青島電視臺多媒體交互演播廳背景控制和顯示系統(tǒng)的設(shè)計與使用

韓 濤，常曉光，周 聞

（青島電視臺 新聞頻道技術(shù)制作部，山東 青島，266071）

青島電視臺多媒體交互演播廳于2011年6月建成并投入使用，目前承擔(dān)著《今日》、《今晚》等新聞欄目每天3小時的直播工作，以及若干大型活動、特別節(jié)目的錄制任務(wù)。筆者參與了多媒體交互演播廳背景控制與顯示系統(tǒng)的設(shè)計。本文介紹其系統(tǒng)設(shè)計和使用情況，與業(yè)內(nèi)同仁探討、交流。

1 系統(tǒng)概況

青島電視臺多媒體交互演播廳面積約90 m2，是全封閉演播廳。在演播廳內(nèi)根據(jù)景區(qū)的不同共設(shè)計有5個顯示區(qū)域，包括2×7拼接的46英寸液晶拼接屏顯示區(qū)、103英寸全高清等離子背景顯示區(qū)、85英寸全高清等離子背景顯示區(qū)、50英寸全高清等離子聯(lián)排顯示區(qū)、58英寸全高清等離子背景顯示區(qū)。配以艾迪普多媒體智能顯示與控制系統(tǒng)，對所有的顯示區(qū)域進行統(tǒng)一或單獨控制。

2 總體設(shè)計思路

系統(tǒng)設(shè)計遵循以下幾個原則：空間視野的延伸性、節(jié)目形式的交互性和系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定性。主要從以下三個方面考慮設(shè)備的選型和系統(tǒng)的設(shè)計。

2.1 舞美角度

選擇白色為主色調(diào)，營造演播廳高亮的視覺空間，兼顧顯示設(shè)備布局的調(diào)整，體現(xiàn)其延展性。在10 m×4 m的墻上，安裝2×7的46英寸液晶拼接屏幕，作為主景區(qū)使用；相鄰的墻面做成錯層式，一前一后的設(shè)計體現(xiàn)立體感，分別安裝103英寸和85英寸全高清等離子顯示器；主景區(qū)相對的墻面安裝3臺50英寸全高清等離子顯示器，作為一個連屏使用；觀察窗位置安裝58英寸全高清等離子顯示器（設(shè)計效果圖如圖1所示）。所有的景區(qū)背景包裹白色亮光亞克力板，輔以亞光不銹鋼作為包邊，視覺沖擊力強，效果非常好。

圖1 演播室顯示系統(tǒng)分布效果圖

2.2 顯示設(shè)備屬性

在拼接屏選擇的問題上，通過對DLP、液晶拼接、等離子拼接進行性能參數(shù)的比對可知，現(xiàn)行的設(shè)備在分辨率方面均不存在問題，都可以達到1366×768的分辨率；在亮度方面，均可以達到700 cd/m2高亮模式，對比度可達到3000∶1；但在色溫的調(diào)整方面，均沒有明確的色溫數(shù)值調(diào)整，只有通過色彩模式的選擇進行預(yù)調(diào)整，然后通過遙控器進行微調(diào)的方式來實現(xiàn)。

另外，受空間布局的影響，摒棄后維護設(shè)計而選擇前維護，安裝可拉伸支架。每次維護時，一定要注意拼接縫的處理，屏與屏接縫處是否銜接緊密，圖像銜接邊緣的處理是否得當(dāng)，有無暗區(qū)出現(xiàn)等。

噪音方面，現(xiàn)行設(shè)備散熱峰值均存在35 dB～40 dB的噪音，通過就演播室內(nèi)的SONY、鐵三角、舒爾、SCHOEPS等類型話筒的對比實驗發(fā)現(xiàn)，這一噪音在新聞直播過程中可以忽略。

在設(shè)備散熱方面，由于密閉環(huán)境，要求設(shè)備散熱量不能太大，對拼接屏幕和等離子顯示器的散熱系統(tǒng)采用上排風(fēng)設(shè)計，將亞克力底端的不銹鋼包邊全部打孔，頂端加裝散熱通道。通過排氣管的自然循環(huán)，同時中央空調(diào)排氣管道加大風(fēng)量循環(huán)，兩者配合使用散熱效果非常好。

通過以上參數(shù)的對比和實驗，結(jié)合預(yù)算、價格等方面的因素，最終選擇三菱VS-L46XM70CH液晶拼接。綜合考慮到成像效果及顯示終端對視頻信號色彩還原一致性的要求，選擇松下高清等離子顯示器作為輔助顯示終端。

2.3 欄目的使用需求

從欄目角度出發(fā)，基于互動、交互方面的需求，選擇2×7液晶拼接屏作為主景區(qū)，主要通過開窗形式來顯示3D在線包裝系統(tǒng)、衛(wèi)星連線、微波連線、天氣預(yù)報連線、交通連線、3G連線、體育點評等內(nèi)容，主持人可以通過大屏幕與遠程的嘉賓進行互動（如圖2所示）。103英寸全高清等離子是一個欄目版權(quán)頁顯示和片源信號選擇顯示，用于在直播過程中切換和作為背景顯示使用（如圖3所示）。85英寸全高清等離子作為欄目中讀報、點評板塊使用（如圖4所示）。3臺50英寸全高清等離子連屏作為背景連屏顯示使用。58英寸全高清等離子作為一個移動數(shù)據(jù)接收端，直播過程中，主持人可以通過移動終端，例如IPAD或者ITV等手持設(shè)備，將實時的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容映射到顯示器上，進行短信或者微博的互動。

圖2 遠程互動

圖3 切換臺圖像實時上屏

圖4 讀報

2.4 顯示終端的控制

設(shè)計要求所有的顯示設(shè)備通過統(tǒng)一的調(diào)度系統(tǒng)來集中控制，并根據(jù)欄目的需要，加強互動，實時對播出和顯示的內(nèi)容進行調(diào)整。還有一點非常重要，就是要考慮安全性能，整個系統(tǒng)做到無單一故障點，另外要有備份。

3 系統(tǒng)整體解決方案

3.1 控制系統(tǒng)概況

整個控制系統(tǒng)以一臺12×20 DVI拼接處理器矩陣為核心，輔以兩臺IPLAYER 智能視景播出服務(wù)器、一臺超高分辨率視頻圖形渲染平臺，MediaLive多屏幕拼接控制器、主備大屏幕倒換控制系統(tǒng)和其他周邊設(shè)備組成（系統(tǒng)示意圖見圖5）。

其中，12×20 DVI拼接處理器矩陣共設(shè)置有12路DVI輸入，2臺IPLAYER智能視景播出服務(wù)器各4路；2路來自視頻矩陣調(diào)度信號，通過R-BOX（紅盒子）多格式視頻轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換，將SDI信號轉(zhuǎn)換成DVI信號，接入拼接處理器矩陣；1路來自超高分辨率視頻圖形渲染平臺；1路來自切換臺的AUX輸出。20路輸出通過光纖分別供給2×7液晶拼接屏顯示區(qū)、103英寸全高清等離子背景顯示區(qū)、85英寸全高清等離子背景顯示區(qū)、50英寸全高清等離子聯(lián)排顯示區(qū)、58英寸全高清等離子背景顯示區(qū)。所有的輸入信號均通過MediaLive多屏幕拼接控制器進行信號的調(diào)度和拼接。

圖5 控制系統(tǒng)組成示意圖

圖6 系統(tǒng)備份信號示意圖

3.2 信號

就節(jié)目應(yīng)用來講，現(xiàn)在由8路主備IPLAYER 智能視景播出服務(wù)器，為所有顯示區(qū)域提供預(yù)先制作好的視頻或者靜止的圖形圖像。通過這種方式，既可以將圖像單獨顯示在一個區(qū)域，也可以將演播廳所有的顯示器串聯(lián)顯示，實現(xiàn)多屏幕的拼接；1臺超高分辨率視頻圖形渲染平臺用于讀報、體育等板塊的圖片展示和解讀。由切換臺AUX輸出的1路視頻信號用于天氣、交通和其他突發(fā)事件的開窗連線；另有2路來自矩陣的調(diào)度視頻信號可以將外架“城市眼”攝像機或者其他信號的實時畫面信號切入顯示系統(tǒng)。由多屏幕拼接控制器調(diào)度矩陣輸出20路信號，通過DVI接入演播室內(nèi)所有的顯示終端。

3.3 系統(tǒng)備份

多媒體交互演播廳要承擔(dān)3個小時的直播，顯示系統(tǒng)的備份顯得尤為重要。為了安全優(yōu)質(zhì)播出，對主要景區(qū)的2×7液晶拼接屏采用“雙級”備份的方式，對松下等離子輔助顯示景區(qū)發(fā)揮其多方式輸入的優(yōu)勢，進行了SDI和DVI兩種不同輸入方式的備份，確保整個控制播放系統(tǒng)的安全、互補、穩(wěn)定（系統(tǒng)備份信號示意圖如圖6所示）。

3.4 顯示終端

演播廳內(nèi)所有的顯示終端都采用雙路DVI輸入，主路控制系統(tǒng)采用的是MediaLive多屏幕拼接控制器，通過兩臺IPLAYER 智能視景播出服務(wù)器分別進行熱備份。備路采用的是HP-Z400專業(yè)圖形工作站作為備份圖像顯示設(shè)備，循環(huán)播放預(yù)先制作好的高清晰格式的背景圖像，也是通過DVI信號接入顯示系統(tǒng)的另一路DVI輸入。主路和備路以研華工控機作為載體，通過路由控制器和拼接屏內(nèi)置三菱主備切換控制器來實現(xiàn)主備兩路系統(tǒng)的雙極熱備功能，進行主備倒換的時間可以控制在1 s以內(nèi)，同時它也可以實現(xiàn)遠程開關(guān)機和信號源的輸入選擇。另外，對于所有的松下等離子顯示終端，采用“熱備+冷備”的方式將主路設(shè)置為DVI輸入，備路通過視頻矩陣調(diào)度外景信號，以SDI輸入方式接入，在主路出問題的時候，通過遙控器的輸入選擇即可進行切換，保證始終存在輸入信號，避免黑屏的現(xiàn)象。

4 幾點使用體會

（1）液晶拼接和等離子的色溫有差別，很難通過設(shè)備的調(diào)整來彌補，這導(dǎo)致兩者在色彩一致性方面存在差異。使用一臺攝像機在同時取液晶和等離子的圖像時，色彩還原存在色差，紅色尤為明顯。

（2）如何處理好燈光、顯示終端、環(huán)境的關(guān)系？不管是液晶還是等離子，在高亮環(huán)境中，如果亮度太高，容易喧賓奪主，主播面部暗淡的時候，光圈已經(jīng)超出范圍；如果亮度太低，容易形成鏡面反射，演播室的燈光容易使液晶拼接和等離子形成高光點，聚光燈尤為明顯。經(jīng)過多方的對比試驗，將顯示終端的亮度設(shè)置為中間值偏高的程度，采用阿萊的平板LED等作為面光，均勻照亮主播；阿萊的聚光燈遠吊、高掛作為主光和逆光使用，形成的圖像比較干凈明快。

（3）為保證各個顯示終端色彩的生動、豐富及圖像的清晰，建議將背景圖像制作成1920×1080的高分辨率圖像輸入IPLAYER 智能視景播出服務(wù)器進行播放。

（4）MediaLive多屏幕拼接控制器要對所有顯示終端進行控制，其中也包括設(shè)備本身的VGA顯示，在DVI輸出和VGA輸出并存的情況下，系統(tǒng)辨認(rèn)屏幕時可能出現(xiàn)錯誤，因此，要嚴(yán)格有序地設(shè)置顯示終端在拼接控制器中的顯示位置，務(wù)必做好備份，防止由于屏幕辨認(rèn)混亂而造成的無法正常顯示。

（5）關(guān)于設(shè)備噪音問題。三菱拼接屏在所有風(fēng)扇啟動時的峰值噪音達到35 dB，通過演播室內(nèi)的SONY、鐵三角、舒爾、SCHOEPS等類型桌面話筒和胸麥的對比實驗發(fā)現(xiàn)，對桌面話筒的影響相對較大，而對于胸麥影響較小，在新聞直播過程中可以忽略。因此，選用胸麥作為主要話筒使用，桌面話筒作為備份。

（6）液晶拼接的前維護需要將顯示設(shè)備拉出進行，對接收設(shè)備很容易產(chǎn)生影響，建議將接收DVI信號的光纖接收線路預(yù)留出足夠的長度，并且光纖線路和收發(fā)器要留有備份。

（7）直播節(jié)目中大屏顯示系統(tǒng)的設(shè)置和調(diào)度不允許出錯。因此，將節(jié)目每一個板塊的顯示狀態(tài)和播放內(nèi)容在MediaLive多屏幕拼接控制器中制作成特定的文件，并且制作系統(tǒng)和場景文件的備份，在直播轉(zhuǎn)場間隙即可調(diào)用，僅需1 s，這樣就避免了臨時調(diào)整播出矩陣帶來的直播風(fēng)險。到目前為止，在直播中只因智能視景播出服務(wù)器問題使用了2次應(yīng)急切換，大屏幕顯示系統(tǒng)正常。

（8）雖然大屏控制系統(tǒng)是雙路，但大屏拼接顯示系統(tǒng)畢竟是系統(tǒng)中的單點。為確保安全優(yōu)質(zhì)播出，制定了嚴(yán)格的直播前2.5小時提前試機制度。試機時曾遇到過這樣的問題：主路屏幕有一塊花屏，而切換備路HP-Z400顯示正常，初步判斷為主路大屏控制問題。為確定是光發(fā)還是光收存在問題，筆者一級一級測試，直至更換了全新備份的光發(fā)與光收，故障依舊存在。而這時離直播只剩下最后1小時，節(jié)目制作部門已經(jīng)陸續(xù)進場，筆者最后復(fù)位了拼接處理器矩陣，故障才得以解決。系統(tǒng)工作至今正常。

多媒體交互演播廳更好地滿足了多媒體時代和三網(wǎng)融合背景下電視觀眾從全媒體、多角度了解新聞的需求。筆者參與設(shè)計的背景控制與顯示系統(tǒng)投用半年來，使用效果良好，達到了預(yù)期目標(biāo)。