開放大學(xué)演播室系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

任麗平

（江蘇開放大學(xué)，江蘇 南京 210037）

1. 引言

開放大學(xué)是以現(xiàn)代信息技術(shù)為支撐，面向成人的新型高等學(xué)校，學(xué)校辦學(xué)方向是滿足社會學(xué)員多樣化、個(gè)性化的學(xué)習(xí)需求，構(gòu)建終身教育體系。構(gòu)建開放大學(xué)演播室系統(tǒng)，拍攝精品視頻，為開放大學(xué)學(xué)員服務(wù)，是開放大學(xué)十分重要的課題。目前大多數(shù)開放大學(xué)的電視節(jié)目制作設(shè)備已經(jīng)使用多年，性能老化、配置較低，已不能滿足學(xué)校發(fā)展的需要，本文提出一種新型演播室系統(tǒng)，并以江蘇開放大學(xué)演播室系統(tǒng)為例進(jìn)行實(shí)踐，系統(tǒng)與現(xiàn)有演播室的環(huán)境和設(shè)備兼容，實(shí)現(xiàn)高、標(biāo)清兼容，能適應(yīng)高清制作要求，制作過程實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，提高錄制和編輯的效率。

2. 開放大學(xué)演播室系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

開放大學(xué)演播室系統(tǒng)示意圖如圖1，開放大學(xué)演播系統(tǒng)包括三大部分：[1]完成圖像攝錄的視頻系統(tǒng)、完成聲音錄制的音頻系統(tǒng)和完成導(dǎo)演與主持人的通話以及攝像師的TALLY提示的演播室通話、TALLY提示系統(tǒng)。

圖1 開放大學(xué)演播室系統(tǒng)示意圖

3. 視頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

視頻部分結(jié)構(gòu)圖[2]如圖2，由攝像機(jī)、切換臺以及錄制設(shè)備組成，攝像機(jī)完成光電轉(zhuǎn)換，將景物轉(zhuǎn)換成電視信號，信號送給切換臺，切換臺將需要的信號切出，完成摳像、畫中畫、上字幕等一系列處理后送給錄制設(shè)備進(jìn)行錄制。

圖2 視頻部分結(jié)構(gòu)圖

3.1 直播用演播室視頻部分設(shè)計(jì)

直播用的演播室[3]，應(yīng)做到主備切換臺、主備傳輸系統(tǒng)，信號源經(jīng)過分配，分成幾路，分別送給主備切換臺，主備切換臺輸出兩路信號，經(jīng)過自動(dòng)二選一倒換器，倒換輸出，確保系統(tǒng)在任何一個(gè)設(shè)備損壞的情況下能夠正常的工作，沒有單一崩潰點(diǎn)。

3.2 江蘇開放大學(xué)演播室視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

江蘇開放大學(xué)演播室視頻系統(tǒng)配置了4臺攝像機(jī)，其中采用3臺索尼PMW-EX350高清攝像機(jī)， 4臺攝像機(jī)輸出4路 HDSDI信號送給松下 AV-HS410MC切換臺，AV-HS410MC切換臺是一款高性價(jià)比，一體化可擴(kuò)展1ME視頻切換臺，切換臺輸出一共5路信號，分別為2路PGM信號，2路AUX信號，1路DVI接口的多畫面信號，2路PGM直接送給錄像機(jī)和非編進(jìn)行錄制，2路AUX信號分別配置為PGM和PVW信號，送給雙通道錄像機(jī)進(jìn)行錄制，作為主信號的備份，1路多畫面信號送給24寸高清顯示器，用于切換時(shí)候的監(jiān)看。

現(xiàn)場嘉賓的筆記本信號通過 DVI/HDMI電纜直接送給切換臺，通過切換臺的調(diào)度直接進(jìn)行切換錄制，減少了后期制作的工作量。

4．演播室音頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

音頻系統(tǒng)由話筒將聲音轉(zhuǎn)換成音頻信號[4]，音頻信號送給調(diào)音臺，調(diào)音臺送出主輸出信號和監(jiān)聽信號；監(jiān)聽信號輸出給監(jiān)聽音箱進(jìn)行監(jiān)聽，主輸出信號經(jīng)過分配系統(tǒng)分配以后送給各個(gè)錄制系統(tǒng)進(jìn)行錄制。

如果是直播演播室，還需要做備用的調(diào)音臺，話筒信號經(jīng)過話筒分配器，分成兩路信號，分別輸出給主備調(diào)音臺，主備調(diào)音臺主輸出經(jīng)過二選一，輸出后送給錄制系統(tǒng)進(jìn)行錄制。

5. 設(shè)備選型

5.1 攝像系統(tǒng)的選型

在攝像機(jī)的選型方面，首先要考慮攝像機(jī)的數(shù)量，如果是單人新聞播報(bào)類的小型演播室，配置 2臺攝像機(jī)就可以了，如果是要完成3～4人的訪談?lì)惞?jié)目的錄制，就需要配置4～5臺的攝像機(jī)，如果是大型綜藝節(jié)目的錄制，那最少需要7～8臺攝像機(jī)來完成錄制。

接著需要考慮攝像機(jī)的類型[5]，是選擇專用的演播室攝像機(jī)還是選擇攝錄一體機(jī)。如果選擇演播室專用錄像機(jī)的話，機(jī)頭和基站之間有專門的電纜或者光纜來連接，傳輸?shù)男盘栙|(zhì)量更高，更穩(wěn)定，可以很方便地實(shí)現(xiàn)通話、TALLY、同步等功能，但是演播室專用攝像機(jī)的造價(jià)一般較高，而且沒有帶倉、卡槽等錄制系統(tǒng)，只能在演播室配合其他錄制、切換設(shè)備一起使用；如果選擇的是攝錄一體機(jī)的話，由于攝錄一體機(jī)沒有專門的攝像機(jī)基站，信號需要通過攝像機(jī)的BNC輸出口，直接送到切換臺進(jìn)行切換、錄制，攝錄一體機(jī)的優(yōu)勢在于能夠在各種環(huán)境下靈活使用：既能夠在演播廳內(nèi)拍攝，又能夠單獨(dú)外出拍攝，劣勢在于由于是靠視頻電纜傳輸?shù)男盘?，要?shí)現(xiàn)通話、TALLY功能需要另外增加設(shè)備來完成，要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)同步還需要單獨(dú)再用一根電纜給攝像機(jī)作為同步線，并且由于視頻線的衰減比較大，在長距離（100米）傳輸時(shí)，信號質(zhì)量有所下降。

江蘇開放大學(xué)新建的演播室由于機(jī)器需要外拍，所以在攝像機(jī)的選擇方面，選擇了3臺索尼的PMW-EX350攝錄一體機(jī)作為主攝像機(jī)，另外選擇了一臺PMW-EX280攝像機(jī)作為小搖臂使用機(jī)器，做演播室信號的補(bǔ)充，使導(dǎo)演的調(diào)度更加靈活。

5.2 切換臺的選型

切換臺做為演播室視頻系統(tǒng)的核心設(shè)備[5]，需要它完成主要的制作功能，比如節(jié)目切換功能、摳像功能、幀同步功能、畫中畫功能、TALLY提示功能等。所以在切換臺選型時(shí)主要需要考慮如下幾個(gè)因素：1.首先要考慮切換臺有幾路視頻信號輸入，是否需要輸入VGA/DVI等信號；2.考慮切換臺帶幾路幀同步信號，幾路上下變換的通道，確保攝像機(jī)及其他外來信號的鎖相；3.是否帶有多畫面輸出，確保能夠方便的輸出一個(gè)多畫面信號進(jìn)行監(jiān)看；4.有幾路鍵信號，鍵信號的多少決定了切換臺能夠?qū)崿F(xiàn)摳像、畫中畫以及上字幕的能力；5.還要考慮切換臺的品牌、市場占有率及售后服務(wù)等其他周邊因素。

江蘇開放大學(xué)新建的演播室在選擇切換臺時(shí)，開始選擇了ROSS的CrossOver Solo切換臺，但是經(jīng)過試用以后，發(fā)現(xiàn)這款切換臺只有4路幀同步信號，不能滿足演播室攝像機(jī)及其他設(shè)備的同步需要，且不帶VGA/DVI信號，如果需要將 DVI信號送進(jìn)系統(tǒng)，還需要將DVI信號轉(zhuǎn)換成 HDSDI信號以后才能進(jìn)入系統(tǒng)，并且輸出的多畫面信號為 HDSDI信號，只有高清監(jiān)視器才能監(jiān)看，增加了成本。后經(jīng)過比較，選擇了松下的AV-HS410A高清視頻切換臺，這款切換臺有8路HDSDI輸入，1路VGA/DVI輸入，并且全部輸入都帶幀同步，多畫面輸出信號為 DVI輸出，可以直接送到顯示器進(jìn)行多畫面監(jiān)看。這款切換臺還自帶一個(gè)5寸的液晶屏，可以方便的更改系統(tǒng)的設(shè)置。

5.3 錄制設(shè)備的選型

錄制設(shè)備的選型主要取決于錄制格式、存儲介質(zhì)：是錄制高清、標(biāo)清或者模擬信號；是采用磁帶、P2卡還是藍(lán)光光盤來進(jìn)行錄制。

江蘇開放大學(xué)新建演播室開始采用的是非編和硬盤錄像機(jī)結(jié)合的方式。選擇了大洋的 D3-EDIT非編和 BLACK MAGIC的硬盤錄像機(jī)，后發(fā)現(xiàn)BLACK MAGIC的硬盤錄像機(jī)只能錄制高清加嵌信號，并且錄制的信號格式不能滿足原有非編的制作需求，所以更改為2臺非編加磁帶錄像機(jī)的錄制方式。主要是用非編進(jìn)行錄制，錄制后直接剪輯，節(jié)約了上載的時(shí)間，磁帶錄像機(jī)作為備份使用。

5.4 音頻設(shè)備的選型

音頻設(shè)備中主要就是話筒和調(diào)音臺的選型。

演播室話筒從傳輸方式上一般分為有線和無線兩種。一般站播方式或者需要移動(dòng)的播音采用的是無線領(lǐng)夾話筒，這種話筒指向性強(qiáng)，靈活方便；唱歌一般采用的是無線手持話筒，這種話筒音域?qū)拸V，抗干擾能力強(qiáng)；播報(bào)新聞一般采用桌面式的播音話筒，這種話筒可靠性好，收音清晰。

調(diào)音臺現(xiàn)在一般分為數(shù)字調(diào)音臺和模擬調(diào)音臺兩種，數(shù)字調(diào)音臺采用數(shù)字量化，對音頻信號衰減小，操作方便，指標(biāo)控制更加精確；模擬調(diào)音臺更加直觀，成本較低，但是抗干擾能力較差，不能直接輸入AES/EBU信號。

江蘇開放大學(xué)新建演播室配置了 3套索尼的 UWP-V1無線領(lǐng)夾話筒，這款話筒是全指向型話筒，既能夠滿足演播室的錄制節(jié)目的需求，又能夠更好地和攝像機(jī)結(jié)合，滿足外拍的需求。調(diào)音臺選擇的是YAMAHA的01v96 i數(shù)字調(diào)音臺，這款調(diào)音臺標(biāo)配16路模擬音頻輸入，一路主輸出，一路監(jiān)聽輸出，可以增加板卡擴(kuò)展輸入輸出，滿足演播室當(dāng)前需求以及將來發(fā)展的需要。

6．演播室系統(tǒng)的調(diào)試與使用

6.1 系統(tǒng)電源的加載

演播室系統(tǒng)在完成安裝后，需要進(jìn)行加電調(diào)試，其步驟為：

（1）系統(tǒng)電源加載前應(yīng)確認(rèn)所有設(shè)備均為關(guān)閉狀態(tài)；

（2）系統(tǒng)電源加載前應(yīng)從新確認(rèn)電源的火、零、地的方向是否正確，電壓是否正常；

（3）應(yīng)確認(rèn)所有設(shè)備是否為中國標(biāo)準(zhǔn)市電方式；

（4）檢查所有設(shè)備的插板是否牢固、無松動(dòng)；

（5）檢查所有的接插頭是否無搭接現(xiàn)象；

（6）在所有設(shè)備關(guān)閉的情況下加電，檢查有無短路、斷路現(xiàn)象；

（7）設(shè)備逐一加電，并注意觀察設(shè)備的啟動(dòng)情況；

6.2 視音頻系統(tǒng)的調(diào)試

在所有設(shè)備加電單機(jī)測試沒有問題以后，就要進(jìn)入信號測試流程，流程為：

（1）將攝像機(jī)完成黑平衡和白平衡的處理，如果信號顏色還有差別，通過攝像機(jī)菜單進(jìn)行微調(diào)處理，確保所有攝像機(jī)輸出的信號色溫相同；

（2）完成對切換臺的設(shè)置，包括系統(tǒng)格式是高清還是標(biāo)清，AUX輸出口分別配置哪些輸出，TALLY信號的分配等；

（3）完成調(diào)音臺的設(shè)置，包括配置輸出信號的性質(zhì)以及是否需要延時(shí)等；

（4）檢查所有通道的信號是否正常；

（5）檢查所有通道的信號是否有干擾，包括交流干擾等；

（6）檢查所有設(shè)備同時(shí)工作的狀態(tài)是否正常；

（7）按照揭露錄制流程進(jìn)行節(jié)目錄制的預(yù)演，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決；

（8）檢查系統(tǒng)是否同步，看切換信號時(shí)有無跳動(dòng)現(xiàn)象；

7．小結(jié)

本文設(shè)計(jì)了一個(gè)開放大學(xué)演播室的系統(tǒng)集成的方案，系統(tǒng)配合上舞美和燈光，就可以節(jié)目錄制了。江蘇開放大學(xué)的演播系統(tǒng)經(jīng)過安裝、調(diào)試后，已經(jīng)在2013年6月中旬投入使用，演播系統(tǒng)拍攝的開放大學(xué)欄目也在2013年7月1日正式開播，欄目開播以來，收到中老年觀眾的普遍歡迎，收視率節(jié)節(jié)攀升，取得了較大社會效益。

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