電視轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)研究

郭青梅 魏文浩

【摘要】電視轉(zhuǎn)播車的開發(fā)和應(yīng)用中的特殊優(yōu)勢，使其在新聞、體育和娛樂節(jié)目中逐漸發(fā)揮了非常重要的作用，目前已經(jīng)成為電視臺(tái)廣播新聞、綜藝等節(jié)目的重要手段和方式。通過分析電視轉(zhuǎn)播車的系統(tǒng)組成及相關(guān)技術(shù)，討論高清信號(hào)電視轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)的配置和技術(shù)應(yīng)用，并以IP化大趨勢為基礎(chǔ)，探討如何進(jìn)一步提高電視轉(zhuǎn)播車的工作效率。

【關(guān)鍵詞】電視轉(zhuǎn)播車;系統(tǒng)設(shè)計(jì);相關(guān)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.16.013

現(xiàn)階段，我國電視廣播產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，高清電視不斷走進(jìn)人們的生活中，成為廣播電視領(lǐng)域未來的主要發(fā)展趨勢。與此同時(shí)，高清電視轉(zhuǎn)播車也受到人們廣泛的關(guān)注，在節(jié)目制作過程中對節(jié)目的錄制和廣播具有十分重要的意義，同時(shí)隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，電視轉(zhuǎn)播車作為一個(gè)完整的演播室中心已經(jīng)形成了一個(gè)完整而可操作的模式，一方面可以滿足靜態(tài)視頻錄制的需求，另一方面還可以實(shí)現(xiàn)同步直播等功能。本文通過分析高清電視轉(zhuǎn)播車的系統(tǒng)構(gòu)成及所應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)，以12信道數(shù)字高清電視轉(zhuǎn)播車為例，闡述系統(tǒng)構(gòu)成原則、傳送設(shè)備及系統(tǒng)選型配置，提出應(yīng)急處理方案，并例舉目前投入使用的4K電視轉(zhuǎn)播車應(yīng)用案例加以分析。

1. 電視轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

12信道數(shù)字高清電視轉(zhuǎn)播車是由音頻、視頻、同步、通話、配電、監(jiān)控及周邊設(shè)備等多個(gè)分系統(tǒng)所組成的大系統(tǒng)，總體功能布局分布在音頻區(qū)域、廣播區(qū)域和技術(shù)區(qū)域。車身整體布局開放式，其中視頻系統(tǒng)主要由攝像機(jī)、切換臺(tái)、矩陣、字幕、錄像系統(tǒng)等分系統(tǒng)組成，主要作用為完成視頻信號(hào)的采集、錄制及轉(zhuǎn)播，視頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使整個(gè)12信道數(shù)字高清電視轉(zhuǎn)播車的核心之一。轉(zhuǎn)播車內(nèi)部音頻和視頻領(lǐng)域的設(shè)備高度集成，因此車身內(nèi)部布局比較緊湊。

目前各種大型節(jié)目和活動(dòng)中電視轉(zhuǎn)播車的使用頻率逐漸提高，其功能和作用也越來越大。高清電視轉(zhuǎn)播車的視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)秉承靈活、安全、可靠、穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)適用等原則，并考慮到視頻丟失等問題，選擇1+1備份措施，避免單一饋點(diǎn)存在，其中的關(guān)鍵設(shè)備配備了相應(yīng)的主電源及備用電源，電源及相關(guān)模塊能夠?qū)崿F(xiàn)熱插拔，便于出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)維修或更換;在轉(zhuǎn)播車中切換臺(tái)及矩陣等核心設(shè)備的輸入輸出結(jié)構(gòu)均采用上跳線方式，防止備份設(shè)備也出現(xiàn)問題時(shí)能夠采取應(yīng)急操作;同時(shí)轉(zhuǎn)播車設(shè)置了足夠數(shù)量的輸入輸出接口，可同時(shí)滿足不同形式、不同格式的信號(hào)需求;該轉(zhuǎn)播車具備較強(qiáng)的系統(tǒng)擴(kuò)展能力，能夠充分預(yù)留出擴(kuò)展擴(kuò)容余量，結(jié)合專業(yè)水平較強(qiáng)的人性化設(shè)計(jì)方案，充分考慮現(xiàn)行兼容的標(biāo)清數(shù)字信號(hào)模式，使高清數(shù)字轉(zhuǎn)播車具備多格式制作能力。隨著超高清（4K以上）時(shí)代的到來，電視轉(zhuǎn)播車結(jié)合了IP化成為新媒體時(shí)代下新型轉(zhuǎn)播車。以某4K轉(zhuǎn)播車為例，在當(dāng)前SDI信號(hào)傳輸情況下傳輸一個(gè)4K信號(hào)需要4條HD-SDI線纜，結(jié)合IP化后僅需一條10G以太網(wǎng)線纜即可完成傳輸。

2. 電視轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)車體配置

為保證高清電視轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)能夠符合國家行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，需要具備較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性，且保證廣播車的適用范圍較廣、配備功能比較齊全，車體規(guī)模適中且結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)固等多種條件，以便在不同區(qū)域內(nèi)能夠發(fā)揮不同作用，在具體設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)著重落實(shí)車體選型、車體改裝及電力系統(tǒng)等幾項(xiàng)內(nèi)容中。首先是車體選型，根據(jù)我國現(xiàn)階段的電視轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)實(shí)際發(fā)展情況基本確定為直掛式與拖掛式兩種，受轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)的需求及外部因素影響，可選擇直掛式，直掛式車體能夠有效減少車體投入成本，并提高機(jī)動(dòng)載重能力和靈活性，確保轉(zhuǎn)播錄制過程車體安全穩(wěn)定運(yùn)行，并且對于惡劣天氣環(huán)境也能夠較好地適應(yīng)。其次是對車體進(jìn)行改裝，改裝過程要按照國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)內(nèi)不同企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，確保車體功能完善的情況下最大限度完善模塊化布局，并確保箱體具備較高的承載力，具體改裝過程中應(yīng)按照實(shí)際需求優(yōu)化箱體結(jié)構(gòu)、攬盤區(qū)、冷暖系統(tǒng)等。例如在進(jìn)行箱體結(jié)構(gòu)改裝設(shè)計(jì)中通過鋁蒙皮及鋁骨架制作鼠籠式六面體框架結(jié)構(gòu)式箱體，增強(qiáng)車身強(qiáng)度及剛性的同時(shí)保證車身具備強(qiáng)抗變形性、抗疲勞能力等，攬盤區(qū)在設(shè)計(jì)過程中可在車尾裝設(shè)迅道電源攬盤、電纜盤等，結(jié)合手動(dòng)或電動(dòng)驅(qū)動(dòng)能夠確保時(shí)刻調(diào)整車速。最后是電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，電力系統(tǒng)包括配電控制盤、隔離變壓器、UPC、直流電源、充電機(jī)、穩(wěn)壓器、照明系統(tǒng)等，為保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性可設(shè)置一體化配電裝置控制系統(tǒng)，通過直流、交流分開控制方式對所有電流表實(shí)施穩(wěn)定的控制，并合理配置UPC，確保不確定情況下的斷電仍能夠使轉(zhuǎn)播車?yán)^續(xù)運(yùn)作。

3. 高清電視轉(zhuǎn)播車音視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 攝像及音頻系統(tǒng)

為保證高清電視轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)能夠高效轉(zhuǎn)播高清電視節(jié)目，再具體攝像系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分應(yīng)選擇高質(zhì)量、高清晰度攝像機(jī)，如索尼HDC1580，為攝像機(jī)配備遠(yuǎn)程遙控面板，并通過MSU主設(shè)定單元對攝像機(jī)進(jìn)行直接控制，在攝像過程中保持足夠燈光照射度、圖像處理清晰及精準(zhǔn)程度，此外索尼HDC1580能夠提供E-倍率功能，有效解決光學(xué)濾鏡引起的通光量減少問題，不需要特意增大光圈，使電視節(jié)目的大倍率鏡頭應(yīng)用范圍更廣。在安裝完畢攝像機(jī)后續(xù)反復(fù)調(diào)試，通過工作人員的實(shí)際使用情況選擇色差小、清晰度強(qiáng)的鏡頭，同時(shí)要滿足程序組程序拍攝過程的基本要求。此外是音頻系統(tǒng)，由于轉(zhuǎn)播車的空間有限，小型數(shù)字調(diào)音臺(tái)不是十分穩(wěn)定，因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中可選用MIDAS模擬調(diào)音臺(tái)，直接加裝模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備即可，音頻系統(tǒng)方框圖見圖1.

音頻系統(tǒng)采用數(shù)字信號(hào)形式及設(shè)備后，還需要對視頻系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和選型，本文所應(yīng)用視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況如圖2.

本系統(tǒng)中五臺(tái)DXC-D55攝像機(jī)的輸出信號(hào)能夠?qū)⑵鋫鬏斨罜CU單元，其輸出的數(shù)字信號(hào)中一路信號(hào)源分配至切換臺(tái)，另一路將信號(hào)分配至數(shù)字視頻矩陣。視頻系統(tǒng)中要選取與視頻系統(tǒng)相匹配的視頻矩陣，可由第三方Tally/UMD單元支配，便于切換臺(tái)，此外可將切換臺(tái)、視頻矩陣及畫面分割器設(shè)置在虛擬矩陣中實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，更好的接收Tally信號(hào)，做到及時(shí)且有效切換信號(hào)。

3.2 切換臺(tái)生產(chǎn)系統(tǒng)

切換臺(tái)在配置視頻系統(tǒng)中也發(fā)揮了重要作用。作為視頻系統(tǒng)最重要的設(shè)備，在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)生成大量視頻信號(hào)，主要包括前端攝像頭信號(hào)的處理和集成，以及生成從外部信號(hào)源傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息。在實(shí)際工作過程中，切換器可以對來自不同視頻源的信號(hào)圖像進(jìn)行切換和整合，對不同的信號(hào)圖像進(jìn)行組合，有效提高圖像信息的豐富度。

3.3 慢動(dòng)作回放

高清電視轉(zhuǎn)播車中慢動(dòng)作回放是其系統(tǒng)中的重要功能之一，為保證慢動(dòng)作回放系統(tǒng)能夠良好運(yùn)行，可采用慢動(dòng)作回放4迅道入2出高清制作方式，整合K2 Summit及K2 Sol平臺(tái)，同時(shí)有效運(yùn)用內(nèi)嵌式VGA多畫面分割器將電視節(jié)目進(jìn)行慢動(dòng)作回放，從多種角度進(jìn)行剪輯呈現(xiàn)重點(diǎn)內(nèi)容環(huán)節(jié)。

4. IP化電視轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)技術(shù)的具體應(yīng)用

本文中高清數(shù)字電視轉(zhuǎn)播車的建設(shè)對于數(shù)字廣播電視臺(tái)來講是一項(xiàng)十分重要的項(xiàng)目，集合標(biāo)清/高清數(shù)字電視技術(shù)及設(shè)備網(wǎng)絡(luò)控制等前沿技術(shù)實(shí)現(xiàn)靈活配置、切換臺(tái)資源及多重備份，能夠應(yīng)用于攀巖比賽、公路自行車等多種需要現(xiàn)場直播的電視節(jié)目中。由于數(shù)字信號(hào)數(shù)量急劇增加及以太網(wǎng)固有的可擴(kuò)展性，為不斷增加的核心視頻矩陣系統(tǒng)及端口數(shù)的高分辨率要求提供了有力保障，IP鏈路能夠支持多路SD-SDI、HD-SDI等信號(hào)混合，并支持長距離輸出，且組網(wǎng)簡單，擴(kuò)充節(jié)目只需增加網(wǎng)關(guān)設(shè)備即可，可保證標(biāo)清向高清、超高清。高清平滑升級(jí)。

高清數(shù)字電視轉(zhuǎn)播車節(jié)目播出時(shí)，應(yīng)由多個(gè)部門加強(qiáng)高層合作和密切合作，在整個(gè)節(jié)目運(yùn)行過程中，應(yīng)制定完整的運(yùn)行計(jì)劃和方案，并科學(xué)地進(jìn)行系統(tǒng)管理和管理。同時(shí)在操作過程中必須按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。且電視轉(zhuǎn)播車要求強(qiáng)大的機(jī)動(dòng)性和可靠性。經(jīng)改造后的電視數(shù)字轉(zhuǎn)播車空間使用率較大，音視頻工作區(qū)域處于相同位置，因此要求工作人員必須做好分工，改造后的轉(zhuǎn)播車緩解了電視臺(tái)對于數(shù)字轉(zhuǎn)播車的急需性，在錄制節(jié)目和參加現(xiàn)場直播的過程中，必須對電視轉(zhuǎn)播車進(jìn)行定期檢查，并提前做好準(zhǔn)備，以減少操作過程中電視轉(zhuǎn)播車故障的發(fā)生。在具體應(yīng)用過程中受某種因素影響可能導(dǎo)致某系統(tǒng)無法正常使用，為避免此種現(xiàn)象發(fā)生必須科學(xué)配置安全系統(tǒng)，如Tally系統(tǒng)應(yīng)急設(shè)置可分為紅黃綠三種不同顏色的信號(hào)指示燈，綠色代表可以正常運(yùn)行，當(dāng)出現(xiàn)緊急狀況時(shí)指示燈變?yōu)辄S色，此時(shí)可實(shí)現(xiàn)播出、預(yù)選、錄制及現(xiàn)場返送等多種提示，在明確系統(tǒng)正常運(yùn)行需求后合理選擇并設(shè)置相關(guān)設(shè)備，支持Tally提示系統(tǒng)。

5. 結(jié)論

在融媒體時(shí)代背景下，電視轉(zhuǎn)播車IP化勢在必行，不僅是IP鏈路代替SDI鏈路，更需要整車IP化，目前IP化相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)仍有待完善，為能夠有效應(yīng)用電視轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)和操作過程中需遵守企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)設(shè)計(jì)各系統(tǒng)模塊，適時(shí)引入IP化解決方案，建設(shè)全融媒體業(yè)務(wù)平臺(tái)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和高效性。

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