李中

【摘 要】 介紹了2017中央電視臺春節(jié)聯(lián)歡晚會屏幕系統(tǒng)的改造方案，從大屏幕的設(shè)置、LED屏的選擇、播出系統(tǒng)的設(shè)計 進(jìn)行分析，總結(jié)大屏幕播放經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】 視覺；春晚；屏幕系統(tǒng)；LED屏幕

文章編號： 10.3969/j.issn.1674-8239.2017.09.010

Implementation of Large Screen System in 2017 CCTV Spring Festival Gala

LI Zhong

（CCTV， Beijing 100859， China）

【Abstract】The author introduces the large screen system reform scheme design in 2017 CCTV Spring Festival Gala， including creen settings， LED screen selection， and broadcast system design， and summarize the experience in the implementation of the program.

【Key Words】vision； Spring Festival Gala； screen system； LED screen

從1983年起，中國中央電視臺開始舉辦第一屆春節(jié)聯(lián)歡晚會（央視春晚），無論是舞美機(jī)械還是視覺呈現(xiàn)，每年都力求突破、創(chuàng)新。2017年央視春晚新引入的VR全景直播和全媒體互動，更加體現(xiàn)了技術(shù)和藝術(shù)相融合的全新時代特點，新奇技術(shù)的應(yīng)用嘗試，制造出更加絢麗華美的舞臺效果。本文僅就屏幕系統(tǒng)的改造方案，從大屏幕的設(shè)置、LED屏的選擇、播出系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)行詳細(xì)分析，總結(jié)出大屏幕播放的一些經(jīng)驗。

1 屏幕設(shè)置的基本情況

自1998年至2017年，央視春晚一直在復(fù)興路辦公區(qū)一號演播大廳舉辦。根據(jù)節(jié)儉辦晚會的精神，2017年央視春晚盡量沿用往年的設(shè)施。其主體結(jié)構(gòu)基本建立在2012年改造完成后的舞臺基礎(chǔ)之上，增設(shè)包括頂部的幾組帶有可編程升降功能的環(huán)形屏幕和柱形屏幕等設(shè)備。

現(xiàn)在LED大屏幕的使用越來越多，電視文藝節(jié)目舞臺最炫目的當(dāng)屬各式各樣的LED顯示屏，筆者認(rèn)為這與LED顯示技術(shù)、顯示設(shè)備的水平和成熟度越來越高、優(yōu)勢明顯分不開。LED顯示屏功耗低，可靠性高，發(fā)熱量小，壽命長達(dá)近200 000小時；可視角度大，方便人們欣賞節(jié)目；更有接近ns級響應(yīng)速度的優(yōu)勢；主機(jī)數(shù)據(jù)接口豐富，可同時連接不同接口的不同輸入設(shè)備方便切換，且安裝組合靈活。應(yīng)用中可滿足天上地下的各種需求，屏幕尺寸拼接組合方便，可大可小，機(jī)動靈活，既可拼湊成超大的顯示墻，又可以安裝到臺階的立面上；可根據(jù)觀看距離，觀看重要性、功能性、使用環(huán)境等適配選擇不同點距、不同強(qiáng)度等級的產(chǎn)品，甚至可以在室外陽光下風(fēng)吹日曬依然保持高亮度。

此次大屏幕采用LED屏，分布如圖1、圖2所示。舞臺的正面主屏（A）由3塊大屏拼接而成，總尺寸達(dá)37 m×11 m；兩側(cè)各有一組弧形立柱式的側(cè)屏（C1、C2）一直延伸到觀眾席，與現(xiàn)場觀眾席合為一體。在舞臺和觀眾席上方還設(shè)置有3組可以升降變換的環(huán)形屏幕（K、L、M），與主屏及側(cè)屏融為一體，交相輝映，展現(xiàn)出連貫的視頻畫面；另外，還在M屏和觀眾席上方穿插地設(shè)置了約27組六邊柱形LED屏（N）。舞臺的地面部分，中區(qū)設(shè)置了12排高4 m可升降的柱形地屏（B），其兩側(cè)為能實現(xiàn)少量升降的地屏（D），呈現(xiàn)效果見圖3。

由于主屏A顯示面積過大，為保證顯示效果又將其拆分成A1、A2、A3，兩側(cè)的C1和C2也分別被細(xì)分為C1a、C1b、C1c、C2a、C2b、C2c；舞臺上方的環(huán)形屏M也由于顯示面積過大被拆分成M1、M2、M3；舞臺地面的中央?yún)^(qū)域，由12排、每排9塊組成的升降臺，每一排、每一塊都可獨立升降，每一排升起后又形成一組9 m×4 m的屏幕，為了畫面安全也被兩兩分組定義為BF1到BF6，升降臺主體的頂面被拆分成BT1和BT2兩組，兩組升降臺的側(cè)面被定義為BL、BR、DL、DR、DF。大屏幕系統(tǒng)需要為每個區(qū)域提供信號，再加上六邊形底面的可變色的燈帶信號，共要提供58路主備信號。

面對如此龐大的播出量，需要前期進(jìn)行細(xì)致規(guī)劃。

2 大屏幕的改造

近年隨著科技的不斷進(jìn)步、廣播電影電視器材的不斷發(fā)展和人民審美水平的不斷提高，將部署在升降臺前立面的BF屏進(jìn)行了更換，將LED屏的分辨率由最初的P10提升到P5到現(xiàn)在的P3屏（即LED燈珠像素與像素之間僅相隔3 mm），顯示精度大大提升，近景和特寫時的表現(xiàn)力增強(qiáng)，近距離觀賞時顯示圖片更加細(xì)膩。升降臺頂部的K屏、L屏、M屏則還沿用了以前的P5屏；在升降柱的兩個側(cè)面，BL、BR、DL、DR依舊采用了P10的屏幕。

BF從P10升級到P3，像素數(shù)提升了約10倍，為了保證素材播放順利，增加了播出服務(wù)器數(shù)量，使用的輸出通道達(dá)到了6組（BF1到BF6）。在升降臺前立面通過大屏幕播出服務(wù)器提供的各種渲染圖，使升降臺前立面、兩側(cè)呈現(xiàn)豐富、細(xì)膩的表演場景，比如巍峨矗立的高山、波濤起伏的海面，甚至磚墻隔斷都能完整地表現(xiàn)出來，在語言類節(jié)目中更是替代了傳統(tǒng)道具的火炕、石桌石凳。

可升降的環(huán)屏（K、L、M）距離舞臺地面高度有十幾米，由升降帶來的線纜收放問題成為技術(shù)難點。通過精確計算屏幕負(fù)載及線纜的重量，以及反復(fù)摸索實踐，在頂部環(huán)屏的上方設(shè)立了一組滑輪機(jī)構(gòu)，工作人員將與負(fù)載尼龍帶纏繞后的線纜順序穿過所有滑輪組的凹槽，根據(jù)每組升降機(jī)構(gòu)線纜所承載的重量進(jìn)行配重，達(dá)到與環(huán)屏負(fù)載相對平衡的狀態(tài)，在幾組定滑輪和動滑輪的相互配合、相互作用下，達(dá)到環(huán)屏下降電纜釋放，環(huán)屏上升電纜收緊的效果。通過此設(shè)計，在環(huán)屏升降的同時，線纜能夠及時有效地收放和保護(hù)，避免損壞。而這組定滑輪完全隱藏在屋頂格柵上面（見圖4），可以把所有的線纜收納其中，不至于穿幫，影響舞臺置景效果。endprint

3 大屏幕播放系統(tǒng)的改造及信號流程

作為最后的播出部門，主要的工作內(nèi)容是將已經(jīng)做好的按照技術(shù)手冊切割完成的視頻文件對應(yīng)每臺大屏幕播放服務(wù)器進(jìn)行分發(fā)（見圖5），按照節(jié)目單的實際播出流程順序制作播表，在彩排期間完成好各個環(huán)節(jié)的對接，完成最終的播出。

按照之前對接的結(jié)果，規(guī)劃好每臺大屏幕播放服務(wù)器的功能，對每個輸出口進(jìn)行分配，進(jìn)行系統(tǒng)連接。本系統(tǒng)選用的大屏幕播放服務(wù)器輸出是基于顯卡輸出的，輸出接口涵蓋了HDMI、DVI、DP等幾類，為了統(tǒng)一輸出規(guī)格，將所有輸出口通過轉(zhuǎn)接線將DP接口、DVI接口統(tǒng)一轉(zhuǎn)成HDMI接口，再通過HDMI光纖長距離的傳送至各拼接服務(wù)器。

其實，在確定這套大屏幕播放系統(tǒng)方案時，對于輸出接口的選擇就存有很大爭議。第一想法當(dāng)然是采用最傳統(tǒng)的BNC接口電纜的方式，它有很多優(yōu)點：無損的視音頻傳輸，傳輸?shù)臄?shù)字信號可以內(nèi)嵌音頻，傳統(tǒng)的同軸電纜可選擇的資源很多。一根BNC線既包含的視頻、音頻、時碼，又可以進(jìn)行長距離傳輸，在實際工作環(huán)境下使用-7視頻線至少可以達(dá)到150 m的傳輸距離。之所以采用HDMI接口，而放棄方便的傳統(tǒng)BNC，主要是考慮到今后技術(shù)的發(fā)展、業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，顯然傳統(tǒng)的BNC電纜長距離傳送4K信號壓力很大，按照目前最好的技術(shù)能力，用12G電纜傳輸4K信號無法送達(dá)演播廳。同時，進(jìn)行了測試比較，最終選用了傳輸延遲小、傳輸距離長、信號無損失的HDMI光纖方案。

播出控制機(jī)中的控制軟件，在系統(tǒng)連接初期主要進(jìn)行一些基本參數(shù)的設(shè)置和輸出窗口分辨率的設(shè)置。首先需要對所有大屏幕播放服務(wù)器進(jìn)行IP設(shè)置，輸入主機(jī)的IP地址，將系統(tǒng)正常連通后，接下來就可以進(jìn)行素材分發(fā)和播出控制工作；然后根據(jù)之前規(guī)劃討論的結(jié)果，按照大屏幕播放服務(wù)器（播出機(jī)）負(fù)責(zé)的屏幕功能進(jìn)行連線并記錄形成線表（見表1）；連線結(jié)束后，再根據(jù)大屏幕的實際輸出尺寸確定輸出窗口的大小。

為保證顯示效果，大屏幕顯示的點陣尺寸通常會設(shè)置成小于等于大屏幕播出服務(wù)器的輸出尺寸（1 920×1 080）。這次主屏為37 m×11 m，被拆分為一塊17 m×11 m分辨率為1 668×1 080，兩側(cè)兩塊10 m×11 m，分辨率為980×1 080，合在一起達(dá)到3 628×1 080分辨率的精細(xì)輸出。對于一些日常節(jié)目不需要考慮大屏顯示精度時，直接把大屏幕播出服務(wù)器的輸出尺寸（1 920×1 080）通過大屏幕拼接服務(wù)器拉伸適配大屏幕的窗口范圍。

由于主屏幕在整個視覺呈現(xiàn)中所占的比重、位置突出，需對其做重點關(guān)照。為了保障主屏播出的萬無一失，將大屏幕播放服務(wù)器的主、備播出信號，視頻服務(wù)器的主、備視頻信號，通過不同路由送至負(fù)責(zé)A2屏幕的主、備拼接服務(wù)器。另外，主屏拼接服務(wù)器還接有一臺電腦備份設(shè)備，當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)情況時可以輸出靜幀圖片，不至于出現(xiàn)大屏幕無信號輸出的狀況。

素材由大屏幕播放服務(wù)器通過HDMI光纖傳輸至拼接服務(wù)器，在拼接服務(wù)器進(jìn)行拆分通過DVI線送至發(fā)送服務(wù)器，發(fā)送服務(wù)器再將DVI信號轉(zhuǎn)換成網(wǎng)線信號最終送至大屏幕。主備大屏幕播放服務(wù)器的信號最終在大屏幕進(jìn)行正接和反接，大屏幕完成信源偵測和自動倒換工作，如圖6所示。

對于素材分發(fā)和播出控制通過媒資服務(wù)器統(tǒng)一管理。對于新制作的素材統(tǒng)一拷入媒資服務(wù)器，通過媒資服務(wù)器按照日期和節(jié)目名稱分類存儲，再由媒資服務(wù)器或者通過播出控制機(jī)遠(yuǎn)程遙控將素材分發(fā)至每臺主播出機(jī)，備播出機(jī)通過同步判斷邏輯自動從主播出機(jī)進(jìn)行素材同步，以保障播出的不間斷。同樣，在播出控制時，兩臺播出控制機(jī)也是互為主備，主播出控制機(jī)一旦出現(xiàn)故障，另一臺可以做到零延遲地接管剩下的播出任務(wù)。

2017年央視春晚，總計布設(shè)HDMI光纖近60條，累計鋪設(shè)長度達(dá)9 km；累計接收和分發(fā)素材4 058條，總?cè)萘窟_(dá)到3.22 TB。

4 經(jīng)驗總結(jié)與思考

2017年央視春晚在錄制播出形式上有新的探索，在設(shè)備使用上也有所突破。

（1）不同技術(shù)領(lǐng)域的匹配

一臺節(jié)目是由燈光、舞美等多方面共同完成。現(xiàn)在的各類綜藝節(jié)目中，LED屏幕鋪天蓋地的使用，對其他工種都會有影響。筆者留意到，有一個節(jié)目在電視中觀看時，主持人報幕時膚色還原非常怪，對比發(fā)現(xiàn)原來是周圍的大屏幕素材變化了，大屏顏色反射到主持人臉上造成的。另外，關(guān)于整個電視畫面的光比和大屏素材顏色正常還原的問題，有時需要把大屏幕的亮度壓縮到只剩15%到30%，才能使整個畫面曝光正常。由于顯色原理不同，此時大屏幕播放的素材會顯得不通透不鮮艷，后期編導(dǎo)就會通過調(diào)色軟件過度增加色彩飽和度，素材上大屏后由于工程師看的是復(fù)合指標(biāo)，然后就會繼續(xù)降光圈，周而復(fù)始惡性循環(huán)。

其實，在整個過程中最初階段，應(yīng)該由專門的質(zhì)量監(jiān)督管理部門工程師協(xié)調(diào)導(dǎo)演、燈光、大屏幕、后期等各組人員，從主持人站位的選取、光線與大屏亮度比的控制、以及視頻素材的制作飽和度細(xì)節(jié)控制等方面進(jìn)行整體把控，協(xié)調(diào)各方面共同推進(jìn)工作，提升圖像整體效果。

（2）重視大屏幕播放服務(wù)器出現(xiàn)的問題

該大屏幕系統(tǒng)采購的大屏幕播放服務(wù)器是基于Windows系統(tǒng)的顯卡輸出，有計算機(jī)基礎(chǔ)知識的同行都知道，對于一個顯卡的多路輸出，如果把物理輸出口位居前位的連接線拔掉，之后的輸出口內(nèi)容會自動向前替換，這就給故障排查、替換故障設(shè)備帶來很大問題。當(dāng)拼接服務(wù)器更換設(shè)備時，直接導(dǎo)致與之連接的大屏幕播放服務(wù)器輸出混亂，需要一路輸出一路輸出地重新對應(yīng)。為避免這一問題，盡量采用專業(yè)視頻輸出卡作為信號源的播出服務(wù)器。

當(dāng)素材制作不規(guī)范時，也會帶來意想不到的結(jié)果。如果素材制作時，內(nèi)核編碼采用的是技術(shù)手冊上沒有的格式，又被封裝成了正規(guī)節(jié)目，技術(shù)人員單純檢查文件名屬性不容易發(fā)現(xiàn)問題，會導(dǎo)致素材播放過程中卡頓、閃黑等情況的發(fā)生，為避免類似狀況的發(fā)生。應(yīng)形成素材制作單位嚴(yán)格按照技術(shù)手冊執(zhí)行的制度。

關(guān)于軟件穩(wěn)定性的問題，該系統(tǒng)選用的國產(chǎn)控制軟件的穩(wěn)定性方面不到位，會莫名其妙地出些小故障，軟件工程師會提出一些意想不到的解決辦法。如大屏幕播出控制機(jī)關(guān)機(jī)時會莫名系統(tǒng)崩潰，損壞播出表。目前的解決方案是在關(guān)機(jī)時先保存正常的播出表，再新建一張空白的播出表，再關(guān)機(jī)，避免正式的播表被損壞。

關(guān)于播出的同步問題。2017年央視春晚為獲得主屏顯示的清晰度，特意用了3路高清輸出來拼接主屏幕畫面。為了避免因為資源占用等各種因素造成的不同步現(xiàn)象，特意分配了一臺大屏幕播放服務(wù)器專門負(fù)責(zé)主屏的播出，而且播出資源也只用了3路輸出，并沒有全負(fù)荷，結(jié)果還是出現(xiàn)了不同步的現(xiàn)象。彩排期間素材播放第一遍沒問題，第二次播放時沒準(zhǔn)就會不同步，由于問題是隨機(jī)出現(xiàn)的，后續(xù)還需找到解決的辦法。

（3）擔(dān)當(dāng)重任的HDMI光纖

2017年央視春晚選用的HDMI光纖，在設(shè)備輸出接口取電，通過光電轉(zhuǎn)換將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，光纖作為傳輸媒介，在設(shè)備接入端口取電再次通過光電轉(zhuǎn)換將光信號再轉(zhuǎn)換為電信號，信號可實現(xiàn)無損轉(zhuǎn)換。對于固定演播室，HDMI光纖的確非常方便，但對于需要經(jīng)常拆裝的舞臺、播出服務(wù)器，幾乎每一次收放都會有光纖線纜損壞，并且由于其涂裝太過簡單且標(biāo)識不明確，曾有過被道具師傅當(dāng)作普通電線直接踩踏，使輸出立即呈現(xiàn)偏色的情況。所以，需要選用有一定強(qiáng)度的線纜。

5 結(jié)語

央視春晚的舞臺是國內(nèi)舞臺技術(shù)發(fā)展的一個縮影，也是各種高新技術(shù)展示的平臺，如在空中虛擬植入懸浮的立體燈籠、中國結(jié)、福字（見圖7）；通過動作捕捉擬植入技術(shù)，呈現(xiàn)場景與演員互動的表演效果（見圖8）。當(dāng)然，要達(dá)到視覺沖擊的效果，還需要龐大的技術(shù)團(tuán)隊做支撐，對每一個機(jī)械升降動作編程，對素材不停地修改、渲染、分割、分發(fā)、調(diào)試等，在一遍遍的彩排過程中逐步完善；同時，需要檢測系統(tǒng)及設(shè)備，避免各種故障的出現(xiàn)，從而保障春晚直播的順利進(jìn)行。endprint