湖南廣播電視臺高清電視轉(zhuǎn)播車群的設(shè)計(jì)

李 萍，曾 杜

（湖南廣播電視臺，湖南 長沙，410003）

1 前言

湖南廣播電視臺的高清系統(tǒng)建設(shè)起步于2006年，第一個高清電視制作系統(tǒng)是一輛16訊道高清電視轉(zhuǎn)播車。16訊道高清電視轉(zhuǎn)播車設(shè)計(jì)要求滿足BOB（北京奧林匹克轉(zhuǎn)播）標(biāo)準(zhǔn)的B類車規(guī)范，并參加2008年北京奧運(yùn)會馬術(shù)比賽（賽場位于香港）的電視轉(zhuǎn)播。湖南廣電技術(shù)團(tuán)隊(duì)從設(shè)計(jì)第一輛高清電視轉(zhuǎn)播車開始，就有一個清晰的設(shè)計(jì)思想，即根據(jù)國際領(lǐng)先的高清電視技術(shù)的應(yīng)用，前瞻性地制定每個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，使每個系統(tǒng)滿足不同場合、規(guī)模的轉(zhuǎn)播需要，既可以獨(dú)立運(yùn)用，又可以組建成超大規(guī)模的轉(zhuǎn)播車群，協(xié)同工作、完整一體。依照這個設(shè)計(jì)思想，2007年建設(shè)了一輛5.1CH音頻車、2輛衛(wèi)星車；2008年改造了一輛8訊道高清電視轉(zhuǎn)播車；2010年正在設(shè)計(jì)建設(shè)一輛10訊道高清電視轉(zhuǎn)播車，輔以多臺整備車、電瓶工具車，逐步形成了一個功能完整、超大型規(guī)模的高清電視轉(zhuǎn)播車集群。

本文通過對湖南廣播電視臺高清電視轉(zhuǎn)播車群的16訊道、8訊道和10訊道車的功能設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、多車級聯(lián)等技術(shù)特點(diǎn)的闡述，對高清電視轉(zhuǎn)播車群集中體現(xiàn)的統(tǒng)一規(guī)劃、突出個性的設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)探討。

2 高清電視轉(zhuǎn)播車群的總體規(guī)劃

2.1 高清電視轉(zhuǎn)播車群的系統(tǒng)功能劃分

轉(zhuǎn)播車群的設(shè)計(jì)規(guī)劃是基于系統(tǒng)的功能定位，說到底就是為了滿足節(jié)目制作的需要。我們規(guī)劃的高清電視轉(zhuǎn)播車群擔(dān)負(fù)的主要任務(wù)是湖南衛(wèi)視和經(jīng)視等地面頻道大型節(jié)目的高清直播和錄制。湖南衛(wèi)視的節(jié)目制作具有兩方面的特點(diǎn)：一方面，以大量的娛樂類自辦節(jié)目播出為主，每天播出兩檔綜藝類自辦大型節(jié)目，全年約600場次，除去演播室的工作量，轉(zhuǎn)播車群全年約擔(dān)負(fù)300場次；另一方面，節(jié)目創(chuàng)新快、形式變化多、錄制靈活性大，此外，還經(jīng)常承接大型國際賽事和項(xiàng)目的轉(zhuǎn)播工作。

針對以上目標(biāo)和節(jié)目生產(chǎn)需求，我們在高清電視轉(zhuǎn)播車群設(shè)計(jì)規(guī)劃上有如下功能定位：

a. 國際化的節(jié)目制作——大型體育和項(xiàng)目類節(jié)目直播和錄制，積累國際轉(zhuǎn)播的經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)對外交流與合作；

b. 節(jié)目規(guī)模大——要求系統(tǒng)訊道足夠，系統(tǒng)規(guī)模要匹配，具有擴(kuò)展能力；

c. 節(jié)目創(chuàng)新快——要求系統(tǒng)中心制作設(shè)備功能強(qiáng)大，并配備特種設(shè)備，有一定的前瞻性；

d. 衛(wèi)視頻道高清制作和地面頻道標(biāo)清制作——要求兼顧高標(biāo)清制作。

在認(rèn)真分析湖南衛(wèi)視及湖南廣播電視臺其他節(jié)目需求的前提下，同時，綜合考慮國際各大轉(zhuǎn)播公司高清電視轉(zhuǎn)播車規(guī)范，我們確定的湖南廣播電視臺高清轉(zhuǎn)播車群的規(guī)劃是：

（1）16訊道高清電視轉(zhuǎn)播車

作為主要的前期轉(zhuǎn)播系統(tǒng)，具備完成國際一般體育賽事、大型活動的高清電視直播和錄制能力；作為常規(guī)制作系統(tǒng)，充當(dāng)移動的大型演播室高清電視中心制作系統(tǒng)，特別是具有滿足湖南衛(wèi)視綜藝節(jié)目環(huán)節(jié)復(fù)雜、實(shí)時特技高要求的制作能力，可完成室外季節(jié)性節(jié)目的錄制制作任務(wù)；在更高訊道要求的節(jié)目制作條件下，作為主車能夠與8訊道高清電視轉(zhuǎn)播車、10訊道高清電視轉(zhuǎn)播車、C波段數(shù)字衛(wèi)星直播車等級聯(lián)，形成超大規(guī)模的高清電視制作系統(tǒng)，完成國際大型體育賽事和超大規(guī)?；顒拥闹辈ヅc錄制。

（2）8訊道高清電視轉(zhuǎn)播車

具備獨(dú)立完成國內(nèi)大中型社會活動、一般體育賽事、綜合文藝節(jié)目的現(xiàn)場高清電視直播和錄制的各項(xiàng)任務(wù)；能夠以高清電視制作為內(nèi)核，承擔(dān)標(biāo)清電視制作任務(wù)。

（3）10訊道高清電視轉(zhuǎn)播車

具備獨(dú)立完成國內(nèi)大型體育賽事、大型綜藝節(jié)目的現(xiàn)場高清電視直播和錄制的各項(xiàng)任務(wù)；與8訊道高清電視轉(zhuǎn)播車、16訊道高清電視轉(zhuǎn)播車形成規(guī)模遞進(jìn)，滿足國內(nèi)外高清電視節(jié)目制作的需要。

2.2 高清電視轉(zhuǎn)播車群主體設(shè)備的選型設(shè)計(jì)

對于主體設(shè)備的選型，我們堅(jiān)持品牌的一致性，主要是基于以下的原因：

（1）技術(shù)指標(biāo)因素，同品牌同系列的主體設(shè)備，在多系統(tǒng)的級聯(lián)及設(shè)備跨系統(tǒng)調(diào)用時能夠方便做到信號技術(shù)指標(biāo)一致；

（2）安全因素，各系統(tǒng)的主體設(shè)備可以同品牌備份，使各系統(tǒng)的設(shè)備安全性大大提高；

（3）資金節(jié)約因素，多系統(tǒng)的大批量設(shè)備集中采購，使?fàn)幦≡O(shè)備廠商較大的商務(wù)優(yōu)惠成為可能；同時，對于攝像機(jī)、錄像機(jī)等設(shè)備，系統(tǒng)集成規(guī)模做足，但是在實(shí)際采購時，差額配置，設(shè)備可以在各系統(tǒng)之間調(diào)用，提高設(shè)備的使用率，節(jié)省設(shè)備資金投入；

（4）人員培訓(xùn)因素，從標(biāo)清到高清的轉(zhuǎn)換過程中，湖南廣播電視臺的節(jié)目生產(chǎn)量一直維持高位，對于技術(shù)人員的新設(shè)備使用和維護(hù)培訓(xùn)是一個工作量很大的細(xì)致工作，主體設(shè)備的同品牌同系列甚至同型號，可以大大地減少高清電視設(shè)備的培訓(xùn)工作量，同時，技術(shù)人員在各系統(tǒng)中相互調(diào)用，可以極大地提高設(shè)備和人員工作效率。

經(jīng)過周密的調(diào)研和考量，我們把主體設(shè)備的品牌確定如下：

a. 切換臺：SONY公司MVS-8000系列；

b. 攝像機(jī)：SONY公司HDC-1580系列；

c. 錄像機(jī)：SONY公司HDCAM格式錄像機(jī)或松下公司HD D5格式錄像機(jī)；

d. 顯示設(shè)備：HD/SD信號經(jīng)多畫面分割器轉(zhuǎn)成DVI信號至顯示屏；

e. 周邊設(shè)備：Miranda公司系列產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)總臺級別的集中監(jiān)測監(jiān)控；

f. 通話系統(tǒng)：CLEARCOM公司Eclipse-PiCoZ通話矩陣；

g. 字幕機(jī)：新奧特公司神筆A9。

3 高清電視轉(zhuǎn)播車的技術(shù)特點(diǎn)

高清電視轉(zhuǎn)播車在信號鏈路上，一路由信號源（攝像機(jī)、錄像機(jī)、字幕機(jī)、外來信號、話筒）進(jìn)入切換臺，進(jìn)行切換、疊加字幕、特技制作；一路由信號源（攝像機(jī)、錄像機(jī)、字幕機(jī)、外來信號）進(jìn)入視頻矩陣，進(jìn)行信號調(diào)度，包括顯示監(jiān)視、技術(shù)檢測、應(yīng)急備份等；切換臺主節(jié)目輸出與應(yīng)急矩陣輸出的備份信號經(jīng)應(yīng)急倒換開關(guān)后，進(jìn)行加嵌、分配等處理，輸出到錄像機(jī)進(jìn)行錄制。

湖南廣播電視臺高清電視轉(zhuǎn)播車群在各車功能統(tǒng)一規(guī)劃的前提下，恰到好處地對各轉(zhuǎn)播車進(jìn)行了獨(dú)具匠心的車體布局和資源匹配，使整個高清電視轉(zhuǎn)播車群在統(tǒng)一規(guī)劃的基礎(chǔ)上，彰顯鮮明的個性特征。高清電視轉(zhuǎn)播車信號鏈路簡化流程如圖1所示。

3.1 16訊道高清電視轉(zhuǎn)播車

對于車體拖掛結(jié)構(gòu)，廂體采用雙側(cè)拉方式，分音頻區(qū)、第一制作區(qū)、第二制作區(qū)、技術(shù)區(qū)四個分區(qū)，各區(qū)之間有活動隔斷，每個區(qū)域既可以獨(dú)立封閉工作，也可以敞開成一個大區(qū)域工作。全車滿足制作團(tuán)隊(duì)22個工位。第一制作區(qū)側(cè)拉廂，采用監(jiān)視墻和第一排工位下沉式的設(shè)計(jì)以及呈弧形布局的大監(jiān)視墻，有效地照顧了后排的視線，使整個區(qū)域布局清晰，工作環(huán)境舒適，如圖2所示。各顯示器信號源通過矩陣靈活調(diào)度，實(shí)現(xiàn)源名跟隨，可以根據(jù)不同的節(jié)目、不同的制作團(tuán)隊(duì)靈活設(shè)置各路顯示信號。

主監(jiān)視墻采用窄邊的電腦顯示屏，不僅滿足高清分辨率的顯示要求，而且美觀、大氣，大大降低了設(shè)備投資成本。3級ME切換臺、主副雙面板配置，主備雙調(diào)音臺，不僅提高了系統(tǒng)的靈活性和安全性，而且大大擴(kuò)展了系統(tǒng)的制作能力，第一制作區(qū)和第二制作區(qū)可以同時制作兩套內(nèi)容不同的電視節(jié)目。系統(tǒng)配備高速攝像機(jī)2套SONY HDC-3300，魚竿攝像機(jī)1套POLECAM 72X-HD-ICO，2臺高速EVS，1臺標(biāo)速EVS，帶PF功能的88倍箱式鏡頭2個，101倍1個。此外，系統(tǒng)具備5.1環(huán)繞立體聲音頻制作能力。

3.2 8訊道高清電視轉(zhuǎn)播車

車體采用直掛式，無側(cè)拉廂結(jié)構(gòu)，高效利用空間，設(shè)計(jì)緊湊，使用靈活，適合道路條件不良、環(huán)境空間較狹小的場地，滿足制作團(tuán)隊(duì)10人的工位要求，如圖3所示。利用湖南衛(wèi)視經(jīng)濟(jì)頻道原BAF轉(zhuǎn)播車車體，保留原車的供電系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)，配備UPS電源，改造機(jī)架布局，節(jié)省了資金投入。

集成緊湊優(yōu)化，布局簡潔明快，系統(tǒng)功能齊全。切換臺選擇2.5級ME特技切換臺，攝像機(jī)以8訊道固定配置。針對湖南衛(wèi)視節(jié)目制作中，大屏幕使用靈活多樣的特點(diǎn)，一方面設(shè)計(jì)豐富的格式轉(zhuǎn)換接口，兼顧高、標(biāo)清電視節(jié)目制作，另一方面，簡便的可編程矩陣控制方式，配備靈活的矩陣面板，實(shí)現(xiàn)信號的靈活調(diào)度和現(xiàn)場屏幕信號切換。

3.3 10訊道高清電視轉(zhuǎn)播車

車體采用直掛式，單側(cè)拉箱體結(jié)構(gòu)，滿足制作團(tuán)隊(duì)16人的工位要求，如圖4所示。系統(tǒng)功能強(qiáng)大且車體機(jī)動靈活。配置2.5級ME切換臺，每級ME內(nèi)置4通道特技功能，每級不少于2個全功能鍵，幀存容量大于1 000幀。集成設(shè)計(jì)10訊道，實(shí)際配置8訊道。配置64×64高標(biāo)清自適應(yīng)視頻矩陣，4路多格式轉(zhuǎn)換器，4路幀同步接口，滿足靈活的信號調(diào)度和系統(tǒng)擴(kuò)展。

硬盤錄放通道6路，一方面豐富了現(xiàn)場節(jié)目的特殊信號的錄制能力，另一方面為切換臺提供三維的鍵通道，將包裝工作室預(yù)先制作的三維場景、三維物件與現(xiàn)場節(jié)目合成，豐富了節(jié)目畫面的表現(xiàn)手段。系統(tǒng)具備5.1環(huán)繞立體聲音頻制作能力。

4 高清電視轉(zhuǎn)播車群級聯(lián)的新理念

湖南廣播電視臺高清電視轉(zhuǎn)播車群的級聯(lián)有別于傳統(tǒng)單純的僅提供視頻信號的轉(zhuǎn)播車級聯(lián)，具有國際領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)控制、全盤接管的新理念：以同種攝像機(jī)、切換臺和矩陣組合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的一致性和可擴(kuò)展性；以Clear-Com通話矩陣為通訊核心，實(shí)現(xiàn)高清電視轉(zhuǎn)播車群通訊的統(tǒng)一；以VSM為控制核心，實(shí)現(xiàn)高清電視轉(zhuǎn)播車群控制的統(tǒng)一。

4.1 VSM（The Virtual Studio Managers）的功能特點(diǎn)

VSM以虛擬矩陣的方式，將控制體系內(nèi)的所有物理層設(shè)備簡單化為虛擬的輸入和輸出端口，不問信號類型（視頻、音頻），將端口信號一一對應(yīng)到虛擬矩陣中，甚至在設(shè)備中可能并無物理端口，比如切換臺的幀存、彩底、黑底、虛擬源名等，這些在切換臺內(nèi)部處理中的信號也可以虛擬為一個輸入或一個輸出，虛擬矩陣的規(guī)模達(dá)到5 000×5 000的規(guī)模，如圖5所示，所有的源名及TALLY控制也都由VSM產(chǎn)生。

VSM通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)把主備服務(wù)器、VSM控制面板、VSM源名顯示單元、VSM控制協(xié)議轉(zhuǎn)換單元、GPIO控制單元和電視系統(tǒng)設(shè)備以TCP/IP的協(xié)議或轉(zhuǎn)換成422、232協(xié)議連接起來，統(tǒng)一分配好IP地址及ID號，就能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制了。如：對SONY設(shè)備的控制是通過TCP/IP協(xié)議來實(shí)現(xiàn)與SONY的控制體系S-BUS的連接，實(shí)現(xiàn)對矩陣和切換臺ME及AUX母線的切換控制。VSM接收來自于SONY切換臺或視頻矩陣等的指令再轉(zhuǎn)發(fā)指令給分割器和CCU等設(shè)備實(shí)現(xiàn)多色的TALLY控制，VSM能根據(jù)需要提供動態(tài)或靜態(tài)源名給切換臺、視音頻矩陣及分割器等，從而實(shí)現(xiàn)源名跟隨。

在進(jìn)行轉(zhuǎn)播車群的級聯(lián)時，對于控制部分就只是VSM的CONFIGURATION的大小問題，物理連接只需要一根網(wǎng)線，這個CONFIGURATION是可以提前就可以做好的，當(dāng)然它是需要有一個整體的前瞻設(shè)計(jì)的，把不同的系統(tǒng)提前做好統(tǒng)一的IP和ID規(guī)劃，這樣就能輕松實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的級聯(lián)，而又不影響它作為一個獨(dú)立系統(tǒng)時的使用控制，總之，這是一個系統(tǒng)工程，VSM系統(tǒng)是這個系統(tǒng)工程的控制核心，也是區(qū)別于以往傳統(tǒng)級聯(lián)的關(guān)鍵所在。

4.2 高清電視轉(zhuǎn)播車群級聯(lián)實(shí)例

傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)的級聯(lián)，一般來說以二級切換的形式來達(dá)到，即將轉(zhuǎn)播車的信號經(jīng)本系統(tǒng)的切換臺制作之后，從轉(zhuǎn)播車PGM信號作為主轉(zhuǎn)播車的一路外來信號，與主車系統(tǒng)的其他信號源再進(jìn)行二級切換制作。主、從轉(zhuǎn)播車使用各自系統(tǒng)的TALLY提示和信號源名。但是在湖南廣播電視臺高清電視轉(zhuǎn)播車群級聯(lián)中，遠(yuǎn)不止這樣功能單一，下面以16訊道車（主轉(zhuǎn)播車）和8訊道車（從轉(zhuǎn)播車）級聯(lián)為例進(jìn)行說明。

將從轉(zhuǎn)播車（8訊道）的所有訊道信號源接入主轉(zhuǎn)播車（16訊道）系統(tǒng)，24路信號源全部進(jìn)入主切換臺，構(gòu)成一個龐大的訊道系統(tǒng)，進(jìn)行切換制作。同時，主轉(zhuǎn)播車的所有訊道的信號源也可以輸入到從轉(zhuǎn)播車，從車的切換臺可以作為主系統(tǒng)的備份，如圖6所示。通過主轉(zhuǎn)播車136×128大型矩陣，調(diào)度主顯示墻各顯示器信號源，將所有24個訊道及放像機(jī)信號合理布局，獨(dú)立顯示，并實(shí)現(xiàn)信號源名跟隨，供導(dǎo)播監(jiān)看、掌控。

從轉(zhuǎn)播車以主轉(zhuǎn)播車的同步信號采用外同步工作模式，實(shí)現(xiàn)兩車信號的同步。通話系統(tǒng)級聯(lián)成統(tǒng)一的整體，將16訊道高清車上兩個Clear-Com 32×32的Eclipse全雙工數(shù)字通話矩陣與8訊道高清車上一個32×32的Eclipse通話矩陣級聯(lián)，構(gòu)成了一個64×64的龐大通話系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)級聯(lián)工作時兩車的通話面板、攝像機(jī)、現(xiàn)場導(dǎo)演等之間的點(diǎn)對點(diǎn)的精確通聯(lián)。

對于VSM系統(tǒng)通過一根網(wǎng)線就實(shí)現(xiàn)兩個轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)級聯(lián)的控制統(tǒng)一，如圖7所示。在級聯(lián)實(shí)施中分為三個層面解決切換、源名、TALLY等相關(guān)控制要素：

（1） 編制IP地址，編制整個轉(zhuǎn)播車群設(shè)備各信號源、各端口的IP地址碼，使設(shè)備之間IP不相互沖突，信號源名、TALLY信號與IP地址對應(yīng)。

（2）確定信號源名，主顯示墻是畫面分割器+IT屏的顯示方式，其信號源與矩陣的輸出相對應(yīng)的，在通過矩陣設(shè)置顯示墻各顯示器的信號源時，其源名就會跟隨矩陣的切換而發(fā)生源名的改變，實(shí)現(xiàn)動態(tài)源名跟隨。

（3）TALLY指示， 攝像機(jī)CCU的是通過GPI的方式進(jìn)行TALLY驅(qū)動的，VSM通過GPIO-BOX實(shí)現(xiàn)對TALLY驅(qū)動的轉(zhuǎn)換；而且，VSM中有相關(guān)的部分專門設(shè)置GPIO的對應(yīng)關(guān)系，TALLY源可以是不同的切換臺、矩陣，這樣就輕松解決以前很難解決的應(yīng)急TALLY和雙色TALLY等問題，只需在軟件上進(jìn)行簡單操作就可以任意改變TALLY的對應(yīng)關(guān)系。

5 結(jié)束語

湖南廣播電視臺自2007年開始進(jìn)行高清電視系統(tǒng)改造，至今逐步形成了1輛16訊道高清電視轉(zhuǎn)播車，1輛8訊道高清轉(zhuǎn)播車，1輛10訊道高清轉(zhuǎn)播車（設(shè)計(jì)建設(shè)中）等為主體的高清電視轉(zhuǎn)播車群的規(guī)模。曾有同業(yè)者說，當(dāng)今世界缺乏的不是技術(shù)而是技術(shù)應(yīng)用，而推動技術(shù)應(yīng)用的原始動力是創(chuàng)新生產(chǎn)和規(guī)劃設(shè)計(jì)。2006年當(dāng)湖南廣播電視臺開始規(guī)劃高清電視轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)時，國內(nèi)電視制作領(lǐng)域很少有人認(rèn)識高清，時至2009年9月28日，當(dāng)湖南衛(wèi)視作為全國第一批高標(biāo)清同播的電視頻道播出時，還有相當(dāng)多的電視臺才剛剛開始理解高清，由此我們深感創(chuàng)新和規(guī)劃的難能可貴。同時，應(yīng)該看到的是，在電視技術(shù)從業(yè)人員專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)和提高、電視技術(shù)專業(yè)化操作規(guī)范的形成等方面，我們與國際電視制作水平還存在差距。先進(jìn)的系統(tǒng)裝備、專業(yè)的技術(shù)素養(yǎng)、規(guī)范的技術(shù)流程，是所有電視工作者努力的目標(biāo)。