线接轨,使学生通过该实验室实验实训教学,为将来的工作奠定坚实可靠的基础。STUDER OnAir1500与周边设备的系统线路图如图2所示。

图2 系统线路图

导播切换设备应实现导播、通话、字幕与监看4项功能。且能输入SDI或HDMI高清信号,信道数根据投入金额及实验室的实际需要而定。具备CUT、WIPE与MIX等转场特效,能实现视频串流编码,确保广播直播节目的可视化推流。流媒体服务器能满足多库多属性管理,支持对播出数据库系统、录制数据库的有效管理,能实现数据库校验、日志检测等多种管理手段。为了能同时完成双嘉宾、双主持人的采访直播节目,且利于可视化拍摄需求,对直播桌也考虑过多种设计方案,最后选定的设计如图3所示。

图3 直播桌

4 可视化全数字广播直播实验室声场环境建设

4.1 广播直播室吸音解决方案

全数字广播直播室要实现实时广播直播,声场环境一定不容小觑。直播间顶面、墙壁、地面都需要严格处理,声波经过遮挡被反射,多次与早期反射产生混响。混响时间的长短将严重影响广播直播的声音质量,过短使声音干涩,过长使声音清晰度大大下降。只有最佳的混响时间才能是声音既饱满又宏亮[11]。广播直播实验室顶面、墙面全部采用吸音或反射材料。顶面需要挂影视摄影灯，所以采用铝方通材质铺设,其上方增铺一层隔音板。窗户在原来的基础上加装一层中空玻璃,提升广播直播室明亮度并有很好的隔音效果。直播室直播桌、椅子、装饰物等避免共振现象,声音均匀扩散,且均符合防火规范。最后全数字广播直播室的混响时间在 500 Hz 时为0.31 s,达到最佳混响时间的标准。

4.2 广播直播室噪声的处理

广播直播室的噪声来自第二实验楼的内部和外部。内部的噪声主要有空调、机器设备风扇、人员走动、说话的噪声等。外部是22层演播大楼,1 200 m2演播厅不定期录制节目,人流量比较大，还有来往的车辆产生的交通噪声。

对于内部噪声的处理直接从根源上采取措施，使直播室里的内部噪声降到最低，为此专门选购空调系统振动小、噪声低、驱动频率高的风机。地面采用快装地毯铺设,又平整又有一定的绒面吸音效果。流媒体服务器的风扇噪声是比较大的,为此专门配备隔音机箱,并放置在导播室里,不会对直播室造成太大的影响。直播室和导播室之间有3.8 m×1.8 m可视窗,方便导播与节目主持人的联系。窗口用中空玻璃隔开,中空玻璃四周橡胶泥封边。针对外部噪声,直播室的门和窗户均作特殊处理。直播间隔音门采用加厚多阻尼钢木结构隔声门,橡胶密封条对门四周的缝隙进行处理,隔声量大于36 dB[12]。在原来的窗台上单独加一扇5 mm+8 mm+5 mm中空玻璃机构的窗户。平均隔声量为45 dB以上,具备很好的隔声效果。

5 结语

为培养传媒行业业务水平扎实的人才,全面建立一个可视化全数字广播直播室十分必要。此直播室能为传媒类专业的实验教学环节开辟新的核心教学方式和场地。