文丨劉國慶

（長春電視臺(tái)，吉林長春 130061）

保持媒體設(shè)備之間的相對(duì)同步并不要求播放速度保持恒定不變，在整個(gè)節(jié)目的播放中保持相對(duì)速度和位置不變依然重要。比如，在模擬設(shè)備上就很難實(shí)現(xiàn)恒定不變的播放速度。由于機(jī)械構(gòu)造、電壓波動(dòng)、磁帶滑動(dòng)等原因，模擬磁帶設(shè)備根本無法維持一個(gè)恒定的播放速度，即便播放時(shí)間很短也不行。因此在缺少時(shí)鐘的情況下，要達(dá)到模擬、數(shù)字設(shè)備間的完全同步幾乎是不可能的[1]。所以，如果制作過程中需要使用多種媒體和多種錄音重放系統(tǒng)的話，就一定要采用一種保持同步的方法。

1 時(shí)間碼的概念

時(shí)間碼在音頻、視頻、電影播放時(shí)互鎖時(shí)鐘的標(biāo)準(zhǔn)方法是采用電影與電視工程師協(xié)會(huì)(SMPTE，WWW.smpte.org)研發(fā)的時(shí)間碼。這種時(shí)間碼(或SMPTE時(shí)間碼)通過分配數(shù)字地址(隨著節(jié)目的播放這個(gè)地址在不斷增長)，來識(shí)別磁帶或媒體文件準(zhǔn)確的時(shí)間位置。同時(shí)，地址代碼本身會(huì)保持在原先分配的位置并且不會(huì)漏碼，這就可以使針對(duì)磁帶位置的連續(xù)監(jiān)測(cè)達(dá)到1/24～1/30s（視媒體類型和幀頻而定）的精度。這些分割后形成的段落稱作幀（Frame，電影制作專用語）。每個(gè)視頻或音頻幀都用一個(gè)唯一的數(shù)字標(biāo)明（稱為時(shí)間碼地址），以便識(shí)別。時(shí)間編碼地址采用8位數(shù)表示，如00：00：00：00，分別標(biāo)明小時(shí)：分鐘：秒：幀-HH：MM：SS：FF[2]。

1.1 時(shí)間碼字

每一個(gè)音頻或視頻同步幀中所嵌入的全部時(shí)間碼信息通常稱為時(shí)間碼字。每個(gè)字分為等分的80段，并編號(hào)為0-79。每個(gè)字包含一個(gè)完整的音/視頻幀，也就是每一幀對(duì)應(yīng)唯一的一個(gè)時(shí)間碼地址。地址信息以一系列0、1這種二進(jìn)制位的形式記錄在時(shí)間碼字中，而這些0、1本身將以調(diào)制方波的形式記錄（即模擬SMPTE信號(hào)），這種編碼方式稱為雙相調(diào)制。使用這種編碼時(shí)，若電壓在方波半周期處有跳變，則代表一個(gè)“1”的比特值，而在半周期處沒有電壓跳變，則代表一個(gè)“0”的比特值。這種編碼最為重要的特征是用脈沖內(nèi)部的跳變而不是脈沖的極性來表示0和1。因此，無論正向播放還是反向播放，也不管卷帶速度的快與慢、時(shí)間碼都可以被讀出來。

1.2 同步信息數(shù)據(jù)

編入時(shí)間碼字的另一種信息為同步數(shù)據(jù)。它被記錄在每個(gè)時(shí)間碼字的最后16bit中，用以定義每一幀的結(jié)束。由于可以從任何方向讀出時(shí)間碼，因此同步數(shù)據(jù)也可以用來說明磁帶或數(shù)字設(shè)備的播放方向。

1.3 時(shí)間碼中“幀”的標(biāo)準(zhǔn)

在制作中采用時(shí)間碼，很重要的一點(diǎn)就是時(shí)間碼的顯示要與節(jié)目真正的進(jìn)行時(shí)間直接相關(guān)聯(lián)，特別是在對(duì)時(shí)間要求苛刻的廣播中更是如此。正是出于上述原因，時(shí)間碼的幀率可能會(huì)由于不同的媒體、制作室和國家而產(chǎn)生不同。

2 時(shí)間碼的類型

2.1 LTC和VITC時(shí)間碼

記錄在模擬音頻軌或視頻提示軌(Cue Track)中的時(shí)間碼稱為縱向時(shí)間碼(LTC)。LTC使用雙相碼將時(shí)間碼編入模擬音頻或提示軌中，并采用2400 bit/s的雙相調(diào)制方波記錄編碼。即使處在最佳條件下，想要完美地將方波記錄到磁性音軌中也并非易事。因此，SMPTE標(biāo)準(zhǔn)允許在錄制及復(fù)制過程中記錄有效編碼時(shí)，出現(xiàn)25微秒±5微秒的上升時(shí)間。此容差要求信號(hào)帶寬為15kHz，這是大部分專業(yè)音頻錄音設(shè)備都能夠支持的。變速時(shí)間碼讀碼器可在1/10到100倍正常播放速度間對(duì)時(shí)間碼進(jìn)行解碼。這對(duì)于大多數(shù)音頻設(shè)備來說是很有效的，但對(duì)于視頻的后期制作來說，通常需要以慢速和靜態(tài)對(duì)畫面進(jìn)行監(jiān)控。LTC無法在低于正常速度的1/10到1/20的播放速度下被讀出[3]，但還有兩種方法可以讀出時(shí)間碼。一種是使用字符生成器把時(shí)間碼直接寫在工作帶附本的視頻畫面中。這種方法使時(shí)間碼即使在文件慢速播放或靜止的狀態(tài)中也易于識(shí)別。由于LTC的簡(jiǎn)易與實(shí)用，在多數(shù)情況下，人們會(huì)在音頻、電子音樂以及中級(jí)視頻制作中使用它。

第二種方法就是使用場(chǎng)消隱時(shí)間碼（VITC），大型視頻制作單位一般都會(huì)采用它。VITC采用與LTC一致的SMPTE地址與用戶編碼結(jié)構(gòu)，但在將編碼寫入視頻磁帶時(shí)采用了完全不同的方法。實(shí)際上，VITC是把時(shí)間碼信息寫入到視頻信號(hào)本身中，即寫入到垂直消隱區(qū)的場(chǎng)中，這一場(chǎng)是位于可視畫面掃描區(qū)域之外的。由于把時(shí)間碼信息寫入到視頻信號(hào)里，所以專業(yè)的旋轉(zhuǎn)掃描錄像機(jī)可以在慢速播放甚至是靜止的情況下讀出時(shí)間碼。同時(shí)，錄像機(jī)上還可以空出一條軌來記錄音頻或提示信息，并且也不需將時(shí)間碼寫到畫面上。

3 時(shí)間碼在電視節(jié)目采編播流程中的應(yīng)用

當(dāng)SMPTE信號(hào)的質(zhì)量下降到同步器不能區(qū)分出脈沖信號(hào)的時(shí)候，時(shí)間碼就會(huì)消失，受控的從機(jī)也會(huì)停止運(yùn)行，除非系統(tǒng)有即興同步功能。即興同步是指同步器在完全沒有同步碼輸入的情況下，也能輸出下一個(gè)時(shí)間碼的功能。由于同步器生成的時(shí)間碼與錄在磁帶上的真正的時(shí)間碼不一定一樣，因此，可以認(rèn)為發(fā)生器僅是以一種慣性的方式在運(yùn)作。不過，如果丟碼只是發(fā)生在一個(gè)很短的時(shí)間內(nèi)，即興同步就能夠很好地對(duì)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)或更新（這在處理錄像帶中音頻軌的丟碼和誤碼時(shí)+分有用）。有兩種即興同步的方式可供選擇：慣性方式、持續(xù)方式。

在慣性方式中，當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)有效地址碼時(shí)，接收時(shí)間碼的操作會(huì)使生成器的輸出被初始化。隨后，發(fā)生器開始獨(dú)自進(jìn)行升序計(jì)數(shù)，不理會(huì)時(shí)間碼中的任何失真或中斷，獨(dú)立產(chǎn)生新的連續(xù)的SMPTE地址數(shù)值。當(dāng)原始地址碼必須保持原樣、不能用簡(jiǎn)單的連續(xù)升序計(jì)數(shù)代替時(shí)，就需要使用持連續(xù)型即興同步。在這種模式下，讀碼器機(jī)開始運(yùn)行之后，發(fā)生器每幀都會(huì)更新地址計(jì)數(shù)，使之與接收到的新地址數(shù)值保持一致，并輸出一個(gè)一模一樣的備份。

為了在多個(gè)音頻、視頻、電影的模擬播放器間達(dá)到逐幀時(shí)間碼鎖定的效果，需要使用一種叫做同步器的設(shè)備。同步器的基本功能是控制磁帶（一盤或多盤）、計(jì)算機(jī)音頻工作站或電影的播放器（作為附屬設(shè)備），使它們?cè)诓シ艜r(shí)的速度和相對(duì)位置與特定的播放設(shè)備（主設(shè)備）保持完全一致。雖然界限不是很分明，但一般來說同步器可分為兩種基本類型：用于電子音樂制作及小型工作室的設(shè)備和用于大型音頻與視頻（后期）制作的設(shè)備。這樣分類的原因在不于系統(tǒng)的性能，而更多地在于價(jià)格和應(yīng)用中的設(shè)備類型。在小型工作室中，同步器通常由多端口的MIDI接口擔(dān)任。這類MIDI接口可以將LTCSMPTE時(shí)間碼轉(zhuǎn)換成MIDI時(shí)間碼，使模擬音頻或視頻的播放與數(shù)字音頻、MIDI或電子音樂系統(tǒng)同步。按照這種方法，一臺(tái)設(shè)備便可完成多項(xiàng)任務(wù)，并實(shí)現(xiàn)高精確度的同步，而且價(jià)格經(jīng)濟(jì)。視頻制作系統(tǒng)以及更高級(jí)的制作系統(tǒng)通常會(huì)要求對(duì)設(shè)備進(jìn)行更高級(jí)別的控制，需要系統(tǒng)中的所有設(shè)備都有遙控功能。這種配置通常要求更為復(fù)雜的設(shè)備，比如說一臺(tái)同步控制器，或是一臺(tái)編輯決策表（EDL，Edit Decision List）控制器。在此系統(tǒng)中需要增加1臺(tái)時(shí)間碼轉(zhuǎn)換器。此時(shí)的錄像機(jī)的LOCAL/REMOTE開關(guān)設(shè)置成LOCAL方式。這樣當(dāng)錄像設(shè)備在放像時(shí)，就有時(shí)間碼輸出，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后去同步控制錄音機(jī)的工作。

總之，由于時(shí)間碼能夠?qū)崿F(xiàn)音視頻設(shè)備間的同步運(yùn)行，因此在現(xiàn)代電視節(jié)目采編播制作領(lǐng)域使用越來越普遍。

[1]亢秉泰，楊英菊，董建華. 正確設(shè)置電視節(jié)目錄像帶時(shí)間碼——參評(píng)“電視節(jié)目技術(shù)質(zhì)量獎(jiǎng)”的體會(huì).廣播與電視技術(shù)，2007（2）：122.

[2]朱俊.節(jié)目制作中時(shí)間碼概念和應(yīng)用.視聽界（廣播電視技術(shù)），2007（2）：110.

[3]董建華.電視節(jié)目錄像帶時(shí)間碼的錄制.現(xiàn)代電視技術(shù)，2008（7）：150.