2017年央視春晚大屏幕系統(tǒng)的實(shí)施方案

李中

【摘 要】 介紹了2017中央電視臺(tái)春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)屏幕系統(tǒng)的改造方案，從大屏幕的設(shè)置、LED屏的選擇、播出系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 進(jìn)行分析，總結(jié)大屏幕播放經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】 視覺(jué)；春晚；屏幕系統(tǒng)；LED屏幕

文章編號(hào)： 10.3969/j.issn.1674-8239.2017.09.010

Implementation of Large Screen System in 2017 CCTV Spring Festival Gala

LI Zhong

（CCTV， Beijing 100859， China）

【Abstract】The author introduces the large screen system reform scheme design in 2017 CCTV Spring Festival Gala， including creen settings， LED screen selection， and broadcast system design， and summarize the experience in the implementation of the program.

【Key Words】vision； Spring Festival Gala； screen system； LED screen

從1983年起，中國(guó)中央電視臺(tái)開(kāi)始舉辦第一屆春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)（央視春晚），無(wú)論是舞美機(jī)械還是視覺(jué)呈現(xiàn)，每年都力求突破、創(chuàng)新。2017年央視春晚新引入的VR全景直播和全媒體互動(dòng)，更加體現(xiàn)了技術(shù)和藝術(shù)相融合的全新時(shí)代特點(diǎn)，新奇技術(shù)的應(yīng)用嘗試，制造出更加絢麗華美的舞臺(tái)效果。本文僅就屏幕系統(tǒng)的改造方案，從大屏幕的設(shè)置、LED屏的選擇、播出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)分析，總結(jié)出大屏幕播放的一些經(jīng)驗(yàn)。

1 屏幕設(shè)置的基本情況

自1998年至2017年，央視春晚一直在復(fù)興路辦公區(qū)一號(hào)演播大廳舉辦。根據(jù)節(jié)儉辦晚會(huì)的精神，2017年央視春晚盡量沿用往年的設(shè)施。其主體結(jié)構(gòu)基本建立在2012年改造完成后的舞臺(tái)基礎(chǔ)之上，增設(shè)包括頂部的幾組帶有可編程升降功能的環(huán)形屏幕和柱形屏幕等設(shè)備。

現(xiàn)在LED大屏幕的使用越來(lái)越多，電視文藝節(jié)目舞臺(tái)最炫目的當(dāng)屬各式各樣的LED顯示屏，筆者認(rèn)為這與LED顯示技術(shù)、顯示設(shè)備的水平和成熟度越來(lái)越高、優(yōu)勢(shì)明顯分不開(kāi)。LED顯示屏功耗低，可靠性高，發(fā)熱量小，壽命長(zhǎng)達(dá)近200 000小時(shí)；可視角度大，方便人們欣賞節(jié)目；更有接近ns級(jí)響應(yīng)速度的優(yōu)勢(shì)；主機(jī)數(shù)據(jù)接口豐富，可同時(shí)連接不同接口的不同輸入設(shè)備方便切換，且安裝組合靈活。應(yīng)用中可滿(mǎn)足天上地下的各種需求，屏幕尺寸拼接組合方便，可大可小，機(jī)動(dòng)靈活，既可拼湊成超大的顯示墻，又可以安裝到臺(tái)階的立面上；可根據(jù)觀(guān)看距離，觀(guān)看重要性、功能性、使用環(huán)境等適配選擇不同點(diǎn)距、不同強(qiáng)度等級(jí)的產(chǎn)品，甚至可以在室外陽(yáng)光下風(fēng)吹日曬依然保持高亮度。

此次大屏幕采用LED屏，分布如圖1、圖2所示。舞臺(tái)的正面主屏（A）由3塊大屏拼接而成，總尺寸達(dá)37 m×11 m；兩側(cè)各有一組弧形立柱式的側(cè)屏（C1、C2）一直延伸到觀(guān)眾席，與現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)眾席合為一體。在舞臺(tái)和觀(guān)眾席上方還設(shè)置有3組可以升降變換的環(huán)形屏幕（K、L、M），與主屏及側(cè)屏融為一體，交相輝映，展現(xiàn)出連貫的視頻畫(huà)面；另外，還在M屏和觀(guān)眾席上方穿插地設(shè)置了約27組六邊柱形LED屏（N）。舞臺(tái)的地面部分，中區(qū)設(shè)置了12排高4 m可升降的柱形地屏（B），其兩側(cè)為能實(shí)現(xiàn)少量升降的地屏（D），呈現(xiàn)效果見(jiàn)圖3。

由于主屏A顯示面積過(guò)大，為保證顯示效果又將其拆分成A1、A2、A3，兩側(cè)的C1和C2也分別被細(xì)分為C1a、C1b、C1c、C2a、C2b、C2c；舞臺(tái)上方的環(huán)形屏M也由于顯示面積過(guò)大被拆分成M1、M2、M3；舞臺(tái)地面的中央?yún)^(qū)域，由12排、每排9塊組成的升降臺(tái)，每一排、每一塊都可獨(dú)立升降，每一排升起后又形成一組9 m×4 m的屏幕，為了畫(huà)面安全也被兩兩分組定義為BF1到BF6，升降臺(tái)主體的頂面被拆分成BT1和BT2兩組，兩組升降臺(tái)的側(cè)面被定義為BL、BR、DL、DR、DF。大屏幕系統(tǒng)需要為每個(gè)區(qū)域提供信號(hào)，再加上六邊形底面的可變色的燈帶信號(hào)，共要提供58路主備信號(hào)。

面對(duì)如此龐大的播出量，需要前期進(jìn)行細(xì)致規(guī)劃。

2 大屏幕的改造

近年隨著科技的不斷進(jìn)步、廣播電影電視器材的不斷發(fā)展和人民審美水平的不斷提高，將部署在升降臺(tái)前立面的BF屏進(jìn)行了更換，將LED屏的分辨率由最初的P10提升到P5到現(xiàn)在的P3屏（即LED燈珠像素與像素之間僅相隔3 mm），顯示精度大大提升，近景和特寫(xiě)時(shí)的表現(xiàn)力增強(qiáng)，近距離觀(guān)賞時(shí)顯示圖片更加細(xì)膩。升降臺(tái)頂部的K屏、L屏、M屏則還沿用了以前的P5屏；在升降柱的兩個(gè)側(cè)面，BL、BR、DL、DR依舊采用了P10的屏幕。

BF從P10升級(jí)到P3，像素?cái)?shù)提升了約10倍，為了保證素材播放順利，增加了播出服務(wù)器數(shù)量，使用的輸出通道達(dá)到了6組（BF1到BF6）。在升降臺(tái)前立面通過(guò)大屏幕播出服務(wù)器提供的各種渲染圖，使升降臺(tái)前立面、兩側(cè)呈現(xiàn)豐富、細(xì)膩的表演場(chǎng)景，比如巍峨矗立的高山、波濤起伏的海面，甚至磚墻隔斷都能完整地表現(xiàn)出來(lái)，在語(yǔ)言類(lèi)節(jié)目中更是替代了傳統(tǒng)道具的火炕、石桌石凳。

可升降的環(huán)屏（K、L、M）距離舞臺(tái)地面高度有十幾米，由升降帶來(lái)的線(xiàn)纜收放問(wèn)題成為技術(shù)難點(diǎn)。通過(guò)精確計(jì)算屏幕負(fù)載及線(xiàn)纜的重量，以及反復(fù)摸索實(shí)踐，在頂部環(huán)屏的上方設(shè)立了一組滑輪機(jī)構(gòu)，工作人員將與負(fù)載尼龍帶纏繞后的線(xiàn)纜順序穿過(guò)所有滑輪組的凹槽，根據(jù)每組升降機(jī)構(gòu)線(xiàn)纜所承載的重量進(jìn)行配重，達(dá)到與環(huán)屏負(fù)載相對(duì)平衡的狀態(tài)，在幾組定滑輪和動(dòng)滑輪的相互配合、相互作用下，達(dá)到環(huán)屏下降電纜釋放，環(huán)屏上升電纜收緊的效果。通過(guò)此設(shè)計(jì)，在環(huán)屏升降的同時(shí)，線(xiàn)纜能夠及時(shí)有效地收放和保護(hù)，避免損壞。而這組定滑輪完全隱藏在屋頂格柵上面（見(jiàn)圖4），可以把所有的線(xiàn)纜收納其中，不至于穿幫，影響舞臺(tái)置景效果。endprint

3 大屏幕播放系統(tǒng)的改造及信號(hào)流程

作為最后的播出部門(mén)，主要的工作內(nèi)容是將已經(jīng)做好的按照技術(shù)手冊(cè)切割完成的視頻文件對(duì)應(yīng)每臺(tái)大屏幕播放服務(wù)器進(jìn)行分發(fā)（見(jiàn)圖5），按照節(jié)目單的實(shí)際播出流程順序制作播表，在彩排期間完成好各個(gè)環(huán)節(jié)的對(duì)接，完成最終的播出。

按照之前對(duì)接的結(jié)果，規(guī)劃好每臺(tái)大屏幕播放服務(wù)器的功能，對(duì)每個(gè)輸出口進(jìn)行分配，進(jìn)行系統(tǒng)連接。本系統(tǒng)選用的大屏幕播放服務(wù)器輸出是基于顯卡輸出的，輸出接口涵蓋了HDMI、DVI、DP等幾類(lèi)，為了統(tǒng)一輸出規(guī)格，將所有輸出口通過(guò)轉(zhuǎn)接線(xiàn)將DP接口、DVI接口統(tǒng)一轉(zhuǎn)成HDMI接口，再通過(guò)HDMI光纖長(zhǎng)距離的傳送至各拼接服務(wù)器。

其實(shí)，在確定這套大屏幕播放系統(tǒng)方案時(shí)，對(duì)于輸出接口的選擇就存有很大爭(zhēng)議。第一想法當(dāng)然是采用最傳統(tǒng)的BNC接口電纜的方式，它有很多優(yōu)點(diǎn)：無(wú)損的視音頻傳輸，傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)可以?xún)?nèi)嵌音頻，傳統(tǒng)的同軸電纜可選擇的資源很多。一根BNC線(xiàn)既包含的視頻、音頻、時(shí)碼，又可以進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸，在實(shí)際工作環(huán)境下使用-7視頻線(xiàn)至少可以達(dá)到150 m的傳輸距離。之所以采用HDMI接口，而放棄方便的傳統(tǒng)BNC，主要是考慮到今后技術(shù)的發(fā)展、業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，顯然傳統(tǒng)的BNC電纜長(zhǎng)距離傳送4K信號(hào)壓力很大，按照目前最好的技術(shù)能力，用12G電纜傳輸4K信號(hào)無(wú)法送達(dá)演播廳。同時(shí)，進(jìn)行了測(cè)試比較，最終選用了傳輸延遲小、傳輸距離長(zhǎng)、信號(hào)無(wú)損失的HDMI光纖方案。

播出控制機(jī)中的控制軟件，在系統(tǒng)連接初期主要進(jìn)行一些基本參數(shù)的設(shè)置和輸出窗口分辨率的設(shè)置。首先需要對(duì)所有大屏幕播放服務(wù)器進(jìn)行IP設(shè)置，輸入主機(jī)的IP地址，將系統(tǒng)正常連通后，接下來(lái)就可以進(jìn)行素材分發(fā)和播出控制工作；然后根據(jù)之前規(guī)劃討論的結(jié)果，按照大屏幕播放服務(wù)器（播出機(jī)）負(fù)責(zé)的屏幕功能進(jìn)行連線(xiàn)并記錄形成線(xiàn)表（見(jiàn)表1）；連線(xiàn)結(jié)束后，再根據(jù)大屏幕的實(shí)際輸出尺寸確定輸出窗口的大小。

為保證顯示效果，大屏幕顯示的點(diǎn)陣尺寸通常會(huì)設(shè)置成小于等于大屏幕播出服務(wù)器的輸出尺寸（1 920×1 080）。這次主屏為37 m×11 m，被拆分為一塊17 m×11 m分辨率為1 668×1 080，兩側(cè)兩塊10 m×11 m，分辨率為980×1 080，合在一起達(dá)到3 628×1 080分辨率的精細(xì)輸出。對(duì)于一些日常節(jié)目不需要考慮大屏顯示精度時(shí)，直接把大屏幕播出服務(wù)器的輸出尺寸（1 920×1 080）通過(guò)大屏幕拼接服務(wù)器拉伸適配大屏幕的窗口范圍。

由于主屏幕在整個(gè)視覺(jué)呈現(xiàn)中所占的比重、位置突出，需對(duì)其做重點(diǎn)關(guān)照。為了保障主屏播出的萬(wàn)無(wú)一失，將大屏幕播放服務(wù)器的主、備播出信號(hào)，視頻服務(wù)器的主、備視頻信號(hào)，通過(guò)不同路由送至負(fù)責(zé)A2屏幕的主、備拼接服務(wù)器。另外，主屏拼接服務(wù)器還接有一臺(tái)電腦備份設(shè)備，當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)可以輸出靜幀圖片，不至于出現(xiàn)大屏幕無(wú)信號(hào)輸出的狀況。

素材由大屏幕播放服務(wù)器通過(guò)HDMI光纖傳輸至拼接服務(wù)器，在拼接服務(wù)器進(jìn)行拆分通過(guò)DVI線(xiàn)送至發(fā)送服務(wù)器，發(fā)送服務(wù)器再將DVI信號(hào)轉(zhuǎn)換成網(wǎng)線(xiàn)信號(hào)最終送至大屏幕。主備大屏幕播放服務(wù)器的信號(hào)最終在大屏幕進(jìn)行正接和反接，大屏幕完成信源偵測(cè)和自動(dòng)倒換工作，如圖6所示。

對(duì)于素材分發(fā)和播出控制通過(guò)媒資服務(wù)器統(tǒng)一管理。對(duì)于新制作的素材統(tǒng)一拷入媒資服務(wù)器，通過(guò)媒資服務(wù)器按照日期和節(jié)目名稱(chēng)分類(lèi)存儲(chǔ)，再由媒資服務(wù)器或者通過(guò)播出控制機(jī)遠(yuǎn)程遙控將素材分發(fā)至每臺(tái)主播出機(jī)，備播出機(jī)通過(guò)同步判斷邏輯自動(dòng)從主播出機(jī)進(jìn)行素材同步，以保障播出的不間斷。同樣，在播出控制時(shí)，兩臺(tái)播出控制機(jī)也是互為主備，主播出控制機(jī)一旦出現(xiàn)故障，另一臺(tái)可以做到零延遲地接管剩下的播出任務(wù)。

2017年央視春晚，總計(jì)布設(shè)HDMI光纖近60條，累計(jì)鋪設(shè)長(zhǎng)度達(dá)9 km；累計(jì)接收和分發(fā)素材4 058條，總?cè)萘窟_(dá)到3.22 TB。

4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與思考

2017年央視春晚在錄制播出形式上有新的探索，在設(shè)備使用上也有所突破。

（1）不同技術(shù)領(lǐng)域的匹配

一臺(tái)節(jié)目是由燈光、舞美等多方面共同完成。現(xiàn)在的各類(lèi)綜藝節(jié)目中，LED屏幕鋪天蓋地的使用，對(duì)其他工種都會(huì)有影響。筆者留意到，有一個(gè)節(jié)目在電視中觀(guān)看時(shí)，主持人報(bào)幕時(shí)膚色還原非常怪，對(duì)比發(fā)現(xiàn)原來(lái)是周?chē)拇笃聊凰夭淖兓?，大屏顏色反射到主持人臉上造成的。另外，關(guān)于整個(gè)電視畫(huà)面的光比和大屏素材顏色正常還原的問(wèn)題，有時(shí)需要把大屏幕的亮度壓縮到只剩15%到30%，才能使整個(gè)畫(huà)面曝光正常。由于顯色原理不同，此時(shí)大屏幕播放的素材會(huì)顯得不通透不鮮艷，后期編導(dǎo)就會(huì)通過(guò)調(diào)色軟件過(guò)度增加色彩飽和度，素材上大屏后由于工程師看的是復(fù)合指標(biāo)，然后就會(huì)繼續(xù)降光圈，周而復(fù)始惡性循環(huán)。

其實(shí)，在整個(gè)過(guò)程中最初階段，應(yīng)該由專(zhuān)門(mén)的質(zhì)量監(jiān)督管理部門(mén)工程師協(xié)調(diào)導(dǎo)演、燈光、大屏幕、后期等各組人員，從主持人站位的選取、光線(xiàn)與大屏亮度比的控制、以及視頻素材的制作飽和度細(xì)節(jié)控制等方面進(jìn)行整體把控，協(xié)調(diào)各方面共同推進(jìn)工作，提升圖像整體效果。

（2）重視大屏幕播放服務(wù)器出現(xiàn)的問(wèn)題

該大屏幕系統(tǒng)采購(gòu)的大屏幕播放服務(wù)器是基于Windows系統(tǒng)的顯卡輸出，有計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的同行都知道，對(duì)于一個(gè)顯卡的多路輸出，如果把物理輸出口位居前位的連接線(xiàn)拔掉，之后的輸出口內(nèi)容會(huì)自動(dòng)向前替換，這就給故障排查、替換故障設(shè)備帶來(lái)很大問(wèn)題。當(dāng)拼接服務(wù)器更換設(shè)備時(shí)，直接導(dǎo)致與之連接的大屏幕播放服務(wù)器輸出混亂，需要一路輸出一路輸出地重新對(duì)應(yīng)。為避免這一問(wèn)題，盡量采用專(zhuān)業(yè)視頻輸出卡作為信號(hào)源的播出服務(wù)器。

當(dāng)素材制作不規(guī)范時(shí)，也會(huì)帶來(lái)意想不到的結(jié)果。如果素材制作時(shí)，內(nèi)核編碼采用的是技術(shù)手冊(cè)上沒(méi)有的格式，又被封裝成了正規(guī)節(jié)目，技術(shù)人員單純檢查文件名屬性不容易發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致素材播放過(guò)程中卡頓、閃黑等情況的發(fā)生，為避免類(lèi)似狀況的發(fā)生。應(yīng)形成素材制作單位嚴(yán)格按照技術(shù)手冊(cè)執(zhí)行的制度。

關(guān)于軟件穩(wěn)定性的問(wèn)題，該系統(tǒng)選用的國(guó)產(chǎn)控制軟件的穩(wěn)定性方面不到位，會(huì)莫名其妙地出些小故障，軟件工程師會(huì)提出一些意想不到的解決辦法。如大屏幕播出控制機(jī)關(guān)機(jī)時(shí)會(huì)莫名系統(tǒng)崩潰，損壞播出表。目前的解決方案是在關(guān)機(jī)時(shí)先保存正常的播出表，再新建一張空白的播出表，再關(guān)機(jī)，避免正式的播表被損壞。

關(guān)于播出的同步問(wèn)題。2017年央視春晚為獲得主屏顯示的清晰度，特意用了3路高清輸出來(lái)拼接主屏幕畫(huà)面。為了避免因?yàn)橘Y源占用等各種因素造成的不同步現(xiàn)象，特意分配了一臺(tái)大屏幕播放服務(wù)器專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)主屏的播出，而且播出資源也只用了3路輸出，并沒(méi)有全負(fù)荷，結(jié)果還是出現(xiàn)了不同步的現(xiàn)象。彩排期間素材播放第一遍沒(méi)問(wèn)題，第二次播放時(shí)沒(méi)準(zhǔn)就會(huì)不同步，由于問(wèn)題是隨機(jī)出現(xiàn)的，后續(xù)還需找到解決的辦法。

（3）擔(dān)當(dāng)重任的HDMI光纖

2017年央視春晚選用的HDMI光纖，在設(shè)備輸出接口取電，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，光纖作為傳輸媒介，在設(shè)備接入端口取電再次通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將光信號(hào)再轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，信號(hào)可實(shí)現(xiàn)無(wú)損轉(zhuǎn)換。對(duì)于固定演播室，HDMI光纖的確非常方便，但對(duì)于需要經(jīng)常拆裝的舞臺(tái)、播出服務(wù)器，幾乎每一次收放都會(huì)有光纖線(xiàn)纜損壞，并且由于其涂裝太過(guò)簡(jiǎn)單且標(biāo)識(shí)不明確，曾有過(guò)被道具師傅當(dāng)作普通電線(xiàn)直接踩踏，使輸出立即呈現(xiàn)偏色的情況。所以，需要選用有一定強(qiáng)度的線(xiàn)纜。

5 結(jié)語(yǔ)

央視春晚的舞臺(tái)是國(guó)內(nèi)舞臺(tái)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)縮影，也是各種高新技術(shù)展示的平臺(tái)，如在空中虛擬植入懸浮的立體燈籠、中國(guó)結(jié)、福字（見(jiàn)圖7）；通過(guò)動(dòng)作捕捉擬植入技術(shù)，呈現(xiàn)場(chǎng)景與演員互動(dòng)的表演效果（見(jiàn)圖8）。當(dāng)然，要達(dá)到視覺(jué)沖擊的效果，還需要龐大的技術(shù)團(tuán)隊(duì)做支撐，對(duì)每一個(gè)機(jī)械升降動(dòng)作編程，對(duì)素材不停地修改、渲染、分割、分發(fā)、調(diào)試等，在一遍遍的彩排過(guò)程中逐步完善；同時(shí)，需要檢測(cè)系統(tǒng)及設(shè)備，避免各種故障的出現(xiàn)，從而保障春晚直播的順利進(jìn)行。endprint