小型無(wú)損數(shù)字制作系統(tǒng)

秦毓

（鄂爾多斯市廣播電視臺(tái)，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000）

小型無(wú)損數(shù)字制作系統(tǒng)

秦毓

（鄂爾多斯市廣播電視臺(tái)，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000）

介紹了基于高清格式的4種小型數(shù)字視頻制作系統(tǒng)，詳細(xì)講述了其連接方案和設(shè)備要求，同時(shí)給出了相應(yīng)的典型設(shè)備型號(hào)以供參考。通過(guò)對(duì)比各方案的優(yōu)缺點(diǎn)，可讓相關(guān)人員一目了然，便于選擇。4種方案均滿足簡(jiǎn)捷、易操作的基本模式，針對(duì)個(gè)人和小型應(yīng)用場(chǎng)合非常實(shí)用。

高清；小型；數(shù)字化；無(wú)損制作

【本文獻(xiàn)信息】秦毓.小型無(wú)損數(shù)字制作系統(tǒng)[J].電視技術(shù)，2015，39（2）.

得益于寬帶網(wǎng)絡(luò)、WiFi、3G、4G網(wǎng)絡(luò)的迅速普及，互聯(lián)網(wǎng)視頻正在一步步蠶食傳統(tǒng)電視的市場(chǎng)[1]。電視已經(jīng)不再是大眾獲取各種動(dòng)態(tài)資訊的主要途徑，各種視頻信息通過(guò)不同的移動(dòng)終端設(shè)備呈現(xiàn)在大眾的視野中。區(qū)別于電視的單向傳輸廣播方式，互聯(lián)網(wǎng)視頻以其廣泛的可選擇性、隨意性，使用戶可以在任意時(shí)間、任意地點(diǎn)獲取自己關(guān)注的內(nèi)容，而不用受限于電視臺(tái)的播出時(shí)間[2-3]。

在眾多傳播方式中，視頻無(wú)疑成為最直觀、最能引發(fā)高度關(guān)注的選擇，這種聲音與畫面并存的形式，可以更直接地展示出想要呈現(xiàn)給公眾的內(nèi)容。但是，很多人空有想法和創(chuàng)意卻苦于不知如何實(shí)現(xiàn)，最終導(dǎo)致一些好的思想火花漸漸被遺忘和抹去，而本文提出的小型數(shù)字視頻制作能夠很好地滿足這項(xiàng)需求。

1 視頻制作格式

由于磁帶只能線性記錄，上下載都要用同等時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，光盤同樣需要復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)行結(jié)構(gòu)，因此本文都未考慮。存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展至今，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化無(wú)損壓縮，因此本文主要介紹以內(nèi)存卡為存儲(chǔ)介質(zhì)的數(shù)字化無(wú)損制作系統(tǒng)。

視頻制作的基本流程包括攝、錄、編、播、存等環(huán)節(jié)，即使最簡(jiǎn)單的制作系統(tǒng)——手持式攝錄一體機(jī)，也需要同時(shí)滿足這5個(gè)功能。通過(guò)鏡頭、傳聲器攝入畫面和聲音，錄制到內(nèi)存卡上，錄像鍵負(fù)責(zé)控制是否錄制實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的編輯，取景器或液晶屏播放錄制內(nèi)容，錄滿內(nèi)容后保存到內(nèi)存卡。至于其他更大或更復(fù)雜的系統(tǒng)也是在這5個(gè)基本環(huán)節(jié)中加以擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)更豐富的功能，滿足用戶更全面的需求。

2 基于高清制作的幾種簡(jiǎn)單方案

2.1 方案一

設(shè)備被壓縮至僅有2個(gè)——攝錄一體機(jī)和編輯工作站。兩者之間通過(guò)存儲(chǔ)卡傳輸數(shù)據(jù)文件以實(shí)現(xiàn)無(wú)損（類似U盤操作）。由攝錄一體機(jī)來(lái)完成攝、錄的工作，由編輯工作站完成編、播、存的工作。這個(gè)方案適用于室外或大范圍、大動(dòng)態(tài)的拍攝工作。攝錄一體機(jī)具有體積小、方便攜帶、啟動(dòng)快等特點(diǎn)。攝錄一體機(jī)拍攝的素材以數(shù)據(jù)文件的形式直接存儲(chǔ)在存儲(chǔ)卡上，編輯工作站直接讀取存儲(chǔ)卡上的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行編輯處理。該方案的2臺(tái)設(shè)備之間直接進(jìn)行的是數(shù)據(jù)層面的操作，不需要進(jìn)行視頻編碼轉(zhuǎn)換，省去了上、下載的時(shí)間，同時(shí)也避免了編碼過(guò)程中的信息損失。

該方案中，攝錄一體機(jī)的選擇成為了系統(tǒng)重點(diǎn)。攝錄一體機(jī)的相關(guān)參數(shù)有很多，如技術(shù)特性、成本、使用習(xí)慣、外觀等，這里不多贅述，僅就其中兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析：成像單元的大小和存儲(chǔ)單元的格式。

成像單元主要有兩種：CCD和CMOS?；旧蟽烧叨际抢梦泄舛O體（photodiode）進(jìn)行光與電的轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換的原理就像“太陽(yáng)能電池”，光線越強(qiáng)，電力越強(qiáng)；反之，電力越弱，CCD和CMOS就是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。由于構(gòu)造上的基本差異，盡管CMOS在成像品質(zhì)等各方面均遜色于CCD，但因其低成本、低功耗、高整合度的特性，使得CMOS可以穩(wěn)定供貨，頗受供應(yīng)廠商歡迎。而且，隨著其制造技術(shù)不斷地改良更新，CCD與CMOS之間的差異逐漸縮小。新一代的CCD以低耗電量作為改進(jìn)目標(biāo)，而CMOS則趨向于大尺寸以及高速影像處理晶片統(tǒng)合。

現(xiàn)在多數(shù)廠家都支持的存儲(chǔ)單元（內(nèi)存卡）是SD卡格式，它沒(méi)有復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，同時(shí)性價(jià)比也很高。因?yàn)楦咔逡曨l數(shù)據(jù)量較大，推薦選用SDXC（32 Gbyte～2 Tbyte）存儲(chǔ)卡。在寫入速度上分別有速度等級(jí)（Speed Class）和超高速（Ultra High Speed，UHS）速度等級(jí)兩種標(biāo)準(zhǔn)，速度等級(jí)設(shè)有2，4，6，10等共4個(gè)等級(jí)（數(shù)字越大表示讀寫速度越快），提供正常與高總線速度使用。而UHS-1則專門設(shè)計(jì)給UHS總線接口使用，UHS為現(xiàn)存速度等級(jí)效能最快的記憶卡種類，可將總線接口速度最高定義至312 Mbit/s。速度等級(jí)和UHS速度等級(jí)兩者不兼容。筆者建議使用速度等級(jí)10或UHS-1，以保證高清視頻的大數(shù)據(jù)量高速存儲(chǔ)。

攝錄一體機(jī)有很多種，價(jià)格也參差不齊，在選擇時(shí)除了對(duì)比各部分性能外，還要多上手體驗(yàn)，然后選中合適的機(jī)型。例如，松下AG-AC90MC手持型存儲(chǔ)卡式攝錄一體機(jī)，29.8 mm廣角、12倍變焦鏡頭，3個(gè)（RGB）1/4.7型MOS圖像傳感器的有效像素達(dá)到268萬(wàn)像素，支持全高清（1 920× 1 080）圖像拍攝。此外，還配備雙存儲(chǔ)卡插槽，SDXC存儲(chǔ)卡容量可超過(guò)32 Gbyte，專業(yè)接口HDMI和XLR音頻輸入接口設(shè)計(jì)，價(jià)格在2.8萬(wàn)元左右。

方案一的另一個(gè)重點(diǎn)是編輯工作站。所謂編輯工作站，就是一臺(tái)高性能的計(jì)算機(jī)，因?yàn)橐幚淼氖歉咔逡曨l，有大量的吞吐數(shù)據(jù)，因此對(duì)于各部件的穩(wěn)定性和大容量提出了比普通計(jì)算機(jī)更高的要求。為了滿足高清視頻大數(shù)據(jù)量的存儲(chǔ)要求，2 Tbyte以上的硬盤成為用戶的首選，預(yù)算允許的情況下，選購(gòu)固態(tài)硬盤或者多塊硬盤組建的Raid模式都是方便高速存取的裝機(jī)方案。此外，在保證穩(wěn)定的情況下，內(nèi)存肯定越大越好，對(duì)于用戶而言，可盡量將主板的內(nèi)存插槽插滿。高頻的多核處理器為用戶提供了足夠強(qiáng)勁的性能支持，渲染及視頻制作才能實(shí)現(xiàn)超線程技術(shù)，所以并不太過(guò)強(qiáng)調(diào)處理器的超頻性能。主板的選擇重點(diǎn)是穩(wěn)定性，豐富的接口功能也會(huì)提供更為出色的使用體驗(yàn)，比如HDMI接口、1394接口、G網(wǎng)接口等。高清視頻處理對(duì)處理器提出了更為苛刻的要求，顯卡方面對(duì)于一些預(yù)算有限的用戶而言，整個(gè)平臺(tái)都擁有不錯(cuò)的性能表現(xiàn)，基本滿足使用需求。不過(guò)，擁有各大軟件廠商認(rèn)證的獨(dú)立顯卡依舊是高需求用戶的必選配置。至于顯示部分，筆者建議使用一臺(tái)獨(dú)立的HD監(jiān)視器，最好具有信號(hào)監(jiān)測(cè)功能，這樣可以在節(jié)目編輯的過(guò)程中起到事半功倍的作用。顯示器盡量選擇24 in以上的大分辨率、色彩還原性好的大品牌專業(yè)產(chǎn)品，在編輯軟件的選用上則因人而異，一般來(lái)說(shuō)，價(jià)格在2.5萬(wàn)元左右的編輯工作站已經(jīng)夠用。

本方案中播的任務(wù)全部由編輯工作站完成，通過(guò)編碼程序，可以把成品按照發(fā)布要求輸出成不同碼率的MP4，MOV，AVI等文件格式，用于網(wǎng)絡(luò)視頻播出或電視臺(tái)播出。當(dāng)然，如果電視臺(tái)需要磁帶播出，就需要另外租借一臺(tái)符合要求的錄像機(jī)。

對(duì)于存儲(chǔ)，建議對(duì)于制作完成的節(jié)目，把素材以及相關(guān)的工程文件全部整理在獨(dú)立的移動(dòng)硬盤中妥善保管。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，云存儲(chǔ)也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，大型互聯(lián)網(wǎng)公司都對(duì)注冊(cè)用戶提供了云存儲(chǔ)服務(wù)，只是名稱或容量不同。方案一總價(jià)可以控制在5.5萬(wàn)元以內(nèi)。

2.2 方案二

方案二針對(duì)在小范圍活動(dòng)或室內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間拍攝的情況，允許使用電源適配器和電纜，使用數(shù)字信號(hào)線纜直接連接攝錄一體機(jī)和編輯工作站。這個(gè)方案中，攝由攝錄一體機(jī)完成，錄和編則在編輯工作站上完成，播和存同方案一，但要求攝錄一體機(jī)必須具備HDMI接口或SDI接口，同時(shí)編輯工作站也要有這兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的接口。

例如松下的AG-AC160A手持型存儲(chǔ)卡式攝錄一體機(jī)，全高清高靈敏度1/3MOS成像，220萬(wàn)像素，帶有廣角的22倍HD變焦鏡頭，雙SDXC卡記錄，專業(yè)規(guī)格高便攜性的新設(shè)計(jì)和獨(dú)立的HD SDI接口輸出，多種拍攝功能，包括全高清慢動(dòng)作、快動(dòng)作拍攝，價(jià)格在4.8萬(wàn)元左右。

把攝錄一體機(jī)的信號(hào)輸出端直接連接到編輯工作站的輸入端，可以在攝錄一體機(jī)錄制（或不錄制）的同時(shí)，就錄入到剪輯工作站，而不用讀取存儲(chǔ)卡，不僅提高了時(shí)效性，而且還可以實(shí)時(shí)進(jìn)行刪減。因?yàn)榫庉嫻ぷ髡镜拇鎯?chǔ)容量大得多，可以不間斷地錄制，被錄制的對(duì)象不會(huì)因?yàn)榇鎯?chǔ)卡空間不足而被打斷或干擾。該方案需要注意的是HDMI線纜或SDI線纜的選擇，因?yàn)榫€纜的帶寬和質(zhì)量直接影響到視頻的采集質(zhì)量，所以要盡量采購(gòu)有保證的產(chǎn)品，并采用大帶寬、超長(zhǎng)度的產(chǎn)品，比如可以傳輸4K視頻格式的線纜，并留有長(zhǎng)度裕量，這樣即使日后升級(jí)也不受影響。因此線纜上的冗余是非常必要的。方案二總價(jià)約8萬(wàn)元。

2.3 方案三

前兩個(gè)方案主要是針對(duì)單機(jī)拍攝客戶，后面的方案中將更多涉及多單機(jī)拍攝或混合拍攝。作為方案一的擴(kuò)展，這是一個(gè)簡(jiǎn)單的多機(jī)方案，強(qiáng)調(diào)多機(jī)同時(shí)拍攝，擁有大范圍的活動(dòng)空間，比如野外環(huán)境，而編輯工作站通過(guò)直接讀取多臺(tái)攝錄一體機(jī)的存儲(chǔ)卡進(jìn)行編輯。

方案三看似是方案一的疊加，其實(shí)并不盡然，尤其需要注意以下幾點(diǎn)：

1）多機(jī)拍攝攝錄一體機(jī)的一致性要好。盡量使用同種型號(hào)的設(shè)備，拍攝時(shí)統(tǒng)一設(shè)置各種參數(shù)，并盡量使用同一品牌、容量相同、讀寫速度相同的存儲(chǔ)卡。

2）因?yàn)槭嵌鄦螜C(jī)工作，需要統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)作為依據(jù)，為后期的編輯工作提供方便。

3）如果現(xiàn)場(chǎng)允許的話，最好使用外時(shí)間同步，這種通過(guò)線纜連接的方式，可以方便獲得多機(jī)在時(shí)間上的同步。當(dāng)然，對(duì)于攝錄一體機(jī)的選擇提出了額外的要求，要有時(shí)間同步輸出、輸入接口。

4）一份詳細(xì)直觀、統(tǒng)一格式的場(chǎng)記單是快速完成后期編輯工作的必備，可以省去大量用于查找素材的時(shí)間，方便、快捷、準(zhǔn)確。

5）編輯工作站的軟件最好擁有多機(jī)位切換功能，可以簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)切換臺(tái)的功能，后期剪輯起來(lái)就事半功倍了。

6）由于素材量加大，素材文件的管理和剪輯工程文件的管理也成為一個(gè)關(guān)注點(diǎn)，解決這一問(wèn)題的最好方法是建立一個(gè)直觀的剪輯工程管理表格，在表格內(nèi)詳細(xì)記錄相關(guān)信息，比如存儲(chǔ)名稱、位置、長(zhǎng)度、場(chǎng)記單等內(nèi)容信息，隨著時(shí)間的發(fā)展，這張表格會(huì)省去很多麻煩，尤其是在多人配合工作時(shí)，不必為尋找相應(yīng)的素材文件而浪費(fèi)時(shí)間。

方案三的價(jià)格取決于攝錄一體機(jī)的數(shù)量，如果是3臺(tái)，價(jià)格約12萬(wàn)元。

2.4 方案四

方案四即方案二和方案三的疊加，攝錄一體機(jī)和編輯工作站都要有SDI接口，但是編輯工作站的輸入端一般不具備多路輸入功能，因此多臺(tái)攝錄一體機(jī)通過(guò)連接線纜輸入切換臺(tái)，通過(guò)切換臺(tái)的輸出連接編輯工作站，在編輯工作站上完成編、播、存環(huán)節(jié)。

這個(gè)方案適合對(duì)時(shí)效性要求較強(qiáng)的環(huán)境。因?yàn)槭褂昧饲袚Q臺(tái)，單位時(shí)間內(nèi)只需要1路合成畫面輸入編輯工作站，省去了部分后期剪輯的時(shí)間，如果拍攝端使用攝錄一體機(jī)，還可以起到備份的作用。這種聯(lián)機(jī)的工作方式對(duì)同步提出了更高的要求，已經(jīng)不僅僅是前面方案要求的時(shí)間上的同步了，還包括了基準(zhǔn)信號(hào)的同步（場(chǎng)同步），就像是統(tǒng)一的節(jié)拍一樣，使所有的視頻甚至音頻都工作在同樣的時(shí)鐘脈沖，這樣切換畫面時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)畫面抖動(dòng)的情況。現(xiàn)在切換臺(tái)市場(chǎng)上已經(jīng)有帶有內(nèi)同步功能的切換臺(tái)供選擇，比如松下小型化現(xiàn)場(chǎng)切換臺(tái)AW-HS50MC。

視頻輸入包括4路 SDI輸入（SDI-IN 1至 4）、1路DVI-D輸入（DVI-IN）。視頻輸出包括2路 SDI輸出（SDI-OUT 1/2，SDI-OUT 1有2個(gè)輸出接口）、1路DVI-D輸出（DVI-OUT）。多畫面顯示是標(biāo)準(zhǔn)配置功能支持在同一時(shí)間同一監(jiān)視器上顯示最多10個(gè)圖像窗口，包括PGM、PVW、輸入信號(hào)，所有輸入內(nèi)同步，價(jià)格2.8萬(wàn)元左右。切換臺(tái)的選擇沒(méi)有特殊限制，滿足應(yīng)用并且適當(dāng)冗余就可以。

在這個(gè)方案中，首先推薦使用適合長(zhǎng)距離傳輸信號(hào)的SDI線纜連接，而HDMI線纜同等距離下成本要高許多。編輯工作站也被要求有同步功能，這樣就不會(huì)出現(xiàn)畫面抖動(dòng)。播、存與其他方案相似。因?yàn)樘砑恿饲袚Q臺(tái)等配套設(shè)備，成本會(huì)有所增加，以3臺(tái)攝錄一體機(jī)為例，總價(jià)格約23萬(wàn)元。

3 小結(jié)

本文詳細(xì)介紹了4種小型數(shù)字化視頻制作方案，包括連接方案和設(shè)備要求，同時(shí)給出了相應(yīng)的典型設(shè)備型號(hào)，以供參考。通過(guò)對(duì)比各方案的優(yōu)缺點(diǎn)，可使有相應(yīng)需求的從業(yè)人員一目了然。4種方案均滿足簡(jiǎn)捷、易操作的基本模式，針對(duì)個(gè)人和小型應(yīng)用場(chǎng)合非常實(shí)用。

[1] 王春浩.新媒體時(shí)代下傳統(tǒng)電視的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)[J].電視技術(shù)，2014，38（16）：14-15.

[2]陳杲，王建秀，韓蘇川，等.互聯(lián)網(wǎng)電視應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)探討[J].電視技術(shù)，2014，38（4）：60-62.

[3] 李小蘭.從用戶消費(fèi)行為變化看廣播電視技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J].電視技術(shù)，2013，37（22）：22-24.

責(zé)任編輯：任健男

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10.16280/j.videoe.2015.02.013

2014-10-13