胡勝利

（安徽省銅陵市樅陽縣融媒體中心，安徽 銅陵 246700）

0 引言

為貫徹落實國家關于 “加快傳統(tǒng)媒體和新興媒體融合發(fā)展” 重要指示精神，更好滿足當前的節(jié)目制作與播出需要，樅陽縣融媒體中心2020 年正式成立并獨立運行。隨著多媒體的發(fā)展，現(xiàn)有的標清演播室早已不能適應時代的發(fā)展需求。因此，在樅陽縣融媒體中心電視臺大樓中搭建融媒體演播室，并及時組織展開對演播室的高清化改造極為必要，以推動節(jié)目制作與播出的與時俱進。

1 電視臺融媒體演播室高清化改造的總體技術(shù)思路

演播室是節(jié)目主持人和嘉賓的重要工作場所，分為實景演播室、虛擬演播室，除了必要的攝錄編設備外，還必須具備聲、光、電的專業(yè)設備和創(chuàng)作的空間，同時聲、光、電必須密切配合[1]。為了符合高清播出的直播要求，演播室必須與播出系統(tǒng)的時鐘同步信號高度同步。演播室是高度密閉環(huán)境，必須考慮吸音材料防火和新鮮空氣更新的新風換氣系統(tǒng)，對吸音材料的防火、環(huán)保性還有新風系統(tǒng)的噪聲都有嚴格的要求。因此，演播室的改造是電視臺節(jié)目播出系統(tǒng)的重大工程之一。樅陽縣融媒體中心利用現(xiàn)有的200 m2的空間，準備建設一座實景演播室和虛擬演播室相結(jié)合的多功能高清演播室。電視臺融媒體高清演播室的整體設計效果如圖1所示。

圖1 高清演播室的整體設計效果

融媒體演播室高清化改造需要充分利用現(xiàn)有空間環(huán)境和設備，對改造每個階段進行詳細規(guī)劃，確保每個階段工作都夠很好地相互銜接。高清化演播室改造不僅僅是將拍攝攝像機更換為演播室級別的專業(yè)高清攝像機，還需要相關信號鏈路設備帶寬、信號處理方式、燈光色溫和布局等等相互配合，只有全部符合高清改造的要求，才能夠完美地呈現(xiàn)演播室的真實現(xiàn)場，提高觀眾的視聽體驗，保證改造工作的系統(tǒng)性和科學性。

在演播室正式進行改造設計前，需要檢查現(xiàn)有播出系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸方式及信號格式等，確保演播室的系統(tǒng)與播出系統(tǒng)相互匹配。若播出系統(tǒng)不符合高清播出基本要求，需要對播出系統(tǒng)進行重新設計和改造。經(jīng)過實際勘察，樅陽縣融媒體中心播出系統(tǒng)是格非公司的雙頻道一主一備雙通道高清播出系統(tǒng)，完全符合高清演播室播出的技術(shù)要求。唯一需要注意的是，演播室的數(shù)字信號時鐘同步系統(tǒng)需要和播出系統(tǒng)的時鐘同步系統(tǒng)嚴格同步。同時，考慮到改造期間會對播出系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響，為了避免發(fā)生播出事故，需要設立臨時備用應急播出設備，做好各種應急預案，最大限度降低改造期間播出事故的概率。

演播室高清化改造還需要考慮設備的冗余性。所有主通道系統(tǒng)都需要配置備用設備，從根源上避免因為單一節(jié)點故障而引發(fā)的直播事故。為了使演播室系統(tǒng)后期維護更加便捷，確保設備始終處于穩(wěn)定運行狀態(tài)，演播室改造期間需要留存設計圖紙和設備的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖，建立設備維護機制，確保設備出現(xiàn)故障后可以第一時間鎖定故障區(qū)域，并及時修復。演播室高清化改造完成后，還應該定期對系統(tǒng)進行維護和更新，在保證系統(tǒng)功能穩(wěn)定的前提下，排除所有容易引發(fā)故障的不確定因素，簡化操作流程，實現(xiàn)電視臺融媒體演播室高清化改造的穩(wěn)定性和實用性。

2 演播室高清化改造中功能區(qū)的規(guī)劃設計要點

在電視臺融媒體演播室高清化改造前，需要對功能區(qū)進行規(guī)劃和設計，可以從以下幾個方面進行。

第一，融媒體演播室功能區(qū)劃分。功能區(qū)可以分為主播區(qū)、互動觸控站播區(qū)、虛擬3D 攝影區(qū)這3 個演播區(qū)域和1 個導播區(qū)域。演播區(qū)域整體墻面需要進行聲學改造，墻面回聲和吸聲率須控制在合理范圍，吸聲率過大會讓主持人的聲音過于干癟、不豐滿，過小則產(chǎn)生嚴重回聲，出現(xiàn)所謂的 “浴室音效” 。為了安全考慮，對吸聲材料的防火等級有很高要求。演播室空間是密閉系統(tǒng)，通風效果很差，為防止出鏡時間過長出現(xiàn)人員缺氧事件，需增加超靜音的新風系統(tǒng)，同時解決風機噪聲和通風換氣問題。夏季的高溫對演播室環(huán)境的溫度提出一定要求?？紤]噪聲和環(huán)境溫度問題，需安裝超靜音的吸頂式空調(diào)，空調(diào)送風管道需要敷設吸音保溫棉，吸收空調(diào)排風口的氣流聲。考慮到演播室空間較大，還需要設計成多臺小空調(diào)系統(tǒng)，避免單機大功率空調(diào)的風機噪聲過大問題。多臺小空調(diào)系統(tǒng)的另外一個優(yōu)點是能夠根據(jù)演播室人數(shù)和室外氣溫的高低決定空調(diào)開啟的數(shù)量，做到制冷和噪聲相互平衡。因此，演播室改造是一個系統(tǒng)的、需要多專業(yè)配合才能進行工作的專業(yè)工種。改造時還需要科學地結(jié)合建筑內(nèi)部可利用空間，不僅保證3 個區(qū)域改造后互相連通，還要考慮整體的美觀。

第二，確定好改造方案后，先對主播區(qū)進行改造。就當前的情況來看，現(xiàn)有的鹵素燈光已經(jīng)不符合需求，為了適應高清攝像機對光線色溫的需求和出鏡人員的舒適性，只能選取不產(chǎn)生大量熱量的可調(diào)三基色發(fā)光二極管（Light Emitting Diode，LED）廣色域冷光源，且每個燈光獨立可調(diào)。主播區(qū)域的老式固定噴繪背景需要重新設計，設計人員選取了LED 高清晰拼接顯示屏，不僅能夠滿足主播區(qū)的高清化播報需求，還可以實現(xiàn)視頻對話，將第二現(xiàn)場的實時情況清晰地顯示在演播室內(nèi)，避免了固定噴繪的呆板單調(diào)[2]。主播臺建設成移動的圓形，能夠豐富采訪的角度，便于對采訪者和被采訪者選取角度拍攝、及時調(diào)整燈光、找到配合主播背景的最佳角度，相比于傳統(tǒng)的新聞節(jié)目播報更具靈活性和互動性。電視臺融媒體高清演播室主播區(qū)域設計如圖2 所示。

圖2 高清演播室主播區(qū)域設計

第三，對互動觸控屏的站播區(qū)的規(guī)劃設計。站播區(qū)主要由觸控屏、虛擬系統(tǒng)、字幕機及提詞器等組成?；佑|控站播區(qū)主要工作內(nèi)容是對新聞、體育賽事、娛樂熱點及財經(jīng)消息等進行解說報道。隨著新技術(shù)的應用，互動觸控區(qū)能夠完成多通道視頻連線。這種連線方式對主持人的專業(yè)水平要求較高，也給主持人提供了很好的業(yè)務水平發(fā)展平臺，使其可以通過連線更好地完成互動，增加了節(jié)目的趣味性和觀眾對節(jié)目的黏性。

第四，改造虛擬3D 演播區(qū)域。3D 演播區(qū)域是由藍箱子或綠箱子和虛擬機產(chǎn)生的數(shù)字化立體背景來完成圖像的合成和封裝。數(shù)字化立體背景可以根據(jù)節(jié)目播報的需求通過虛擬主機實時調(diào)整更換，同時通過3 個攝像機機位的切換，實現(xiàn)不同角度和拍攝方向使用不同的景別和放大特寫、不同景別的切換和鏡頭的推拉搖移和背景實時同步改變，讓主持人十分自然地融合在虛擬的場景中，不再是刻板生硬的固定噴繪背景。高清演播室虛擬藍箱（藍盒）區(qū)域設計如圖3 所示。

圖3 高清演播室虛擬藍箱（藍盒）區(qū)域設計

對虛擬影像采集區(qū)域的改造，通過結(jié)合虛擬的高清3D 背景來增加觀眾對播報內(nèi)容的觀看體驗，體現(xiàn)出節(jié)目的現(xiàn)場感和真實性。高清的虛擬影像已經(jīng)達到了以假亂真的效果，若不仔細觀看，非常容易忽略背景是否真實的問題。控制室內(nèi)還增設了導播、采集區(qū)。設備和出鏡區(qū)域也分割開來，之間使用3 層玻璃落地窗進行隔音，通透性高同時又不影響導播和主持人之間的交流，提高了設備運行的安全性和出鏡區(qū)的規(guī)范整潔。高清演播室虛擬3D 影像采集區(qū)域設計如圖4 所示。

圖4 高清演播室虛擬3D 影像采集區(qū)域設計

3 基于節(jié)目制作的電視臺高清化融媒體演播室具體設計與應用

3.1 在線和離線包裝系統(tǒng)

主持人出鏡的后期包裝工作量非常大，為此必須設計出高效的節(jié)目編輯包裝系統(tǒng)。包裝系統(tǒng)分為在線式和離線式兩種。在線式包裝系統(tǒng)主要是對直播節(jié)目畫面進行實時在線包裝，主要包括實時字幕、畫中畫、片段回放、場同步和延時播出等系統(tǒng)。實時字幕、畫中畫、片段回放等功能比較常用。信號場同步主要是保證直播節(jié)目和播出系統(tǒng)節(jié)目之間無閃爍切換。延時播出系統(tǒng)主要是對現(xiàn)場直播中的誤操作、節(jié)目意外、失敗鏡頭及臨時故障等廢鏡頭進行過濾，重新現(xiàn)場打點編輯，刪除直播活動中不精彩、不吸引人、拖沓、畫面質(zhì)量不高的內(nèi)容。延時播出系統(tǒng)的延時效果相當于為安全直播又把了一道關。離線式包裝系統(tǒng)相對在線式要簡單，主要應用于后期節(jié)目包裝，數(shù)臺高性能非線性編輯線即可實現(xiàn)。本次設計選擇的系統(tǒng)開放式的雷特EDIUS 編輯機對素材的兼容性很高，輸出格式通用性很強。其他品牌的非線性編輯系統(tǒng)基本都是封閉系統(tǒng)，不開放接口和協(xié)議，后期維護管理和更新受到極大的限制[3]。

3.2 攝像機位置追蹤系統(tǒng)

為了實現(xiàn)3D 虛擬演播室的場景拍攝，必須跟蹤攝像機的機位移動物理參數(shù)和攝像機鏡頭的推拉物理數(shù)據(jù)。獲取這些物理信息后發(fā)送給虛擬機，完成對主持人虛擬背景的實時變換處理，調(diào)整虛擬背景的景別，實現(xiàn)虛擬攝像機在3D 場景中按照實際運動軌跡或是移動軌跡進行跟蹤。虛擬場景與主持人完美融合的前提是獲取每個機位攝像機位置和鏡頭推拉準確的物理參數(shù)，數(shù)據(jù)越準確，效果越逼真。本次設計使用位置傳感器和鏡頭推拉傳感器，通過計算機圖形追蹤系統(tǒng)的處理，可以實現(xiàn)主持人在虛擬場景中自由活動，同時實現(xiàn)三維字幕、三維模型、文字及圖像等內(nèi)容的疊加，并實時呈現(xiàn)出各種虛擬桌椅、道具、動物和人物等[4]。從空間方面來看，經(jīng)過虛擬機的處理，主持人與搭建起的虛擬場景之間完美呈現(xiàn)出透視效果。正確的透視關系很重要，決定著場景光影、效果和虛擬場景是否與主持人完美結(jié)合，最終向受眾呈現(xiàn)出豐富、多樣的視覺畫面效果。經(jīng)過對比，設計選取了上洋公司的3D 虛擬機作為3D 虛擬演播室的核心設備，攝像機使用松下公司的AK-HC2500 高清演播室攝像機。

3.3 點評系統(tǒng)

點評系統(tǒng)使用多媒體技術(shù)以及液晶大屏顯示系統(tǒng)和觸摸屏技術(shù)完成搭建，實現(xiàn)主持人在節(jié)目中與現(xiàn)場或觀眾在線互動。點評系統(tǒng)功能十分豐富，可以注釋視頻文件、圖片、數(shù)據(jù)圖表等，也支持多路視頻的輸入以及豐富的視頻實時特效。隨著點評系統(tǒng)的應用，新聞、娛樂等節(jié)目的打包和發(fā)布非常方便，也可以完成對不同視頻素材的有效聯(lián)動。點評系統(tǒng)的使用進一步提升了節(jié)目內(nèi)容豐富性，也提升了觀眾參與的互動效果。

3.4 背景大屏幕系統(tǒng)

結(jié)合前期對于電視臺融媒體演播室高清化改造中功能區(qū)的規(guī)劃設計，決定在主播區(qū)使用LED 窄邊框高清拼接屏，這是背景大屏幕系統(tǒng)的重要組成部分。LED 窄邊框高清拼接屏寬6 m、高3 m。這樣的設計能夠使LED 窄邊框高清拼接屏無縫融合至整個主播區(qū)背景內(nèi)，為演播室內(nèi)多個視角的拍攝提供了方便。

背景大屏幕系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高清、超高清解析度影像的顯示，同時支持多通道外接視頻輸入。在實際應用中，背景大屏幕系統(tǒng)方便地實現(xiàn)了場內(nèi)主持人與場外記者之間連線溝通，使得節(jié)目以及新聞播報的互動性、現(xiàn)場性得到進一步提升。

為確保背景大屏幕系統(tǒng)能夠在節(jié)目播出期間始終保持穩(wěn)定運行狀態(tài)，需要設計主用、備用兩個信號的通道。當主用信號或備用信號其中一路發(fā)生故障，另一路可以自動、迅速、無縫地接替工作，確保背景大屏幕系統(tǒng)能夠正常運行，有效避免故障對背景大屏幕系統(tǒng)的運行產(chǎn)生影響。這樣的主用與備用雙套信號設計與應用切實提升了背景大屏幕系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，有效保障了日常安全播出工作。

3.5 非編工作站

非編工作站主要是后期包裝節(jié)目使用，對它的要求是處理速度高、備用素材豐富、對視頻的格式兼容性強、系統(tǒng)開放、沒有視頻格式要求的壁壘。因為實際工作中涉及視頻采集，所以需要使用專用的有卡非編工作站實現(xiàn)視頻采集、編輯、打包等功能。節(jié)目錄制期間，演播室內(nèi)的有卡工作站能同步采集多路高清晰度的信號，并安全錄制存儲相關視頻，便于后期節(jié)目包裝制作調(diào)取使用。非編工作站能夠快速完成各類資訊文件的合成與制作，為資訊系統(tǒng)節(jié)目的制作與發(fā)布提供有力支持。

3.6 融媒體演播室錄播服務器

融媒體演播室錄播服務器集成了多種功能，包括采集、編輯、存儲、播放及遷移等。其需要和高清播出系統(tǒng)密切配合，開放相關協(xié)議以確保完成對所有視頻節(jié)目、與之相關的檔案資料的自動化存儲、遷移和讀取。由于連接了播出系統(tǒng)，演播室錄播服務器的安全穩(wěn)定性具有更高要求，特別是對視頻文件的讀取和遷移。由于頻道內(nèi)素材需要相互獨立，在編輯、錄制、存檔、播出之間不能產(chǎn)生各種程度的讀取和遷移沖突[5]，提升視頻檔案資料管理與調(diào)用效率。

融媒體演播室的邏輯架構(gòu)如圖5 所示。

圖5 融媒體演播室錄播服務器節(jié)目資源邏輯架構(gòu)

4 結(jié)語

文章規(guī)劃了融媒體演播室的功能區(qū)，結(jié)合在線包裝系統(tǒng)、計算機圖形追蹤系統(tǒng)、點評系統(tǒng)、背景大屏幕系統(tǒng)、非編工作站及融媒體演播室錄播服務器的設計與應用，實現(xiàn)了電視臺高清化融媒體演播室的搭建，推動了電視臺高清事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。