影視非編實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)的技術(shù)基礎(chǔ)研究

王福來(lái) 蔣雪明 田 毅

摘要 從影視非線性編輯實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)出發(fā),對(duì)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)的意義進(jìn)行分析,研究當(dāng)前的技術(shù)基礎(chǔ)及相應(yīng)組網(wǎng)方案的運(yùn)行機(jī)制。

關(guān)鍵詞 網(wǎng)絡(luò)化;非線性編輯實(shí)驗(yàn)室;技術(shù)基礎(chǔ)

中圖分類號(hào):G482 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):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

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,影視非線性編輯實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代。傳統(tǒng)的非線性編輯系統(tǒng)主要是配備了專用板卡及其他外圍硬件設(shè)備的有卡工作站,很多單位的影視編輯實(shí)驗(yàn)室還有有卡非編系統(tǒng),但是系統(tǒng)的價(jià)格較高,升級(jí)代價(jià)大,素材復(fù)制質(zhì)量差,傳輸速度慢,不容易實(shí)現(xiàn)資源共享,已經(jīng)難以滿足大規(guī)模實(shí)踐創(chuàng)作的需要。

計(jì)算機(jī)技術(shù)成熟以后,非線性編輯實(shí)驗(yàn)室廣泛采用無(wú)卡工作站,即PC機(jī)安裝非編軟件棧,但是由于脫離了有卡非編環(huán)境,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容很難與電視節(jié)目制作實(shí)踐相結(jié)合。另外,各單機(jī)重復(fù)存儲(chǔ)音視頻素材,造成存儲(chǔ)介質(zhì)的緊張和浪費(fèi)。只有通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將有卡非編系統(tǒng)和無(wú)卡非編系統(tǒng)連接起來(lái),整合資源共享共用,才能滿足影視編輯的實(shí)際需求。

2 非編實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)的技術(shù)基礎(chǔ)

2.1 壓縮編碼技術(shù)在目前的數(shù)字編碼領(lǐng)域,MPEG-2格式以較高的效率、良好的視音頻質(zhì)量和足夠的靈活性等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為通行的標(biāo)準(zhǔn),所以網(wǎng)絡(luò)非編系統(tǒng)可以圍繞這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工作。

2.2 CPU+GPU技術(shù)CPU+GPU技術(shù)是目前主流非編系統(tǒng)的技術(shù)核心,主要是利用PC以及復(fù)雜度不高的音視頻接口卡,再輔以相關(guān)軟件,完成所有上載、編輯、下載等功能。CPU負(fù)責(zé)音視頻解碼運(yùn)算,顯卡GPU負(fù)責(zé)視頻特技與合成運(yùn)算,基于PCI總線的I/O卡提供形式多樣的模擬與數(shù)字接口,負(fù)責(zé)音視頻信號(hào)的輸入輸出。這種架構(gòu)無(wú)需專業(yè)板卡,性價(jià)比高,依靠軟件就能實(shí)現(xiàn)視音頻混編、特效以及三維特技,而且硬件和軟件都易于升級(jí)。

2.3 軟件技術(shù)目前的非編軟件已經(jīng)能夠支持如M-JPEG、MPEG-2 I、MPEG-2 IBP、DVCPRO、WMV9等多格式視音頻混編,還可以通過(guò)添加插件的方式支持未來(lái)新的視音頻格式。同時(shí)支持ALPHA通道的視頻軌編輯,可以將3DMax、After Effect等第三方軟件渲染出的序列文件進(jìn)行編輯,可以采用軟件方式直接生成三維特技。音頻方面支持5.1聲道,內(nèi)置混音器,支持更多聲軌。生成文件的格式也很豐富,便于存儲(chǔ)、硬盤播出或網(wǎng)絡(luò)傳輸。

2.4 FC-SAN技術(shù)FC(Fiber Channel,光纖通道),SAN(Storage Area Network,存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)),FC-SAN是光纖網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)的組合,所以又稱“雙網(wǎng)”架構(gòu)。雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)借助FC通道構(gòu)建一個(gè)高速網(wǎng)絡(luò),供有卡工作站實(shí)時(shí)處理和存儲(chǔ)高碼率的音視頻素材;千兆網(wǎng)用于傳輸高壓縮比、低質(zhì)量的視音頻素材和整個(gè)系統(tǒng)的管理。

大容量和高速度的FC磁盤陣列作為網(wǎng)絡(luò)中心存儲(chǔ)體,用來(lái)存儲(chǔ)節(jié)目和素材文件,供網(wǎng)內(nèi)站點(diǎn)共享使用。工作時(shí),有卡工作站將低壓縮比、高質(zhì)量、高速率的視音頻素材傳輸?shù)紽C硬盤陣列,實(shí)現(xiàn)快速上載;高壓縮比、低質(zhì)量的視音頻素材利用千兆以太網(wǎng)傳到以太網(wǎng)服務(wù)器硬盤中,各個(gè)無(wú)卡工作站可調(diào)用該服務(wù)器的素材進(jìn)行非線性編輯,編輯好的節(jié)目形成EDL,輸出時(shí)根據(jù)EDL文件,在硬盤陣列中用相應(yīng)的高質(zhì)量素材替換低畫(huà)質(zhì)素材,最后形成高質(zhì)量的節(jié)目輸出。

FC在高碼率、大數(shù)據(jù)量的視音頻文件的實(shí)時(shí)讀寫(xiě)運(yùn)用中,能提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)帶寬,保證非編網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)編輯無(wú)阻塞地穩(wěn)定運(yùn)行;這種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)非編系統(tǒng)能提供實(shí)時(shí)的廣播級(jí)視音頻素材訪問(wèn),有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理功能。但是要保證每臺(tái)編輯站點(diǎn)實(shí)時(shí)編輯的讀寫(xiě)帶寬,必須采用吞吐帶寬很高的高端FC磁盤陣列,同時(shí)還要使用端口數(shù)更多的FC交換機(jī),再加上光纖網(wǎng)絡(luò)本身不菲的價(jià)格,使得該結(jié)構(gòu)常見(jiàn)于高端實(shí)驗(yàn)室和副省級(jí)以上電視臺(tái),而不適合在中低端實(shí)驗(yàn)室使用。

2.5 NAS技術(shù)NAS(Network Attached Storage,網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ))是專用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器,包括存儲(chǔ)器件(例如磁盤陣列、CD/DVD驅(qū)動(dòng)器、磁帶驅(qū)動(dòng)器或可移動(dòng)的存儲(chǔ)介質(zhì))和內(nèi)嵌系統(tǒng)軟件,可提供跨平臺(tái)文件共享功能。NAS和SAN區(qū)別就在于NAS有文件操作和管理系統(tǒng),而SAN卻沒(méi)有這樣的系統(tǒng)功能,其功能僅僅停留在文件管理的下一層,即數(shù)據(jù)管理。

以此技術(shù)為基礎(chǔ)的架構(gòu)中,NAS獨(dú)占節(jié)點(diǎn),通過(guò)服務(wù)器集中存儲(chǔ)、管理和處理網(wǎng)絡(luò)中的所有數(shù)據(jù)。這種結(jié)構(gòu)組網(wǎng)簡(jiǎn)單,管理方便,適用于中型規(guī)模的非編實(shí)驗(yàn)室。但是因?yàn)閿?shù)據(jù)傳輸需要經(jīng)過(guò)打包和多層協(xié)議棧,容易產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)擁堵,這對(duì)于大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)不太適合。

2.6 IP-SAN技術(shù)IP-SAN就是基于iSCSI協(xié)議將TCP/IP和SAN結(jié)合起來(lái)在以太網(wǎng)中運(yùn)行,存儲(chǔ)磁盤陣列成為IP可尋址的設(shè)備,在客戶端就像一塊本地磁盤。IP-SAN比“雙網(wǎng)”架構(gòu)具有造價(jià)相對(duì)較低、網(wǎng)絡(luò)管理簡(jiǎn)單、網(wǎng)絡(luò)兼容性好的優(yōu)點(diǎn),傳輸數(shù)據(jù)的性能良好,逐步成為中型以下網(wǎng)絡(luò)的首選。IP-SAN是一種純粹的千兆以太網(wǎng)結(jié)構(gòu),存儲(chǔ)服務(wù)器可以采用SCSI或SATA硬盤組成的RAID陣列,在性能上很接近雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)。但是與光纖網(wǎng)卡、光纖磁盤陣列、光纖交換機(jī)等設(shè)備的高昂價(jià)格相比,IP-SAN的造價(jià)要低很多。

IP-SAN具有1 Gbps傳輸帶寬,理論上能夠負(fù)擔(dān)20臺(tái)標(biāo)清工作站同時(shí)進(jìn)行雙軌編輯的網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷,基本可以滿足常規(guī)實(shí)驗(yàn)需要。如果需要建設(shè)中等規(guī)模以上的非編網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室,或者建設(shè)高清非編實(shí)驗(yàn)室,除了考慮網(wǎng)絡(luò)帶寬開(kāi)銷之外,還要考慮磁盤陣列的存儲(chǔ)空間和吞吐帶寬,以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性,這時(shí)就應(yīng)該采用分布式存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),即多級(jí)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)。

在IP-SAN子網(wǎng)內(nèi),還可以封閉工作站USB接口并加裝還原卡,所有上傳和下載工作由指定的高安全等級(jí)工作站完成,此舉也為實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)安全提供一定保證。

3 結(jié)語(yǔ)

信息技術(shù)的不斷發(fā)展,為影視編輯實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)提供了豐富的技術(shù)支持和方案選擇,各部門可以根據(jù)實(shí)際需求和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ),在影視編輯實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)化改造或建設(shè)時(shí),按照綜合效益最大化原則,選擇合適的網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)方案。