移動非編的使用需求與硬件解析

賈觀佑

摘 要：移動非編工作站，適用于外場記者進行新聞、賽事報道，能夠在現(xiàn)場進行剪輯素材、制作成片的工作并傳回電視臺。外場的非編制作經(jīng)歷了長時間的發(fā)展，形成了一套完整的流程;而移動制片的性質(zhì)，使得移動非編工作站對硬件有更多的需求。本文第一部分對移動非編的使用需求進行說明，第二部分分析工作站硬件對移動非編制作的影響。

關鍵詞：移動非編;外場制作;視頻渲染

中圖分類號：JN948 文獻標識碼：A 文章編號：2096-5079 （2020） 22-00-02

新聞、賽事報道普遍需要記者在外場工作，距離電視臺較遠，有時甚至前往異地進行報道。在這種情況下，拍攝的素材由于大部分內(nèi)容并不使用，假如將素材全部回傳再剪輯的話費時費力，效率低下;此外，現(xiàn)場記者對現(xiàn)場情況更了解，能夠更好地制作成片。鑒于上述兩點分析，在現(xiàn)場進行成片制作后回傳是較為現(xiàn)實可行的方案。

移動非編工作站的配置可以參考臺式非編工作站，兩者的功能都是視頻剪輯制作，對硬件的需求也大致相同。但是，臺式非編工作站與移動非編工作站的根本區(qū)別在于，臺式機工作站有穩(wěn)定的工作環(huán)境，機箱空間往往較大;而筆記本工作站則需要經(jīng)常在不同的環(huán)境中移動辦公，為滿足便攜性要求，容納設備的空間只有薄薄的一層。因此，臺式工作站相較于移動工作站，在硬件性能、散熱、電源功率等各方面都有較大的優(yōu)勢;而筆記本為了滿足便攜需求，對硬件重新設計、改造，整合進較小的空間內(nèi)，這就影響了筆記本的工作效率和整體性能。但是，在外場工作的特殊條件下，移動非編工作站又是必不可少的，是外場工作的最優(yōu)的解決方案。綜上所述，在選擇移動非編工作站的配置時，可以借鑒臺式工作站的配置要求;同時針對移動辦公的特點，對硬件進行針對性的取舍，盡可能地在便攜移動的同時獲得更高的工作效率。

一、移動非編的使用需求

在外場工作中，移動非編的工作流程分為素材導入——剪輯制作——成片導出——成片回傳四個主要步驟。其中素材由索尼攝像機錄制在藍光帶或SxS存儲卡上，通過讀取器轉移到移動非編上。攝像機錄制的素材具體格式如下：分辨率為1920x1080，幀率為50i，碼率為50mbps，封裝格式為mxf，編碼格式為mpeg2。在剪輯過程中只需最基本的切割、淡入淡出，沒有復雜的字幕或者轉場特效;成片的分辨率和幀率不改變，碼率變?yōu)?0mbps，封裝格式不限，編碼格式只需滿足能夠?qū)腚娨暸_的非編系統(tǒng)即可，如h264、mp4等?；貍鞒善饕ㄟ^電視臺的ftp服務器傳輸，郵件發(fā)送作為備份手段。與電視臺內(nèi)的非編系統(tǒng)相比，移動非編雖然在硬件性能上有所下降，但在制作要求方面也簡化了很多（碼率標準下降，無須字幕與特效等）。

二、移動非編的硬件解析

隨著電腦硬件水平的不斷發(fā)展，筆記本的硬件性能有了顯著的提高。同時，筆記本廠商不再一味地堆硬件堆性能，開始推出差異化的功能性筆記本產(chǎn)品，使得移動非編工作站的選擇有了更多的余地。在選擇工作站時，對于整體的電腦配置或具體進行的某一個工作流程，都遵循著“木桶定律”，即工作速度取決于最慢的那部分硬件。因此，在了解移動非編工作流程后，熟悉各個硬件對工作流程中的影響，就能夠有的放矢地選擇合適的硬件配置，從而在性能上沒有明顯的短板的前提下，滿足移動非編的工作需求。

（一）CPU

CPU（central processing unit），即中央處理器。CPU的性能高低，直接影響到成片合成的速度，以及時間線預覽等功能。CPU對非編制作的影響主要體現(xiàn)在CPU計算速度與CPU數(shù)據(jù)交互性能上。

CPU的計算能力涉及諸多方面。CPU的主頻指的是CPU每秒可以執(zhí)行多少個時鐘周期，主頻數(shù)值為一個區(qū)間，代表了普通主頻和動態(tài)加速主頻，數(shù)值越高則速度越快。處理器的核心數(shù)指把多個中央處理單元（CPU核心）集成到單個CPU上。超線程（Hyper-Threading）可以使一個CPU核心執(zhí)行多個控制流程。具有超線程的單個物理CPU內(nèi)核在操作系統(tǒng)中顯示為兩個邏輯CPU。多核與超線程技術能夠顯著提升視頻渲染速度，主流的6核12線程的CPU就能夠進行流暢的非編制作，而8核16線程以上的CPU對視頻編輯的性能提升就不大了。

數(shù)據(jù)交互性能又稱I/O性能，指的是每秒傳輸數(shù)據(jù)的量，和內(nèi)存容量、三級緩存有關，內(nèi)存容量越大、三級緩存越大，數(shù)據(jù)交互性能就越好，與內(nèi)存、硬盤每秒交互的數(shù)據(jù)量就越大，數(shù)據(jù)吞吐能力就越強。一般筆記本的CPU相較于同型號的臺式機CPU，三級緩存都有大幅縮小，因此選擇時需要格外關注三級緩存的容量，避免其成為性能“瓶頸”。

（二）顯卡

顯卡（Video card），是連接到主板的擴展卡，作用是將圖形信息發(fā)送到視頻顯示設備。隨著技術的發(fā)展，顯卡的圖形處理器（Graphic Processing Unit）擁有了更強的圖形類數(shù)值計算的能力。GPU是典型的單指令多數(shù)據(jù)（SIMD）的體系結構，雖然其核心性能不及CPU那么強大，但在處理圖形渲染所需的大規(guī)模并行數(shù)值計算上面，GPU比起CPU更有優(yōu)勢。當前主要的GPU硬件加速技術有NvidiaNVDEC，AMDAPP，DXVA等，通過調(diào)用GPU進行編解碼過程中的計算任務，能夠提升視頻編解碼速度。

素材編解碼主要與CPU和顯卡有關。編解碼時，使用軟件內(nèi)置的編碼引擎和程序代碼調(diào)用CPU稱為“軟件編碼”，使用GPU硬件進行編碼的加速稱為“硬件編碼”，兩種方法各有優(yōu)劣。在實際的外場工作中，非編制作不使用字幕、動畫等特效;同時，當前主要的GPU硬件加速技術都不支持解碼mpeg2格式，在時間線預覽過程中依然需要CPU進行解碼;此外，硬件編碼還需要非編軟件的功能支持。綜合上述情況以及散熱和功耗續(xù)航的考慮，顯卡在移動非編工作站上的作用較小，選擇中高端CPU中集成的核芯顯卡即可滿足需求，而入門級獨立顯卡也是可行的選擇。

（三）內(nèi)存

內(nèi)存的主要指標是內(nèi)存容量與內(nèi)存頻率。對于外場非編制作而言，由于不需要字幕、特效等操作，在使用1080i的原素材進行剪輯時，16G容量的內(nèi)存就能流暢操作，而內(nèi)存頻率對性能的影響不大，無須過多關注。

（四）硬盤

硬盤是存放導入素材的地方，需要較大的存儲空間;剪輯視頻、導出成片時，CPU需要從硬盤調(diào)用素材，為保障素材加載和時間線編輯的流程，硬盤需要高速的I/O性能。

硬盤分為機械硬盤與固態(tài)硬盤。在移動非編工作站上，更適合使用固態(tài)硬盤。外場的工作環(huán)境并不固定，在轎車、大巴上工作時，顛簸會導致機械硬盤的磁頭發(fā)生移動，有損傷硬盤，丟失數(shù)據(jù)的風險。相比而言，固態(tài)硬盤的抗震、輕便特性，較之傳統(tǒng)的機械硬盤，更加適合外場制作。

現(xiàn)在主流的固態(tài)硬盤接口有M.2接口與2.5英寸SATA接口。主流的通信協(xié)議是AHCI與NVMe。AHCI協(xié)議的理論最大速度為600MB/s，實際最大速度為560MB/s;而NVMe協(xié)議的性能則比AHCI協(xié)議高很多，以主板PCIeG3×16舉例，單向最高128Gbps（即16GB/S），雙向最高256Gbps（即32GB/S）。由于NVMe固態(tài)硬盤傳輸速度快，空間占用小，現(xiàn)在已經(jīng)逐漸取代SATA3固態(tài)硬盤，成為主流固態(tài)硬盤選擇。

在具體的配置上，較好的方案是使用兩塊固態(tài)硬盤，第一塊安裝系統(tǒng)與非編軟件，第二塊專門用作素材存儲。這樣兩塊硬盤使用兩根獨立的系統(tǒng)總線傳輸數(shù)據(jù)，效率更高。此外，視頻剪輯對于硬盤要求更高的是連續(xù)讀寫性能，可以在網(wǎng)上查找相應型號硬盤的測評數(shù)據(jù)進行參考。

（五）USB

筆記本電腦的I/O性能主要考慮USB接口的傳輸性能?，F(xiàn)在常用的USB接口，從傳輸協(xié)議上分為USB2.0、3.0、3.1、3.2;從接口類型上分為type-A、B、C。廣泛使用的USB2.0的傳輸速率最高為480Mbps（即60Mbps）;USB3.0最高5Gbps（即640MBps）。

電視臺攝像機主要使用索尼藍光盤作為存儲介質(zhì)，需要使用專門的讀寫器進行傳輸。PDW-U1接口為USB2.0，而較新的PDW-U2接口為USB3.0，傳輸速度更快。

（六）網(wǎng)卡

網(wǎng)卡影響成片回傳時的速度。絕大部分筆記本電腦都配有有線網(wǎng)卡和無線網(wǎng)卡，有線網(wǎng)卡多為千兆速率，而無線網(wǎng)卡根據(jù)不同的芯片規(guī)格，網(wǎng)速的支持速率從150Mbps到上千Mbps不等。有線網(wǎng)卡具有穩(wěn)定，快速，抗干擾的優(yōu)點;無線網(wǎng)卡雖然穩(wěn)定性稍遜，但是無須使用網(wǎng)線，在外場工作的環(huán)境中更加靈活便捷。

無線網(wǎng)卡的支持頻段分為2.4G以及5.0G兩種。2.4G頻率的優(yōu)點是覆蓋范圍廣、信號好;缺點是延遲大，干擾嚴重，速率較慢。5.0G頻率的優(yōu)點是速度快、干擾小、延遲低;缺點是信號強度較差，易被墻體阻隔信號。在相同條件下使用5G頻段可以提高文件傳輸速度。

三、結語

移動非編工作站自使用以來，在電視臺外場工作中的作用日益顯著，了解整個移動非編制作的操作與流程，對每位記者與技術人員都十分重要;而隨著硬件技術的發(fā)展，工作站硬件的性能不斷提高，根據(jù)關鍵的、對移動非編制作有較大影響的參數(shù)進行硬件選擇，能夠提高制片效率，更快更好地將新聞成片帶給觀眾。

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