城市電視臺新聞高清演播廳的發(fā)展狀況與技術(shù)策略

郭平

一、引言

電視呈像和傳播技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了從模擬到標清、高清，再到4K/8K超高清的發(fā)展歷程。黨的十九屆五中全會中明確指出要“推進媒體深度融合，實施全媒體傳播工程，做強新型主流媒體”，就必須以新技術(shù)為支撐和引領(lǐng)。國家廣電總局在全國廣播電視十四五發(fā)展規(guī)劃中要求加快電視高清化發(fā)展，積極布局4K/8K超高清技術(shù)。武漢市著力打造“五個中心”，加快建設(shè)國家中心城市和國際化大都市，這都要求武漢廣播電視臺必須打造與城市發(fā)展相匹配的區(qū)域新型主流媒體，以一流的媒體技術(shù)宣傳武漢城市新形象。目前，各地廣電媒體都在積極部署和實施4K超高清電視節(jié)目制作，策劃建造4K超高清轉(zhuǎn)播車、演播廳、后期制作網(wǎng)、播出系統(tǒng)等，央視、廣東廣播電視臺等開播了4K超高清電視試驗頻道。武漢廣播電視臺當前技術(shù)發(fā)展的一項緊迫而重要的任務(wù)是全頻道高清化及建設(shè)4K頻道、制作和播出系統(tǒng)，這也是搶占行業(yè)發(fā)展制高點的新要求。

武漢廣播電視臺400㎡融媒體4K超高清新聞演播廳技術(shù)改造符合以下幾個條件：一是4K超高清設(shè)備技術(shù)標準已經(jīng)頒布，設(shè)備性能趨于穩(wěn)定，條件相對成熟；二是高清設(shè)備經(jīng)過市場檢驗，性價比最優(yōu)，可節(jié)約改造成本；三是該廳原標清系統(tǒng)核心設(shè)備出現(xiàn)老化，安全播出存在重大隱患。四是雖然我臺暫時沒有4K頻道，考慮技術(shù)建設(shè)的前瞻性，以及未來發(fā)展4K提前儲備知識和人才；五是臺領(lǐng)導(dǎo)全力推動技術(shù)改造升級作為臺事業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)引領(lǐng)的內(nèi)在驅(qū)動，綜上所述該廳高清化改造恰逢其時。

二、演播廳建設(shè)技術(shù)策略

臺400㎡演播廳原是2007年建設(shè)的4機位標清視音頻系統(tǒng)，使用近12年設(shè)備老化嚴重。2019年是國家廣電總局要求電視頻道高清化改造的節(jié)點，也是武漢舉辦世界軍人運動會的年份。雖然比全國其它城市臺改造時間相對偏晚，但是具備后發(fā)優(yōu)勢。項目組認為該廳僅配置5個訊道，沒有轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)龐大、復(fù)雜，采用4K 12G基帶信號作為核心設(shè)備標準在性價比方面比較有優(yōu)勢，沒有選擇4K IP架構(gòu)的設(shè)計方案。系統(tǒng)總體架構(gòu)采用高清兼容4K 12G標準，配置5訊道日本Sony 4300 4K HDR型號攝像機，切換臺是Sony XVS-6000，選用美國PESA 72＊72路大規(guī)模視頻矩陣。核心設(shè)備具備4K信號制作能力，日常節(jié)目制作按照高清標準送播出機房、回采至后期制作網(wǎng)，同時可錄制4K標準的節(jié)目。

三、演播廳應(yīng)用特點與設(shè)計原則

該廳是新聞頻道各欄目高清制作播出的重要場地，優(yōu)先考慮原則是在演播廳現(xiàn)有環(huán)境下實現(xiàn)安全播出。“導(dǎo)向立臺、新聞立臺”已經(jīng)成為城市電視臺的運作策略，系統(tǒng)設(shè)計著力突破傳統(tǒng)媒體的思維框架，融合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、突出融媒體的設(shè)計理念；并依托“中央廚房”融媒體新聞生產(chǎn)平臺，強化與微信、微博、APP、掌上武漢、見微等互動體驗，做到節(jié)目直播的同時快速推送到有關(guān)新媒體平臺與用戶進行多終端實時互動；創(chuàng)新播報形態(tài)，充分利用演播廳多場景、多空間、背景大屏、虛擬植入系統(tǒng)、大屏包裝系統(tǒng)、在線包裝系統(tǒng)、互動觸摸點評系統(tǒng)、吊軌機器人系統(tǒng)、4G多視窗連線等新技術(shù)，呈現(xiàn)更立體、更豐富的節(jié)目互動形態(tài)，提高節(jié)目的觀賞性、增加節(jié)目的靈動性。

1、安全、可靠性原則：直播及準直播是該廳主要新聞類節(jié)目的制作方式，安全策略是優(yōu)先考慮的因素。系統(tǒng)要求設(shè)計簡單、運行穩(wěn)定可靠、具備冗余和備份、維護管理方便。有可靠性高的主、備通道，無單一崩潰點；有結(jié)構(gòu)簡捷、操作迅速的應(yīng)急方案。

2、空間實用性原則：該廳號稱400㎡，實際有效使用空間只有200㎡。如何充分利用空間，讓演播廳發(fā)揮更大作用。項目組征求各種設(shè)計方案，確定可以伸縮的活動地臺，可旋轉(zhuǎn)主播桌，可自由移動拼接的三塊LED大屏，帶地面滑軌的103寸等離子屏，以及空中吊軌機器人，充分利用動態(tài)背景最大變化展現(xiàn)演播廳的環(huán)境。采用電動升降綠幕的方式設(shè)置了虛擬摳像區(qū)域，可以實現(xiàn)拍攝背景虛實結(jié)合。還在演播廳北面設(shè)計了多個新媒體制作工位，為節(jié)目提供更多樣化制作的環(huán)境。

3、高清播出原則：新聞頻道是高清頻道，演播廳系統(tǒng)設(shè)計確立高清制作播出原則，同時兼顧4K的制作，實現(xiàn)高清/4K兼容。

四、演播廳的總體要求及各系統(tǒng)具體要求

1、總體要求：系統(tǒng)為五個訊道，核心采用4K超高清切換臺+矩陣，矩陣作為切換臺的備份和信號調(diào)度中心，雙PGM通道，主備二選一/加嵌/分配，無單一崩潰點。新增吊裝軌道機器人系統(tǒng)，具有完善的應(yīng)急方案和備用應(yīng)急方案。音頻系統(tǒng)主、備調(diào)音臺均采用數(shù)字信號，雙二選一音頻應(yīng)急切換開關(guān)。配備3臺松下Panasonic P2卡錄像機（1放2錄），3臺BMD高清硬盤錄像機（其中1臺是4K信號），1臺艾迪普CG ONE高清字幕機，2臺維斯Vizrt在線包裝工作站，2臺維斯Vizrt大屏包裝工作站，信號互為備份。

2、視頻系統(tǒng)：視頻信號以切換臺為制作核心，日常直錄播節(jié)目為高清格式，分辨率為1920×1080，畫面寬高比16：9，幀率為50，逐行或2：1隔行掃描，隔行50場，逐行24幀；同時系統(tǒng)也可選擇4K信號，使用SMPTE 2110系列標準的4K HDR制作，采用分辨率為3840×2160，幀率為50，逐行掃描，通過上下變換兼容高清信號的輸入和輸出。5臺訊道機其中2臺佳能CANON 14倍4K廣角鏡頭，3臺佳能CANON 18倍4K標準鏡頭；承托設(shè)備1臺昭特吊軌機器人云臺，另外4臺意大利加通尼CARTONI氣壓升降云臺。（見視頻系統(tǒng)框圖）

3、應(yīng)急系統(tǒng)：采用切換臺加調(diào)度矩陣的方式作為應(yīng)急備份系統(tǒng)，通過視頻主、備二選一開關(guān)切換至備路矩陣系統(tǒng)。矩陣應(yīng)急時可以疊加字幕，通過下游鍵控器實現(xiàn)，從系統(tǒng)設(shè)計角度有力確保新聞直播的安全。

4、視頻監(jiān)看：系統(tǒng)監(jiān)視墻配置12塊Sony OLED kd-55寸監(jiān)看大屏，滿足所有接入信號、主要輸出信號的監(jiān)視。監(jiān)看信號達到64路，畫面分割布局合理，其中 PVW、PGM等主要信號應(yīng)急時也能正常監(jiān)看。為方便內(nèi)場主持人監(jiān)看配置一塊Sony OLED kd-85寸大屏。

5、切換臺及矩陣：切換臺選用Sony XVS-6000，使用處理器實現(xiàn)4K和高清雙格式制作，40路高清輸入，8路高清輸出，6路4K-12G輸入，6路4K-12G輸出，2級M/E，有4路以上全功能鍵、開窗等常規(guī)功能，高清和4K通過不同M/E可以做到同步輸出。PESA Fusion 4K多格式視頻矩陣，72*72路輸入輸出，輕松實現(xiàn)4K（4線3G、12G）、3G直接任意轉(zhuǎn)換。

6、同步系統(tǒng)：主備同步機采用日本Leader同步機加自動倒換器的方式，提供數(shù)字音頻系統(tǒng)的同步信號及Wordclock數(shù)據(jù)時鐘同步信號。

7、音頻系統(tǒng)：主調(diào)音臺配置一臺瑞士STUDER OnAir3000，操作面板可以模塊化安裝；備用調(diào)音臺采用一臺英國聲藝Soundcraft Si EXPRESSION，體積小巧，直接放入機柜。主要鏈路均為數(shù)字信號，雙二選一開關(guān)設(shè)計，監(jiān)聽音箱主備配置，立體聲系統(tǒng)。主持人話筒采用美國舒爾SHURE無線領(lǐng)夾話筒，桌面采用德國Schoeps 修普斯播音話筒。（見音頻系統(tǒng)框圖）

視頻系統(tǒng)框圖

8、通話系統(tǒng)：通話系統(tǒng)采用博士RTS矩陣結(jié)構(gòu)系列，4線制。輸入信源包含攝像機、通話面板、通話腰包及電話信號。

9、周邊系統(tǒng)：周邊設(shè)備全部采用荷蘭艾崧AXON同一型號機箱，視頻、音頻信號處理板卡為同一品牌。機箱內(nèi)預(yù)留30%空間，同時預(yù)留相應(yīng)板卡槽位。將主備路視頻周邊板卡分別安裝在不同的機箱內(nèi)，保證在機箱電源故障時，依然有備份板卡可以正常工作。

10、燈光系統(tǒng)：選用美國ETC element2調(diào)光臺作為主臺，英國zero88燈控臺作為備份。為了控制成本，燈具采用進口和國產(chǎn)燈具搭配方式。26盞飛利浦140瓦PL Profile1 MK11成像燈，38盞星光100瓦LED平板柔光燈，26盞佑圖200瓦LED高效聚光燈，12盞佑圖150瓦LED PAR燈，選用佑圖建設(shè)燈光TRUSS吊掛系統(tǒng)。

11、背景大屏系統(tǒng)：安裝了威創(chuàng)2*4共計8塊67寸DLP背投拼接大屏（利舊），一個松下103寸等離子觸摸屏(利舊），三套可旋轉(zhuǎn)總面積10㎡洲明P1.9 LED小間距拼接屏，2套15.6＊1.9總面積近30㎡鐵歌P10 LED貼膜透明屏。本系統(tǒng)難點是為了滿足多種不同分辨率顯示屏的信號統(tǒng)一調(diào)度，確保整體顯示效果，設(shè)計主備視頻調(diào)度系統(tǒng)保障整個系統(tǒng)使用安全。

12、吊軌機器人系統(tǒng)：配備了英國昭特SHOTOKU SmartRail吊裝軌道機器人，包含長度達25米U形吊裝滑軌、臺車驅(qū)動系統(tǒng)、三段式升降柱驅(qū)動系統(tǒng)、防碰撞末端停止傳感器和機械制動裝置、帶虛擬VR數(shù)據(jù)輸出，用攝像機位的自動化、智能化多維立體展示演播廳的空間環(huán)境。

五、演播廳的建設(shè)亮點

400㎡演播廳系統(tǒng)確定高清制作播出原則，能夠兼顧4K的制作，核心設(shè)備如切換臺、信號調(diào)度矩陣、攝像機等均采用市場占有率高、進口一線品牌；周邊一些非核心設(shè)備選用國產(chǎn)優(yōu)秀品牌；演播廳燈光也是進口和國產(chǎn)燈具相結(jié)合，在設(shè)備性能和成本投入當中找到平衡點。該廳建成后在武漢市舉辦世界軍人運動會電視新聞直播中發(fā)揮了重要作用，先后受到各級領(lǐng)導(dǎo)和兄弟電視臺的參觀，獲得一致好評。演播廳2019年10月改造運行，當年是國內(nèi)城市電視臺第一家4K超高清新聞演播廳。該項目建設(shè)有幾個亮點：

第一是滿足高清+4K同步制作節(jié)目。演播廳通過4K攝像機、切換臺、矩陣等視頻系統(tǒng)，在高清制作播出的同時可以錄制4K版本的資料保存。第二是吊軌機器人系統(tǒng)。它是目前國內(nèi)最長的吊軌機器人，直軌和彎軌相結(jié)合長約25米，上下三節(jié)升降柱，通過智能化程序控制，讓觀眾全方位了解演播廳整體環(huán)境。第三是LED透明玻璃屏。大屏將原有導(dǎo)控室的玻璃背景做了半透明處理，既可以顯示透明的視頻畫面，也可以將控制機房若隱若現(xiàn)，增加演播廳的科技感。第四是舞美環(huán)境多場景設(shè)計。為了滿足不同欄目坐播、站播等多種樣態(tài)，按照程序電動控制主播桌、移動地臺，移動103寸屏，三聯(lián)拼接屏都可以呈現(xiàn)多樣造型。旋轉(zhuǎn)樓梯將5樓融媒體新聞生產(chǎn)平臺與4樓演播廳上下融為一體，也是主持人節(jié)目出鏡的備選方案。燈光選用先進LED燈具，所有燈光和場景環(huán)境光通過燈控臺統(tǒng)一控制，滿足不同節(jié)目欄目的需求。第五是包裝系統(tǒng)。除了原有的大屏包裝、在線包裝、觸摸點評等系統(tǒng)，還增加了虛擬植入系統(tǒng)，節(jié)目形式更加豐富多彩。

作為承擔武漢廣播電視臺新聞頻道時政和民生類節(jié)目制作的直、錄播平臺，有《武漢新聞》、《中國時間》、《民生e線》三檔直播節(jié)目，有《長江視點》、《政協(xié)論壇》、《人大視窗》、《城管時間》、《雙語周報》等多檔錄像節(jié)目，獲得良好的收視受眾。2021年3月制作的4K超高清節(jié)目《政協(xié)論壇》獲得中國電影電視技術(shù)學(xué)會及索尼中國專業(yè)系統(tǒng)集團舉辦第八屆“超高清杯”大賽新聞資訊類唯一三等獎（一、二等獎空缺），檢驗了該廳4K系統(tǒng)信號質(zhì)量能夠滿足技術(shù)要求。