“小空间、低成本”视频直播访谈室搭建方案探讨

摘  要：近年来，随着计算机、互联网、移动通信、广播电视技术的不断发展，我们迎来了以短视频、移动客户端视频直播为主流的新媒体时代。越来越多非电视台单位、机构或民营公司由于业务发展，需要搭建小型视频访谈室，可以说，高清甚至4K超高清访谈室已经越来越“平民化”，而不显得那么“高大上”。本文通过介绍新华社深圳特区支社建设的高清视频访谈室的各项主要功能，分析如何在“小空间、低成本”的前提下搭建访谈室系统，实现包括摄像、切像、录像、推流、抠像、字幕、调音、通话、提示、非编、配音、调光等功能，并就该类型访谈室设计方案中可能碰到的技术问题进行探讨。

关键词：视频直播;访谈室;NDI                                      中图分类号：TP311.52                             文献标识码：A

文章编号：1671-0134（2020）07-118-04                                     DOI：10.19483/j.cnki.11-4653/n.2020.07.034

本文著录格式：刘康华.“小空间、低成本”视频直播访谈室搭建方案探讨[J].中国传媒科技，2020（7）：118-121.

1.项目概况

深圳毗邻港澳，作为我国最早也是最成功的经济特区之一，是我国改革开放的前沿阵地，经过多年的发展，已经深度融入世界经济，将对促进粤港澳大湾区城市群的建设发挥重要作用。近年来，媒体融合及跨界传播趋势日益增长，为加快建设国际一流的新型世界性通讯社，加强深圳特区媒体融合报道技术力量，总社于2018年批复建设深圳特区支社高清视频访谈室。

项目总预算不到一百万，其中视音频设备包括摄像机及配件、视频切换系统、音频系统、通话提示系统等，后期编辑设备包括非线性编辑工作站、音频编辑工作站等，配置专业影视灯光，声学装饰，安装空调风机、电气设施，并设计安装访谈背景。访谈室位于大厦高层，利用原有旧的办公室空间进行改造，整个空间的长宽高尺寸约为7米×5米×3米（面积约35平方米）。显然，在如此“精致”的空间，既要兼顾声学指标，又要布置灯光内饰、设计背景，还要考虑消防喷淋头和空调冷凝管、出风口位置，施工很有难度。虽然是小型视频访谈室，但麻雀虽小五脏俱全，可实现的功能包括摄像、切像、录像、推流、抠像、字幕、调音、通话、提示、非编、配音、调光等。

2.主要功能介绍

2.1空间布局

访谈室面积不到35平方米，充分考虑访谈室的实用性，兼顾现有空间的面积、地理位置等因素，设置两个访谈区域，主区采用实体背景墙和访谈桌的形式，侧面（靠玻璃外墙）可作为辅助访谈区。主背景区域采用双摄像主机位拍摄，结合提词器和背景65寸电视机，实现主持人现场播报或与嘉宾互动访谈。侧面背靠35层高的玻璃外墙，可眺望天空及深圳地标高楼，日常可作为访谈背景使用。在侧边同时配置电动三色背景卷幕，按需要打开，通过切换系统自带色键功能或后期非编软件对背景抠像合成，实现单机位播报，可大幅提高空间利用率。平面布局见图1，实景见图2、图3、图4。

2.2摄像机选型

配置两套索尼PXW-FS7M2K 4K超高清摄像机，采用 4K Super 35mm CMOS 成像器，支持以 4K 60p 或全高清拍摄，帧率最高可达到 180 fps，可直接拍摄4K标准色域BT.2020的视频图像，色域范围远大于普通高清BT.709标准，这一提升对增强画面色彩层次、过渡衔接方面起关键作用。摄像机的HDR标准为我国广电标准HLG，拍摄时即可直接完成HDR编码，后期不需专门处理，通过更大的动态范围和更广的色彩空间产生更真实的现场感，因此非常合适电视节目制作。由于访谈室面积不大，整体纵深不到7米，安装完背景后，主持人和镜头之间距离最远不到4米，配置18～110mm变焦范围的镜头已足够满足需要。为提高设备使用率，摄像机自带录像存储功能，日常可作单独外拍使用。访谈室墙上预留视频接口，最多可支持4路摄像机信号接入系统。

2.3视音频切换系统

视音频切换系统是访谈室的核心设备，设计方案时曾经考虑过使用传统的硬件切换台+显示屏的模式，但由于传统切换台功能相对单一，一般只支持输入输出信号切换、简单特技通道，也有部分支持格式转换。这样还要考虑配置字幕机、图文包装设备，格式转换器等设备，如果要实现推拉流，还可能要专门配置推拉流设备。显然该方案在预算及空间有限的情况下并不现实。后来经过了解，目前市场上有直接基于Windows平台下安装多功能专业切换软件，再在主机服务器上配置硬件采集卡的方案。

本项目支持超高清视音頻信号输入的切换系统Livestudio，该系统集成了汉化版的国外主流直播切换平台Livestream Studio和BMD公司的视音频采集卡，通过专用的USB快捷切换面板，也可直接使用鼠标键盘实现切换，支持5路最高2160p30的SDI或HDMI输入和1路最高2160p30的SDI或HDMI输出。内置8路调音台、2路本地字幕叠加、台标角标叠加、节目输入输出录制、节目输出流媒体广播、视频抠像等多种功能，可将不同类型的摄像机、手机、电脑等视频终端，不同分辨率、格式的视音频信号通过RTMP、NDI等传输协议换成标准信号，实现一套设备就能替代原来演播室内多种传统设备相互连接协作才能完成的功能。输入视频信号支持6G-SDI、3G-SDI、HDSDI、SDI、HDMI、VGA等多种格式，可在SDI视频中解嵌出音频，并对音频进行单独调音。设备具备一定视频存储空间，可存储节目，可对存储的多种格式视频素材调出播放并直接切换播出。

2.4音频和通话提示系统

除了视频切换系统自带调音功能外，作为应急备份，系统还配置一台雅马哈的小型调音台，支持16路音频输入，另外配置3个播音主持话筒、4个无线话筒、内外监听音箱、主持返送监听耳机等音频设备。利用无线通话系统，主持人和摄像可监听导播通话，通过摄像机外置的双色提示灯了解机位切换情况，返送监视器可实时播放现场切出的PGM节目信号。台词提示器自带蓝牙控制器，主持人和控制室操作人员均可控制台词播放。

2.5录制和后期编辑系统

视音频切换系统支持同时4路广播级质量的本地信号录制，可自定义设置路径和录制码率，每路码率最高达到120Mbps，录制的视频可直接在切换系统的播放窗口实时播放。为保障录制安全，配备一台4K存储卡录像机，可支持最高2160p30格式记录ProRes或DNxHD文件录制。同时为最大限度满足实时编辑需求，出于主备考虑，配置两套Edius 9非线性编辑系统，采用服务器架构，存储模式采用256G ssd 固态系统硬盘+4TB*2 SATA 素材硬盘，最多可配备8块硬盘，且支持RAID，确保数据存储安全。非编支持4K视频编辑，通过视频采集卡可实时录制切换系统输出的PGM节目信号，另配置一套音频编辑工作站，包括录音软件、声卡、录音话筒，实现从前期录制到后期剪辑、配音等全流程节目生产制作。

2.6网络现场直播

为满足新媒体直播报道需要，系统在设计时考虑实现流媒体编码和推送功能，支持包括RTMP、NDI等多种流媒体传输协议，可接收多路RTMP、NDI视频流，可同时多地址推流，自定义设置RTMP输出格式和码率，支持多码率同时输出到一个地址、多码率同时输出到多个地址，假如网络条件允许，最高可以同时推25个网络地址。推流过程中可非常直观显示实时推流状态，生成推流日志，状态信息包括视频帧率和码率。也可通过分社配备的LiveU H.265 HEVC直播编码设备，借助有线网络、无线WIFI或4G无线网络传送到北京总社新媒体发布平台完成信号分发，第三方直播平台再从新媒体发布平台拉流获取直播信号。

2.7灯光设计布局

配置25台新型的LED灯，其中17台平板灯，8台聚光灯。色温从3200K-5600K可调，亮度从0-100%可调而色温基本保持不变，显色系数达到95，发光均匀、发热少。由于层高只有3米，中间还分布有空调管和消防喷淋头，不适合安装导轨，要实现两个访谈区合用，又要尽量减少操作人员工作量，这对平板灯的尺寸、噪声和布局都有非常高的要求，平板灯采用自然冷确散热方式，无风扇噪音，尺寸只有38cmX31cmX9cm，可最大限度避开摄像机位，且基本覆盖两个访谈区域。

3.NDI协议的技术优势：

该项目预算有限，在设计中需综合考虑先进性、经济性、兼容性和可扩展性，尤其对于核心设备的选型，在对市场上的产品进行充分调研后，基于对视频制作行业发展趋势的分析，最终考虑集成NDI协议的多功能切换系统，可同时支持多路NDI信号的输入输出。随着业内越来越多厂家设备支持NDI协议，将更有利于整个系统日后功能的扩展。

NDI是Network Device Interface的简称，由美国NewTek公司于2015年推出的版权免费的标准，可使兼容的视频产品以高质量、低延迟、精确到帧的方式通讯、传输和接收广播级质量的视音频，支持Alpha通道、双向设备控制，自带通道信息，所以叠加字幕、包装图文不用像传统切换台一样需要Fill+Key信号，而是直接识别透明通道进行叠加。

NDI技术优势在于可以将HDMI或SDI视频信号在IP工作流中实现低延时高质量双向转换。充分利用现有的网络基础设施，借助有线网络或无线WIFI网络进行视频传输，减少布线成本和部署时间，在局域网内的一个设备可通过一根网线输出或接收多个NDI信号，非常适合演播室、现场多机位视频直播的制作需求。使得视音频数据在IP空间进行简捷高效的传输成为现实，这一特性和应用将在很大程度上取代目前行业特定的有线连接和传输模式（比如HDMI、SDI等）。

由于NDI协议版权免费，已经被全球很多软件及硬件产品兼容。任何人在任何地点，只要有网络都可以使系统和设备通过IP网络进行连接和通信，从而创建基于IP的视音频生产环境，并对视频、音频和其他数据进行共享访问。

可以说，随着5G技术的高速发展，我国互联网宽带速率的不断提高，基于IP传输方式的电视制作、直播方案已经日益占领市场，且有逐渐成为行业主流的势头。在近期央视5G媒体应用实验室搭建的4K IP切换系统中，包括4K信号实时回传、4K信号协议转换、4K IP切换制作、4K多画面监看和直播发布等子系统，整个系统采用IP化架构，以NDI流为核心，通过编解码、网络协议转换，全面兼容目前演播室的4×3G SDI 4K基带电视信号。

经NDI协议传输的视音频流都基于网络，比如单个1080p60的全NDI流可能需要125Mbps，單个2160p60的全NDI流则需要250Mbps。对于视频传输有高质量要求，且需采用全NDI进行编码和传输的，则可能受本地网络带宽限制，如千兆以太网仅能同时传输几个全NDI源。为了提高传输效率，适应更多信号接入，现在有了NDI|HX，相当于全NDI的低带宽版本，使用高度压缩的Long-GOP H.264编码，但与全NDI相比，NDI|HX会产生更多延时，延时大小取决于所采用的设备、帧速率、视频分辨率和网络条件等。不同的全NDI源对应的大概带宽需求见表：

4.问题与思考

采用传统PC平台+专业切换软件这种方式搭建的直播平台，优点是功能齐全，有的功能还可通过后期版本升级逐渐增加，但并不是像有的厂家说的那么无所不能，只有优点没有缺点的，笔者认为，在同类系统设计中需要考虑以下问题：

4.1 PC平台的硬件处理性能问题

由于直播平台同时接入多路SDI、HDMI高清甚至4K超高清视频信号，虽然有多块专业视频处理板卡支持，但是对主板、内存、CPU和硬盘运行速度的要求是非常高的，尤其在抠像、字幕角标、多通道同时高码率录制、播放、多路推流拉流等高耗资源型的进程同时运行时，很容易出现宕机，造成直播安全事故， 因此对PC平台软硬件的稳定性要求比较高，而且通常只有PC平台作为单一节点，要在推流前端做备份难度比较大，有条件的话，可考虑主备双路设备同时推流。而在传统切換系统中，通过配备硬件切换、硬件色键处理抠像、硬件推流、外置录像机、应急切换矩阵等设备，出现这种问题的几率相对较低。

4.2声画不同步问题

项目搭建过程中，安装工程师把多路视频信号接入到切换系统主机，经切换系统处理后输出，桌面话筒作为音频信号源接入到调音台，通过调音台混音后输出，最后把输出的视频和音频通过嵌入器形成PGM SDI信号（带音频），再经视频分配器分发到非编和录像机等设备，在系统搭建完毕后，进行录制测试，始终出现明显的声画不同步，刚开始以为是录制设备有问题，后来发现问题的根源在于视频、音频设备处理的时间长短不一致。经测算，视频处理时间比音频处理时间长接近500ms。解决办法有三种，分别是：

方案一：把调音台的音频总输出接入到某一路摄像机，通过摄像机实现音频同步嵌入，见图5。

方案二：在调音台总输出增加音频延时器，延时调整后再接到嵌入器，与视频实现同步，见图6。

方案三：把已接入调音台总输出的嵌入器放在视频切换系统前端作为“SDI视频”信号源，通过切换系统调整延时实现同步，见图7。

本系统采用方案三的办法解决，由于切换系统自带音频延时调整（最多支持2000ms），通过对嵌入器输出“SDI视频”的内?音频延时调整后，切换系统的PGM带音频输出的声画不同步问题得以解决，但需占用切换系统的一个视频输入通道和操作系统部分运行资源。

5.后记

本项目只是小型视频访谈室系统搭建的一个例子，随着计算机、互联网、移动通信和广播电视技术的不断发展，搭建这类多功能直播系统的门槛将越来越低，使用操作也更加便利，需要的操作人员也相对传统演播室系统大幅减少。当然，由于该系统使用时间不长，个人总结的经验毕竟有限，可能有描述不够全面或不够准确的地方，请读者包涵，仅当抛砖引玉，期待未来出现更多“小空间、低成本”的视频直播访谈室搭建方案。

[1]汪波.4K IP切换系统在5G媒体集成制作中的应用[J]. 现代电视技术，2019（06）：94-98.

作者简介：刘康华（1984-），男，广东中山，技术中心副主任，研究方向：广播电视工程 通信工程。