基于新媒体的超高清全媒体演播中心系统

2023-01-02杨涛

电视技术 2022年10期

杨涛

（诸暨市融媒体中心，浙江绍兴 311800）

0 引言

当前阶段，新媒体、超高清电视等技术在媒体领域内的应用，使得互联网成为信息文化传播的主阵地。这对于广播电视行业发展所依赖的重要资源造成了严重影响，大大削弱了广播电视行业的核心竞争力。为了充分利用新媒体技术的优势，推动媒体融合发展，加快对于超高清全媒体电视技术的应用，国内各大电视台纷纷开始对现有的演播厅进行4K超高清全媒体新闻演播中心系统改造，以便满足广播电视的媒体制作需求。本文就以某电视台的演播中心改造为例，从全媒体演播中心的整体设计规划、灯光系统设计、音频系统设计以及安全系统设计等方面对全媒体演播中心系统进行解析，期望能够为新型演播中心的设计提供一些借鉴。

1 全媒体演播中心设计框架

超高清全媒体新闻演播系统是一个演播室集群项目，其中包含了新闻演播技术系统、新媒体制作技术系统等模块。各个技术系统不仅可以独立使用，同时也可以级联使用。在对全媒体演播中心系统框架进行设计时，借鉴国内外先进的新闻制作流程以及岗位设计经验，在现有演播中心结构的基础之上，对节目应用场景进行科学、合理的设置，使得每一个区域都具有自己独特的优势，同时也保持一个协调、统一的的风格。

全媒体演播中心设计有时政新闻演播室和民生新闻演播室。新闻时政演播室主要负责新媒体中心直播和节目录制，而民生新闻演播室则主要负责大众生活新闻直播和节目录制。两个演播室彼此独立，互不干扰，同时也可以进行联级使用。为了在最大程度上保证两个演播室在同时进行录制时相互之间不被干扰，全媒体演播中心采用了双层隔音透明玻璃，并在两个演播室之间开设参观门。这样一来，就可以做到既满足对演播室不同功能区的划分，同时也使得整个演播室呈现出一体规划。

2 超高清摄像系统设计

全媒体演播中心采用了4讯道全高清数字式摄像机，摄像系统主要由实景演播室系统和两机位虚拟演播室系统两部分组成，所有的摄像机都使用固定机位进行安装。摄像机型号选用索尼公司生产的BVP-70P型EFP摄像机，寻像器可视区域安装的是大小为7英寸的HDVF-L750彩色液晶寻像器，该设备具有4∶3的标识线，能够为摄像人员在高清、标清同时进行播放时选择对应的构图。摄像系统还安装有摄像机控制单元CCU和摄像机控制面板RCP-1500。摄像机和控制单元以及控制面板之间采用光纤进行通信，以确保摄像系统具有稳定、可靠的信号数据传输功能。

此外，摄像系统还配备了具有三支全伺服超高清镜头和一支全伺服高清广角变焦镜头，将广角镜头安装在虚拟机位上，使得摄像取景角度更广，呈现出的画面层次感更为丰富。四个高清镜头全部都配备有伺服数字控制系统，从而对摄像机系统的位移、聚焦以及回看等功能进行控制，在降低摄像人员工作量的同时，也能够保证节目的播出质量。

3 灯光系统设计

相较于传统的演播室，全媒体演播中心的灯光设计包含人物光设计和环境光设计两部分内容。在对该全媒体演播中心系统进行灯光设计时，采用先进的灯光设计理念，对演播中心的舞美、灯光以及背景等内容进行了统一设计，使得其呈现出独具特色的广播电视节目视觉效果[1]。同时还为演播中心配备了先进的灯光设备设施，以便满足进行新闻播报、专题访谈等栏目制作对灯光的特殊要求。

3.1 灯光控制系统

该全媒体演播中心的灯光控制系统设计采用了双环网实时热备份的架构，使用网络信号来实现对灯光信号的控制，并安装DMX-512控制器作为灯光系统备用的双路信号，从而使得灯光控制系统具有较高的安全性能。该系统主要由网络管理计算机、灯光控制台、网络交换机、网关、信号放大器以及网络信号机柜等硬件设施组成。其中，灯光控制台共计有3台，两台安装在两个演播室的导控室之中，另外一台作为主控台使用。控制台均采用网络输出信号和演播室的网络信号机组柜进行连接，而演播室的两台机组柜之间则由网线进行联通。

演播中心的灯光控制系统采用了以太网控制技术，采用工业以太网网络交换机将灯光控制系统中各个节点的信号进行采集和集中，而交换机之间则采用六类屏蔽网线和光纤网络进行连接，从而构建起了一个环形冗余备份网络。该演播中心的网络系统共计有两个中继站，每个中继站都配备有网络带光纤模块、有源以太网（Power Over Ethernet，POE）供电交换机等[2]。中继站网络柜的供电模式采用不间断电源（Uninterrupted Power Supply，UPS）连续供电。系统中的灯光控制台采用双网络线路将其连接至网络交换机，并采用线路备份的方式将灯光控制台并入灯光网络系统中。所有演播室内的网络终端均采用POE供电方式，这样可以方便对网关设备的随时使用。完成上述所有设备的配置和安装之后，将灯光控制系统接入至灯光网络系统，采用相关控制软件来对灯光的参数进行设定。

3.2 灯光配电系统

灯光配电系统配备有电源配电柜1台、电源直通开关柜2台、市电总线1组以及UPS备用电源总线1组。其中，电源配电柜的总闸采用电流大小为800 A 的隔离开关，而分闸则采用电流大小为400 A的隔离开关。每台电源直通开关柜共计有96路回路，有一台电源直通开关柜与UPS电源相连，这样就能够确保演播室在录制节目过程中灯光的安全。

4 音频系统设计

该演播中心系统配备了两台由雅马哈公司生产的01V96i型调音台来对演播室中的音频信号进行采集，并且采用数字化方式对采集到的音频信号进行处理，以保证音频信号的质量。两台调音台之间相互独立，互为备用设备，这样能够在最大程度上保证节目录制期间的安全性，满足直播的需求。此外，两台调音台上还安装有8通道的I/O AES/EBU扩展卡，实现对音频信号的连通。

演播中心系统还配备了型号为EW312 G3的双通道数字无线话筒4套，这种无线话筒能够被应用于站播形式的节目录制；型号为MK836的播音话筒6套，该话筒清晰度较高、设计精巧，不会影响演播画面，主要用于新闻节目、访谈节目的录制。演播中心的导控室内还安装有两对监听音箱，一对主要用于对节目的监听，另一对则主要供主持人使用，方便导播和主持人之间进行沟通交流。

5 核心切换系统设计

作为整个演播中心视频系统的核心模块，切换台主要负责对信号的处理和节目的制作，其工作的效率对于节目最终的播出质量有着直接的影响，是整个视频系统中最为重要的组成部分。该演播中心系统采用松下公司生产的AV-HS6000MC超高清切换台，共计有32路输入通道，且每路输入通道都带帧同步，利用切换台具有的多画面分割功能来进行画面分割，从而大大降低了使用成本[3]。系统中的备用切换台采用松下公司生产的AV-HS410MC切换台，能够在主用切换台出现故障的时候代替主切换台进行工作，实现无缝切换，确保节目录制和播出期间的安全性。

切换台的应急矩阵采用的是32×32的NK-3G34矩阵，并配备了主备电源。该应急矩阵具有可靠性较高的优点，能够对录像信号、节目录制以及动态监看等进行实时调度。

6 安全系统设计

相较于传统演播中心，新媒体演播中心系统具有录制节目效率高、制作形式灵活多样等优势，但同时也存在着冗余备份能力不足的问题。演播中心系统采用流媒体推流的发布方式，注定了节目的播出会受到网络环境、设备性能等因素的影响。一旦在节目录制或者播出过程中出现网络中断的问题，就很容易造成安全播出事故。因而，要想确保直播期间的安全，还需要对系统的安全性能进行设计。

在组网结构方面，该系统配备了一台演播中心内网专用的交换机，负责对局域网网络设备接口（Network Device Interface，NDI）协议设备的连接任务，以此作为NDI数据流交换的封闭网络。此外，系统还配备有一台外网专用的交换机，承担系统接收外网IP流网关以及向外网推送IP流服务器进行防火墙隔离的任务。外网交换机和内网交换机的配合使用，共同构建起演播中心系统的安全策略。

在摄像头备份方面，系统采用了PTZ无人值守摄像头。该摄像头必须选用NDI信号，这就导致PTZ摄像头的信号链路会因网络故障而受到影响。为了解决该问题，需要对PTZ摄像头进行设计，采用基带和NDI两路独立信号链路来连接PTZ摄像头。如此一来，即便是在NDI信号中断的情况下，也可以通过手动模式将PTZ摄像头切换至基带链路上。如果要对摄像机的机位进行调整，则可以在技术人员的帮助下通过调整PTZ摄像头机位来完成。

在核心切换设备安全设计方面，考虑到TCI切换台存在单一故障点的问题，为了保证切换系统能够安全进行工作，设计了除TCI切换台之外的另一条独立链路。该链路包含应急矩阵面板和备份推流服务器两部分[4]。并且，该链路中备份推流服务器的参数设定和TCI切换台中的推流参数设定保持一致。如此以来，就可以在TCI切换台出现故障时，实现无缝切换至应急矩阵面板。此外，PGM信号会利用备份推流服务器来开展同步推流，但需要切换发布端的信号流。而在演播中心系统的外网出现故障的情况下，就可以使用应急矩阵来调取新媒体的基带信号，并利用基带信号接口连接至4G无线背包来完成对节目的推流[5]。