江苏广电融媒体演播室设计与建设

2023-01-16 14:12
中国传媒科技 2022年12期
关键词:演播室灯光信号

陶 越

(江苏省广播电视总台,江苏 南京 210008)

导语

为适应江苏省广播电视总台媒体融合建设发展思路,就电视总控与广播总控之间信号的互通、与荔枝云的融合,以及统一的调度指挥等方面开展技术研发。节目制作结合了虚拟演播室及虚拟植入技术,这两种技术是现阶段传媒行业运用较为普遍的技术。[1]随着实时虚拟图文包装技术的日趋成熟,越来越多行业用户、媒体机构采用实时虚拟技术对节目进行整体创意包装,以极具视觉冲击力的画面效果赢得观众的认可。针对高清播控平台关键技术以及质量保障策略深入分析研究[2],构建融媒体传播技术平台,将融媒体直播与互动系统的有机结合。[3]虚拟演播室通过实时虚拟图文技术进行节目创作正成为一种主流的趋势。为顺应这一趋势,针对融媒体演播室的建设,对系统使用对象进行了需求调研和可行性分析。

1.项目建设技术方案

1.1 项目建设需求

项目建设要满足传统广播总控系统各块功能,实现16个台内直播室、3个异地直播室的音频信号,及3个融媒体直播室、6路台外转播视音频信号的分配、调度、监控等要求;实现网上广播信号、视频节目的分发、调度等;与电视总控、荔枝云“直播云”互联互通,实现音视频信号的调用、共享;整合广播技术系统资源,制播网平台全链路闭环监控系统、广播全省覆盖情况实时监控等系统都可在融媒体播控中心调用。

1.2 项目建设

融媒体演播室建设主要包括导播系统、虚拟高清录制系统、监看系统、灯光舞美系统。主要分为实体和虚拟两个区域,实体区满足访谈和互动类节目的需求,虚拟区采用真三维立体显示技术。系统建设:

视频信号输入主要包括摄像机、录像机、虚拟系统,以及外来信号等。

切换台两路PGM信号进入加嵌器,最终经过网络播出服务器传输,视频信号输出可以和总控系统互联互传,可由总控统一调度。

演播室视频切换台配置的AV-HS60U2MC切换台主机、 2M/E控制面板、GUI控制面板,可实现提供32路SDI输入、2路DVI输入,其中16路输入自带帧同步功能。实现了演播室和融媒体播控中心,视频信号稳定灵活高效传输。

真三维高清虚拟演播室系统带有字幕功能,并能够同时完成虚拟背景、虚拟植入和在线包装功能,可提供录(直)播节目、可实现实景与虚拟场景共用。

图1 系统建设架构

1.3 演播室视频建设

图2 演播室视频建设架构

系统采用多机位、单通道的配置,采用纯网格跟踪方式。系统配置包含虚拟场景创作兼播控系统、虚拟图形渲染引擎、摄像机跟踪系统(网格跟踪)及色键器等多个子系统模块。各子模块构建成一套完整的高清虚拟演播系统,用于在蓝箱中完成虚拟演播室节目录制。

1.3.1 创作兼播控系统

系统配置1台HP Z6 G4工作站作为虚拟场景创作兼播控系统的硬件平台,部署了系统配套的三维场景设计软件3Designer、三维模板编辑软件3DEdit、三维图文播控软件3DControl以及虚拟控制软件ProSet。

1.3.2 场景设计软件3Designer

场景设计软件3Designer是AVID/ORAD具有创新性的高端虚拟图文创作系统软件,用于制作专业的实时二维/三维图形。3Designer安装在创作兼播控工作站,赋予播控系统对物体属性实时修改的权限。它适用于新闻、体育、气象、财经、综艺等所有节目类型的各种三维场景和模板的制作,支持标清、高清、16K分辨率乃至三维立体等格式的图形创作。

1.3.3 模板编辑软件3DEdit

模板编辑软件3DEdit对3Designer制作的场景进行内容包装,使得播出人员可以利用3DControl进行播出前的各种属性修改,实现方便灵活的播出控制。3DEdit是实现美工人员与播出控制人员工作的完美结合。

1.3.4 播控软件3DControl

播控软件3DControl支持编辑和控制两种模式,用于串联单的导入、播出列表的编辑以及播出控制等工作。同时,作为系统数据接口,可导入外部数据源或链接动态数据库。

1.3.5 虚拟控制软件ProSet

虚拟控制软件ProSet包含了TrackingSet GUI 跟踪数据界面、Walkthrough 虚拟摄像机界面、Start/Stop Tracking 跟踪启动、停止界面、Camera Switcher 跟踪方式切换界面等功能子模块,主要用于完成虚拟跟踪机位的定位操作和镜头校正工作。

1.3.6 图形渲染引擎

系统的核心渲染设备采用专业的高性能数字视频实时图形渲染平台GBOX。GBOX具有服务器级别的硬件架构,包含Linux 渲染引擎、Tracking Set跟踪软件、HDVG卡、内置线性键和视频延时控制等配置或功能。它采用64位Linux操作系统,拥有强大的计算和渲染能力,支持多种视频输入输出配置方式,可用于虚拟演播室节目制作,对复杂的2D/3D虚拟场景进行实时流畅渲染。

1.3.7 摄像机跟踪系统(网格跟踪)

包含数字视频处理器HDVP、网格(蓝色5米)、视频数字插入器(摄像机身份标识器)VDI-40;该系统对摄像机的型号及镜头种类没有限制,可以容纳对4个摄像机虚拟跟踪拍摄。

纯网格单通道系统,只有一路独立的输出通道,可以单独输出一路合成信号到切换台。

1.3.8 色键系统

Ultimatte 12色键器用于前景信号与渲染输出的背景信号进行实时合成。系统所选设备在国内外多家电视台都有成功应用案例。

1.4 虚拟演播室的工作流程

1.四个机位摄像机从不同角度拍摄前景信号(主持人+蓝色背景),四路视频信号传输到VDI-40,给摄像机打上标识后传输到切换台;

2.切换台选择其中一路摄像机信号输出给GBOX,经由GBOX延时处理的视频信号输出作为前景信号;

3.四个摄像机由HDVP处理跟踪数据,并将定位结果通过网络传送给GBOX;

4.GBOX根据获取的跟踪数据对三维虚拟场景进行渲染输出,作为背景信号;

5.与此同时,GBOX还会输出一路键信号;

6.前景信号、背景信号、键信号三路信号送入色键器,色键器将前景信号中蓝色部分去掉,填充背景信号,合成最终信号,送给切换台,输出逼真丰富的电视画面。

1.5 硬件构架

图3 融媒体演播室虚拟系统架构

1.高清数字视频切换台;2.液晶监视器;3.液晶屏;4.板卡机箱;5.高清音频加嵌;6.高清数字视频分配放大器;7.模拟视频分配放大器;8.多媒体高清视频转换器;9.迷你HD SDI-HDMI转换器;10.自立式提词器;11.TALLY系统;12.真三维高清虚拟演播室系统硬件构架;13.网络直播编码器;14.机柜控制台附件及其系统集成。

1.6 播出控制软件

3Dcontrol 系统的主要工作有两个,一个是编辑生成播放列表;另一个是根据播放列表进行播出控制。3Dcontrol 系统使得播出人员可以便捷地在播出前进行各种属性修改,同时实现方便灵活的播出控制。

使用 3Dcontrol 系统的前提条件是已经利用3DEdit 制作好了需要的模板,并将它们保存为模板文件(*.plt 文件)。在 3Dcontrol 中,用户首先可以根据模板文件中存在的模板来编辑播放列表,一个播放列表中可以包含多个模板,同时同一个模板也可以多次出现,每次所包含的动画和属性值可以不同。之后就可以根据生成播放列表进行播放了。

图4 3Dcontrol 系统界面

1.7 虚拟图文创作系统软件

3Designer是傲威公司具有创新性的高端虚拟图文创作系统软件。3Designer运行在传统的PC平台上,界面设计简洁合理,操作简单可视化,完全采用了拖拽的操控方式,设计者能够在很短的时间内掌握制作技巧,并运用本地预览功能生成和效验设计作品。

3Designer的智能操作还表现在可将引出项和属性参数进行关联。比如柱状图的高度和颜色可受同一数值的控制,数值变化,柱子的高度和颜色会随之变化。整个柱状图的大组也可相应进行缩放。为了减少计算百分比,并实现在实时图像中所需要的许多其他功能 (在自动完成时节省改变控制空间的时间),数学函数是很完美的工具。数学函数可完成繁重和高速的变换统计,将结果以一种吸引人的图形的方式显示出来。设计者可以给“引出项”添加数学运算功能,用于处理大量的数据信息,如应用在财经类节目中,股票的颜色和箭头可根据涨跌值自动变化。

图形设计者可以创建一个布景并且运用本地渲染引擎预览窗口来测试它。通过把3Designer与HDVG结合在一起,图形设计者就可以以视频反馈的形式来预览作品,因而就能像在真正的生产环境中那样测试自己的创作成果。

图5 3Designer系统界面

1.8 演播室音频建设

1.8.1 设计要求

新建的音频播出系统须基于融媒体演播室视频播出系统,要充分考虑到与本台新总控系统的对接,包括与各频率信号的接入,多种监听监测手段等;同时,要考虑个性化的定制需求与媒体融合的发展前景。

1.8.2 技术方案

图6 融媒体演播室音频系统框图

1.8.3 调音台配置

(1)模拟输入主要包括了无线话筒、预留有线话筒接口、热线、硬盘录像机、MP3以及大屏等一些模拟源;

(2)模拟输出主要给了导播监听、直播室监听、硬盘录像机、CLEARCOM通话系统等;

(3)数字输入主要包括主备工作站及其他一些外来信号等;

(4)数字输出一路无延时信号给外置延时器,然后输出至总控,作为直播室主路信号,一路内置延时信号直接输出至总控,作为直播室备路信号。数字输出另有一路无延时信号给加嵌板,用于视音频信号的加嵌;

(5)演播室调音台配置的AoIP卡和MADI卡,直播室调音台配置的AoIP卡和MADI卡,升级集线器,通过光纤和IP双网,实现了演播室和融媒体播控中心、各频率信号的互通,并可灵活调用外转信号。

1.8.4 周边配置

(1)配置无线接收机,用于无线话筒信号的接收;

(2)配置两块无线接收机板状天线,架设于演播区对角,用于无线话筒信号的放大;

(3)配置无线腰包和咪头,用于主持人的无线收声;

(4)配置乐器话筒,用于现场弦乐的收声;

(5)配置两台子钟,分别架设于导控间和演播区,并与播控中心母钟同步,方便主持人和技术人员更换地把控现场播出时间。

(6)由于导控间和演播区不在一个区域,导控间配置监听音量调节器,可实时调节演播区的监听音量。

1.8.5 根据系统框图设计详细的音频系统施工图

图7 融媒体演播室音频系统施工图

1.8.6 融媒体演播室调音台硬件构架

图8 融媒体演播室调音台硬件构架

1.8.7 软件配置

主显示屏始终显示上边框、左边框和右边框的内容。它们包括:用户跑表;推子跑表;两个立体声电平表头,各带有一个相位指示表头,一个标签,表示电平的指示点;时钟;菜单按钮。主屏的中央区域显示当前登录的用户,以及最近载入的快照名字和拥有者。一旦有内部错误发生,主页上会显示一个错误信息窗口。

图9 融媒体演播室调音台主界面

1.9 灯光舞美系统建设

该演播室主要用于广播电台节目制作,包括访谈类节目、主持人串联节目及其他类型的电视节目。主要要求有:为了实现全媒体制作对灯光的新要求、提高节目的画面质量,以及高质量完成节目制作的各项技术保障工作。现需对该演播室进行灯光系统设计改造,投标方需提供相应的灯光设计方案并承担系统改造施工、旧系统及设备拆除利旧、灯具的安装、调试等工作。设计要求如下:

(1)平均白光照度:≥800LUX;

(2)显色指数:Ra≥90;

(3)灯具色温:5600K(5600K±250K),要求提供的所有基本LED灯具的色温基本保持一致;

(4)噪声应满足新闻演播室环境噪声要求;所有设备的电磁波不能对视音频设备产生干扰。

(5)系统应满足新闻、访谈和展示类节目的直播和制作要求;

(6)应标的LED灯的光衰、光谱曲线等指标应能保持五年或以上时间;

1.9.1 灯光控制台硬件架构

图10 灯光控制台前面板

灯光控制台前面板:

(1)执行区(Fader&Button Executors)

执行区分推杆执行区和按钮执行区,用于存放和调用程序,效果,宏,组总控。功能都能自定义。(最大自带30个,最小10个。)

(2)翻页区(Page+-)

按Up(+),Down(-)按键能进行前后翻页。

(3)主执行推杆(Main Executors)

AB场推杆由2根推杆组成,还有Pause Go- Go+三个按键。

(4)编码器区(Encoder bar)

由2个屏幕编码器和4个属性编码器组成,屏幕编码器用于滚动翻阅屏幕信息,属性编码器用于调节属性数值,可以用来调节亮度,颜色,图案等参数。

(5)1号主屏(Screen1)

显示的内容由用户自定义,可直接触摸操作。

(6)多功能用户键区(X-Keys)

在某些菜单中为物理快捷键,也可以存储程序,视图,效果,宏等。

(7)菜单键区(Menu Keys)

用于保存调用节目,修改控台的设置。

(8)命令键区(Command Area)

主要在编程中使用,详见关键字文档。

(9)轨迹球区(Trackball)

用于控制鼠标,Pan(X轴) /Tilt(Y轴),也可以当调光轮。

(10)总控推杆(Grand Master)

默认控制所有灯的亮度输出。

调光轮(Level Wheel-Dimmer):调节灯具的亮度。

(12)电源按钮(Power Key):开启或关闭控台。

(13)USB接口(USB):

用于存储灯库或者节目,也可以外接键盘鼠标。

图11 灯光控制台后面板

灯光控制台后面板:

(1)鹅颈灯接口(DeskLampOutputs)

用于连接工作灯。

(2)无线DMX(WirelessDMX)

由一个天线,一个指示灯,两个按钮组成,天线用于接收灯具的无线DMX信号,按钮用来设置无线。

(3)DMX接口(DMX In&DMX Out A-F)

由一个DMX 输入和六个DMX输出组成,用于连接灯具。

(4)USB接口(USB)

用于存储灯库或者节目,也可以外接键盘鼠标。

(5)电源开关&接口(Mains Switch&Input)

由一个开关和一个接口组成,用于连接市电。

(6)MIDI接口(MIDI IN+Out)

由MIDI输入和输出组成,主要用来接收时间码。

(7)以太网接口(Ethernet 1+2)

以太网接口,用于连接扩展器,多媒体服务器等设备。

(8)音频输入接口+时间码输入接口(Audio In+LTC/SMPTE In)

用于音频输入和LTC/SMPTE输入。

(9)领焰扩展器接口(LDS Link)

用于连接领焰的侧翼推杆(FaderWing)。每个侧翼推杆可以扩展15个推杆。

1.9.2 灯光控制台软件配置

图12 灯光舞美系统软件

1.10 电路系统建设

音视频系统核心设备功率为4KW,必备灯光系统功率2KW。外电为两路不同路由市电,分别通过两路10KVA UPS并线后给系统核心设备供电,2台ups 具有自动倒换功能,电池组后备待机时间为30分钟。

图13 配电系统

2.运行报告

2.1 视频系统运行情况

项目针对融媒体演播室视频系统进行了建设。综合省级电台以上播控系统的优点,根据台内对节目播出的具体技术要求,独立定制系统,具备一定的独创性。融媒体演播室面向未来五年都是可用的,融媒体演播室建设分为实体和虚拟两个区域,可以满足访谈和互动类节目的需求。

图14 融媒体演播室视频系统

2.2 音频系统运行情况

丰富多元的系统功能使得日常播出的操作更加快捷简便。对于节目中出现反相、单声道、停播等问题,系统也能给予声光报警,提醒技术人员及时处理,杜绝安全隐患,减少了安全播出事故的发生,保证了系统安全高效地运行。

图15 融媒体演播室音频系统

2.3 灯光舞美系统运行情况

根据台内台对灯光的具体技术要求,采用了领焰科技H2i的灯光控制台。丰富多元的系统功能,使得日常灯光的调节工作更加快捷简便。

图16 融媒体演播室灯光舞美系统

3.总结

本文为适应广电媒体融合建设发展思路,对国内新建的虚拟演播室调研,掌握了演播室对该系统预期需求。通过对需求的分析、归纳和总结,经过反复论证分析,结合江苏广电广播融媒体演播室设计建设方案,根据实际建成已投入在线使用的融媒体演播室现场设备使用情况,详细讲述了虚拟演播室的建设标准、设计架构、基本功能、系统集成和应用方向,对虚拟演播室的设计与建设提出详细见解和具体技术指标,以满足大多数广播电视台融媒体演播室接下来几年的建设目标,并提供技术参考。为演播室设计与建设提供宝贵经验,具有实际应用价值。

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