林 琤

（福建省廣播影視集團(tuán)，福建 福州 350001）

1 引言

影響非線性編輯單機(jī)安全的因素有很多，與軟件相關(guān)的包括計(jì)算機(jī)病毒、操作系統(tǒng)故障、非編軟件故障、數(shù)據(jù)庫故障等，與硬件相關(guān)的包括顯卡、內(nèi)存條、采集卡、素材盤故障等。在后期節(jié)目制作中，經(jīng)常會遇到上述各種各樣的軟硬件故障，但只要能保證素材盤中的數(shù)據(jù)安全，就可以通過系統(tǒng)還原或替換硬件設(shè)備等措施，保證節(jié)目的順利制作。如果素材盤發(fā)生故障，素材盤中的數(shù)據(jù)損壞，將影響節(jié)目的按時(shí)播出。下面以福建臺的非線性編輯單機(jī)X3000SD在后期節(jié)目制作中出現(xiàn)的素材故障為例，探討在后期節(jié)目制作中非線性編輯單機(jī)素材盤應(yīng)采用的安全措施。

2 故障現(xiàn)象和分析

非線性編輯單機(jī)X3000SD是一款基于“CPU+GPU+I/O通道卡”架構(gòu)的非線性編輯系統(tǒng)。它基于Windows XP系統(tǒng)，以Himalaya非線性編輯軟件為核心，采用4塊7 200轉(zhuǎn)的SCSI硬盤構(gòu)建放置在主機(jī)機(jī)箱內(nèi)的RAID0素材盤。在本臺的后期節(jié)目制作中，X3000SD一直運(yùn)行穩(wěn)定，但最近一臺X3000SD在節(jié)目編輯時(shí)出現(xiàn)按任何鍵非線編單機(jī)均無反應(yīng)的情況，只能強(qiáng)行重啟，或在編輯中突然出現(xiàn)圖1所示的錯誤提示后退出非線性編輯軟件。

對出問題的故事板文件進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)故事板可以編輯，但在編輯至?xí)r間線的某個固定位置時(shí)出現(xiàn)故障。順序關(guān)閉故事板的視頻、音頻、圖文軌道后，選出該位置視頻素材時(shí)，出現(xiàn)故障。由此懷疑此處視頻素材有問題，退出非線性編輯軟件，用Windows Media Player 9.0播放視頻素材，出現(xiàn)圖2所示的錯誤。

由于Windows Media Player 9.0可正常播放其他的X3000SD視頻素材，則認(rèn)為該處視頻素材損壞。顯然由于非線性編輯軟件通過指針文件對視頻素材進(jìn)行編輯和調(diào)用，如果視頻文件出問題，故事板中所有指向該處視頻的指針文件將出現(xiàn)錯誤，導(dǎo)致故事板編輯錯誤。通常情況下，只能將出問題的視頻文件刪除后，重新采集和制作，這將影響節(jié)目的按時(shí)播出，因此嘗試對損壞的視頻素材進(jìn)行修復(fù)。

3 素材修復(fù)

X3000SD將視頻素材采集后保存為擴(kuò)展名為AVI的視頻文件，使用視頻修復(fù)軟件videofixer對損壞的AVI視頻文件進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)后發(fā)現(xiàn)，AVI文件的數(shù)據(jù)塊恢復(fù)正常，損壞的視頻文件可以用暴風(fēng)影音軟件正常播放。但查詢文件屬性后，發(fā)現(xiàn)素材的分辨力為738×526，與非線性編輯視頻素材的要求720×576不一致，顯然文件頭并沒有完全修復(fù)成功，無法在非編軟件中正常調(diào)用，因此有必要了解AVI文件格式對AVI文件的寬高信息再進(jìn)行修復(fù)。

3.1 AVI文件格式

AVI（AudioVideoInterleaved）是視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)交叉編碼的一種RIFF（Resource Interchange File Format）文件，AVI文件格式是以RIFF為基礎(chǔ)的，通常又被稱為AVIRIFF文件。AVI文件格式如圖3所示。

在hdrl列表的avih子塊中包含了視頻素材的寬高信息。

3.2 修復(fù)視頻素材的寬高信息

利用十六進(jìn)制的編輯器winhex軟件打開損壞的視頻文件頭，其顯示如圖4所示。

由圖3可知，十六進(jìn)制編碼52494646是RIFF的ASCII碼；從0018h開始的61766968是avih的ASCII碼，表明這是hdrl列表中的avih子塊。跟據(jù)avih文件結(jié)構(gòu)可知從B0h開始，就是視頻素材的寬高值，其中E202是圖像的寬度，高位字節(jié)在后，即02E2轉(zhuǎn)為十進(jìn)制為738，0E02是圖像的高度，高位字節(jié)在后，即020E轉(zhuǎn)為十進(jìn)制為526，這與損壞的視頻素材的寬高信息符合。將E202改成D002，0E02改成4002，即將視頻素材改為720×576。在Windows XP系統(tǒng)中查詢文件屬性，發(fā)現(xiàn)視頻素材已改為720×576，在非編軟件中可以正常調(diào)用修復(fù)后的視頻素材。

4 素材故障原因探討和安全策略

4.1 素材盤放置位置

X3000SD采用內(nèi)置盤塔方式，將素材盤放在主機(jī)機(jī)箱前端。打開機(jī)箱后，機(jī)箱的通風(fēng)口處布滿灰塵，散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)動非常慢，硬盤表面非常熱。

硬盤的高溫主要來自于主軸電機(jī)和尋道電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，以及高速旋轉(zhuǎn)的盤體與空氣之間的摩擦，7 200轉(zhuǎn)的硬盤如果高速旋轉(zhuǎn)，長時(shí)間工作，將產(chǎn)生大量的熱量，如果沒有優(yōu)質(zhì)的硬盤散熱系統(tǒng)，高溫會使硬盤內(nèi)的滾珠軸承內(nèi)潤滑油的粘度下降，導(dǎo)致滾珠受損，從而使主軸馬達(dá)產(chǎn)生擺動，影響到硬盤磁頭的定位，導(dǎo)致硬盤損壞。其次，硬盤的電路部分長時(shí)間工作在高溫狀態(tài)下，上面的集成塊在高溫下會加速老化，影響到電氣性能的穩(wěn)定，使硬盤讀寫出錯，個別情況下，持續(xù)的高溫甚至?xí)龤в脖P的控制芯片。由于散熱風(fēng)扇扇葉故障，X3000SD素材盤長時(shí)間在高溫狀態(tài)下工作，影響了硬盤電氣性能的穩(wěn)定，發(fā)生讀寫錯誤導(dǎo)致素材損壞，如果沒有及時(shí)維修，甚至?xí)?dǎo)致素材盤損壞。

在室溫為25°C的機(jī)房中，用非線性編輯軟件循環(huán)播放雙軌視頻文件4 h后，分別測試系統(tǒng)盤、內(nèi)置盤塔和外置盤塔Promise ultraTRAK sx4000的溫度，其中系統(tǒng)盤、內(nèi)置盤塔的溫度用hatrd disk sentinel軟件讀取，Promise ultraTRAK sx4000的溫度從其顯示屏讀取。測試結(jié)果如表1所示。

表1 溫度測試結(jié)果

從表1可知，由于內(nèi)置盤塔的硬盤集中放置在主機(jī)前端的窄小空間中，硬盤間隔小，導(dǎo)致長時(shí)間工作后的熱量不易散發(fā)，溫度較高。而系統(tǒng)盤雖然也放在主機(jī)前端，但由于和素材盤間有較大間隔，其溫度明顯低于素材盤溫度。而外置盤塔的溫度只與室溫和盤塔自身的散熱能力有關(guān)，作為素材盤后其溫度甚至可以比系統(tǒng)盤溫度更低，散熱能力明顯優(yōu)于內(nèi)置盤塔。在后期節(jié)目制作中，內(nèi)置盤塔不僅散熱能力不如外置盤塔，而且內(nèi)置盤塔因主機(jī)空間限制，放置硬盤數(shù)量有限，其素材盤容量較??；內(nèi)置盤塔沒有安全狀況提示，了解素材盤的安全狀況和維護(hù)都不方便。從素材盤的安全性和穩(wěn)定性考慮，本臺選用了外置盤塔。

4.2 構(gòu)建素材盤的陣列方式

非線性編輯單機(jī)的素材盤為了存儲大量的視頻音頻素材，實(shí)時(shí)地進(jìn)行視音頻數(shù)據(jù)處理，通常采用RAID硬盤管理技術(shù)，以提高素材盤的容量和數(shù)據(jù)傳輸速率。RAID技術(shù)在非線性編輯單機(jī)中目前常用的主要是RAID0，RAID10，RAID5等3個級別。構(gòu)建素材盤時(shí)，選用的RAID級別，直接決定了非線性編輯單機(jī)的性能和安全性。

采用外置盤塔Promise ultraTRAK sx4000，分別構(gòu)建4D 的 RAID0，2D+2D 的 RAID10，3D+1P的 RAID5硬盤陣列。在X3000SD上用軟件sanergy對1 Gbyte的文件進(jìn)行循環(huán)讀寫，測試出3種硬盤陣列的數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 3種硬盤陣列的測試結(jié)果

由表2可知，磁盤利用率最高的是RAID0，但安全性最低；RAID10的磁盤利用率最低，但安全性最高；RAID5是一種安全性和存儲成本兼顧的存儲解決方案。

在寫數(shù)據(jù)時(shí)，RAID0把數(shù)據(jù)分塊并且同時(shí)寫入組成RAID的硬盤，從而大大提高I/O速率，有最好的寫性能。RAID5在寫性能上比RAID10慢，主要是因?yàn)樵趯懖僮鲿r(shí)，RAID5需要讀取其他硬盤的數(shù)據(jù)并計(jì)算校驗(yàn)之后寫入校驗(yàn)盤。非線性編輯單機(jī)由于陣列緩存（cache）少，采用CPU的空閑時(shí)間計(jì)算校驗(yàn)和，從而在實(shí)現(xiàn)優(yōu)化算法方面受到限制，影響了RAID5的寫性能。

在讀數(shù)據(jù)時(shí)，RAID0，RAID10，RAID5 的性能相差不大。說明在讀數(shù)據(jù)時(shí)，cache的作用不容忽視，如果需要讀取的數(shù)據(jù)能在cache命中的話，將大大減少磁盤尋道所需要的時(shí)間。因?yàn)榇疟P從開始尋道到找到數(shù)據(jù)，一般都在6 ms以上，但是，如果能在cache保存的數(shù)據(jù)中命中，一般響應(yīng)時(shí)間則可以縮短在1 ms以內(nèi)。磁盤陣列讀操作的關(guān)鍵更多的體現(xiàn)在cache的命中率上。所以RAID0，RAID10，RAID5在讀數(shù)據(jù)時(shí)，除非讀的數(shù)據(jù)能影響cache命中率，導(dǎo)致命中率不一樣，否則他們的差別不是很大。

在后期節(jié)目制作中，非線性編輯單機(jī)須同時(shí)讀取多軌的視音頻和圖文素材，對素材盤的讀性能要求高，但對寫性能要求不高，只須滿足實(shí)時(shí)采集素材的要求即可。因此，RAID5是一種存儲性能、數(shù)據(jù)安全和存儲成本兼顧的存儲解決方案，是構(gòu)建非線性編輯單機(jī)素材盤的最優(yōu)陣列方式。

5 小結(jié)

通過對內(nèi)置盤塔和外置盤塔散熱能力的測試，以及RAID0，RAID10，RAID5在后期節(jié)目制作中性能和安全性的比較，筆者認(rèn)為非線性編輯單機(jī)的素材盤應(yīng)采用支持RAID5陣列的外置盤塔，其性能和安全性高于內(nèi)置RAID0盤塔。在此后一年多的后期節(jié)目制作中，雖然又有一臺X3000SD發(fā)生素材故障，但采用外置RAID5盤塔的X3000SD一直運(yùn)行穩(wěn)定。希望以上素材盤數(shù)據(jù)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)軐ν杏兴鶐椭?/p>

[1] 姜楠，王健.常用多媒體文件格式壓縮標(biāo)準(zhǔn)解析[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.

[2] 戴劍士，涂彥暉.數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.