全媒體高清小型演播室的設(shè)計(jì)

任天浩

(江蘇省徐州市銅山區(qū)廣播電視臺，江蘇 徐州 221000)

近年來，電視媒體面臨著行業(yè)內(nèi)外越來越激烈的競爭，銅山電視臺組建了一個100平方米的高清全媒體的演播室系統(tǒng)。

1 演播室概況

演播室的面積并不大，但既有實(shí)景LED無縫大屏，又有虛擬演播室，可以虛實(shí)結(jié)合，虛擬植入效果。舞美系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)、圖文顯示系統(tǒng)，視音頻信號處理系統(tǒng)，多媒體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等配合演播室節(jié)目錄播，真正體現(xiàn)全媒體高清的獨(dú)特優(yōu)勢。

2 演播室的設(shè)計(jì)理念

我臺演播室以楚河漢界的象棋盤為創(chuàng)意源頭，結(jié)合中國的交通、戰(zhàn)爭、金鼓旌旗、金戈鐵馬的創(chuàng)意元素，把鼓和主播臺結(jié)合在一起。藍(lán)廂區(qū)的虛實(shí)結(jié)合更充分利用當(dāng)代電腦制圖技術(shù)和電視節(jié)目相結(jié)合，模擬無法重現(xiàn)的畫面，演繹銅山厚重的歷史文化。

3 演播室的四個景區(qū)和技術(shù)應(yīng)用

3.1 演播室的四個景區(qū)

新聞主播區(qū)、點(diǎn)評區(qū)、咨詢新聞區(qū)、藍(lán)箱虛擬區(qū)是銅山臺演播室的四個景區(qū)。這四個景區(qū)以新聞主播區(qū)和藍(lán)箱虛擬區(qū)為兩個主區(qū)，點(diǎn)評區(qū)和咨詢新聞區(qū)可虛可實(shí)配合新聞主播區(qū)，主持人可以在虛實(shí)景中移動變換位置，以增加節(jié)目的靈活性。

3.1.1 新聞主播區(qū)

新聞主播區(qū)，嚴(yán)謹(jǐn)、大氣、規(guī)矩，主要由LED大屏和播音桌組成，左右兩側(cè)配以點(diǎn)評區(qū)和咨詢區(qū)以起到輔助作用。導(dǎo)播間的視音頻信號處理系統(tǒng)可以對大屏的播放內(nèi)容進(jìn)行多方位多角度的控制，大小、內(nèi)容、樣式，即可播放錄播內(nèi)容，又可與場外記者進(jìn)行實(shí)時互動，隨時切播實(shí)時畫面。

點(diǎn)評區(qū)和咨詢區(qū)可作為站播類節(jié)目的主要背景，這兩個區(qū)域可單獨(dú)用攝像機(jī)成像，也可與新聞主播區(qū)構(gòu)成一個整體，使主持人從坐播過渡到站播，增加節(jié)目的靈活性。

3.1.2點(diǎn)評區(qū)

點(diǎn)評區(qū)分兩部分組成：三聯(lián)屏和圖文點(diǎn)評系統(tǒng)。

三聯(lián)屏是等離子監(jiān)視器組合成視頻融合屏幕，實(shí)現(xiàn)1×3橫向三屏關(guān)聯(lián)顯示，由一只三合一畫面融合器將3個屏幕組合顯示為一幅圖像，可以滾動播出熱點(diǎn)標(biāo)題，也可以三屏分別播出不同畫面。圖文點(diǎn)評系統(tǒng)的主要組成部分是80寸的監(jiān)視器，另外它還包括遙控器，iapd端，導(dǎo)播顯示器和點(diǎn)評工作站等組件。讀報點(diǎn)評綜合系統(tǒng)系統(tǒng)和ipad控制系統(tǒng)目前在我臺的新聞類節(jié)目中已經(jīng)使用。

3.1.3 咨詢新聞區(qū)

咨詢新聞區(qū)采用了虛擬摳像視頻窗口，現(xiàn)實(shí)裝修中我臺采用了藍(lán)板，將摳像內(nèi)容虛擬植入此藍(lán)板，根據(jù)不同節(jié)目虛擬植入相關(guān)內(nèi)容。

3.1.4 藍(lán)箱虛擬區(qū)

我臺采用的藍(lán)箱虛擬區(qū)是DLP的虛擬演播室技術(shù)，它是除新聞主播區(qū)外另一個重要的組成部分，它和新聞主播區(qū)一虛一實(shí)，兩相呼應(yīng)。攝像機(jī)跟蹤、三維場景生成、色鍵是虛擬演播室系統(tǒng)中三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它們決定了虛擬演播室的質(zhì)量和性能。

首先，藍(lán)箱虛擬區(qū)的工作流程如下：藍(lán)箱中的主持人由演播室中攝像機(jī)拍攝，這臺攝像機(jī)是真實(shí)存在的，我們把這臺攝像機(jī)標(biāo)為攝像機(jī)①，它拍攝的畫面我們稱之為前景。為了方便理解，我們把藍(lán)箱想成主持人所處的場景，這個場景可以是任意的三維空間，空間里可以是任意景色。我們假想有另外一臺攝像機(jī)，它拍攝的就是這個任意的三維景色，隨著攝像機(jī)的移動，這個三維場景以不同的角度展現(xiàn)在我們眼前，就像我們從不同的角度看這個景色，由于這臺攝像機(jī)是我們的假想物，它實(shí)質(zhì)是一臺虛擬攝像機(jī)，我們標(biāo)為攝像機(jī)②，它拍攝的三維畫面我們稱之為后景。攝像機(jī)①和②拍攝不同的畫面，但我們需要確定真實(shí)攝像機(jī)的位置參數(shù)，包括攝像機(jī)在演播室中的空間位置，攝像機(jī)的運(yùn)動參數(shù)(傾斜、轉(zhuǎn)動、翻轉(zhuǎn))，攝像機(jī)鏡頭設(shè)置參數(shù)(變焦、聚焦、光圈)。所有這些數(shù)據(jù)都被送入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析，實(shí)時生成與前景圖像即主持人保持正確透視關(guān)系的背景圖像，這個背景圖像其實(shí)就是虛擬攝像機(jī)拍攝的三維圖像，然后，前景圖像(包括演員和真實(shí)場景、道具)與計(jì)算機(jī)生成的背景圖像通過色鍵控制器摳像，與前景進(jìn)行天衣無縫的合成，輸出的圖像可以直接播出或記錄在存儲媒介上。主持人在藍(lán)箱內(nèi)移動時，動畫設(shè)計(jì)和虛擬物件實(shí)時調(diào)整，真實(shí)感強(qiáng)，能夠與前景信號、掩膜信號較好地融合，并可根據(jù)虛擬物體的空間位置自動實(shí)時指定掩模物件保證正確的遮擋關(guān)系，使輸出鏡頭不穿幫。在整個虛擬成像的過程中我們完整的利用了攝像機(jī)跟蹤、三維場景生成、色鍵這三項(xiàng)技術(shù)[1]。

其次，藍(lán)箱虛擬區(qū)的攝像機(jī)采用機(jī)械傳感方式進(jìn)行跟蹤。每臺攝像機(jī)上均裝有傳感設(shè)備，傳感器安裝在攝像機(jī)上，采集攝像機(jī)位置和透視數(shù)據(jù)，編碼量化后通過端口傳遞給計(jì)算機(jī)。

再次，藍(lán)箱虛擬區(qū)虛擬場景的合成采用的是獨(dú)特的真三維、兩維半虛擬場景模型兼容風(fēng)格。同時提供真三維虛擬演播室系統(tǒng)和兩維半虛擬演播室系統(tǒng)兩套軟件。系統(tǒng)不僅可以直接讀取3DMax、MaYA等3D建模軟件生成的3DS格式的三維模型文件而無需任何轉(zhuǎn)換，而且也可以直接采用數(shù)碼相機(jī)拍攝或網(wǎng)上下載的任意一幅平面圖像做虛擬背景輸出同樣無需任何轉(zhuǎn)換，兩維半虛擬場景中也支持三維物體[2]。

3.2 演播室的技術(shù)應(yīng)用

電視節(jié)目給人最直觀的就是試聽感，無論是實(shí)景還是虛景也都用到視音頻技術(shù)。

3.2.1 演播室的視頻技術(shù)

演播室運(yùn)用的視頻技術(shù)很多，這里重點(diǎn)介紹燈光系統(tǒng)、圖文顯示系統(tǒng)。

(1)燈光系統(tǒng)采取全場均勻分布、固定軌加滑軌桿控制方式進(jìn)行布光。以LED數(shù)字聚光燈、數(shù)字平板等為主要照明燈具，對每一位主持人進(jìn)行一對一調(diào)光后，可用調(diào)光臺進(jìn)行記錄存儲，以便下次錄制時直接調(diào)取。

(2)圖文顯示系統(tǒng)由在線圖文包裝系統(tǒng)、圖文點(diǎn)評系統(tǒng)和大屏幕顯示系統(tǒng)組成。

1)我臺的在線圖文包裝系統(tǒng)配置的是艾迪普三維在線圖文包，主要是3D在線包裝工作站與非編設(shè)備組合搭配。在線包裝工作站能夠快速提供包裝性強(qiáng)的實(shí)時播出片段，在實(shí)時播放時，在線包、攝像機(jī)和非編設(shè)備的播放內(nèi)容通過導(dǎo)播臺的切換，互相配合。

2)圖文點(diǎn)評系統(tǒng)配置的是LW-Tvtouch讀報點(diǎn)評綜合系統(tǒng)和iPad控制系統(tǒng)。包括圖文點(diǎn)評工作站、專業(yè)點(diǎn)評軟件、觸摸液晶大屏、iPad點(diǎn)評控制端和無線路由等，其輸入點(diǎn)評工作站的信號經(jīng)過HDMI分配器調(diào)度后，分別輸送到顯示終端。

3)大屏幕顯示系統(tǒng)即指演播室內(nèi)的液晶視頻輸出設(shè)備和演播室與導(dǎo)播間各自的視景監(jiān)看系統(tǒng)，例如：高清監(jiān)視器、液晶矩陣、提詞器、輸入輸出板卡模塊等.

3.2.2 演播室的音頻技術(shù)

我臺的音頻系統(tǒng)主要由調(diào)音臺、通話系統(tǒng)和音頻監(jiān)聽系統(tǒng)組成，此處主要介紹調(diào)音臺和通話系統(tǒng)。

(1)音頻系統(tǒng)由Yamaha數(shù)字調(diào)音臺調(diào)度各路信號，輸入信號包括線路輸入和話筒輸入。調(diào)音臺通道數(shù)24路，輸入模擬信號和數(shù)字信號，在調(diào)音臺內(nèi)部最終經(jīng)過DAC進(jìn)行數(shù)字化處理，以模擬信號形式輸出。

(2)通話系統(tǒng)是在導(dǎo)播間對導(dǎo)播、攝像、主持人、燈光、視頻、音頻等各個工位的有效通話和指揮。

3.2.3 演播室的視音頻信號處理系統(tǒng)

攝像機(jī)、節(jié)目錄放系統(tǒng)、視屏切換臺、信號調(diào)度矩陣、視頻監(jiān)控和音頻監(jiān)聽系統(tǒng)、Tally系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)等都是視音頻信號處理系統(tǒng)。

(1)我臺采用的是三訊道高清攝像機(jī)，攝像機(jī)上裝有傳感器，而且配備了攝像機(jī)控制單元CCU、遙控單元CCP、彩色LCD尋像器、各種高清鏡頭和其它攝像機(jī)配件。

(2)節(jié)目錄放系統(tǒng)主要是指錄像機(jī)、非編工作站、主備兩套播出服務(wù)器和播放控制工作站，當(dāng)主播服務(wù)器修改節(jié)目單時，備播服務(wù)器能夠連動更新，在信號方式、文件方式上載情況下均能保證主備服務(wù)器素材遷移較高時效性的同步。

(3)視頻系統(tǒng)由數(shù)字切換臺和數(shù)字矩陣進(jìn)行調(diào)度，高清切換臺接入攝像機(jī)、圖文顯示系統(tǒng)、硬盤播出服務(wù)器、專業(yè)光盤錄像機(jī)、非編制作工作站等信號源。

(4)經(jīng)過數(shù)字矩陣、模擬矩陣信號的輸入輸出，實(shí)現(xiàn)播出信號調(diào)度、應(yīng)急切換、錄像機(jī)錄制、信號輸入監(jiān)看及測試選擇、在線包裝工作站輸入信號選擇、大屏幕信號調(diào)度等目的。

(5)演播室內(nèi)液晶監(jiān)視器和音頻工作站實(shí)現(xiàn)了視頻監(jiān)看，音頻監(jiān)聽功能。

(6)Tally系統(tǒng)負(fù)責(zé)提供攝像機(jī)和屏幕墻的Tally顯示，以指示燈的形式出現(xiàn)在攝像機(jī)頭、攝像機(jī)尋像器和電視墻上等系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)，分別給主持人、攝像和演播室制作人員予以提示，告之當(dāng)前視頻切換臺所切出的PGM和PST信號是什么。

(7)GPS時鐘系統(tǒng)的顯示終端具備時鐘和倒計(jì)時功能，利用已有的GPS時鐘信號接收系統(tǒng)，配置了正/倒計(jì)時控制器、具有倒計(jì)時功能的三聯(lián)子鐘顯示終端等。

4 結(jié)語

我臺利用業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)設(shè)備，在本臺現(xiàn)有資源、節(jié)目要求和能力范圍內(nèi)，建設(shè)了一個小型全媒體高清演播室，體現(xiàn)了傳統(tǒng)媒體與新媒體的融合發(fā)展。