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数字演播车技术系统由哪几部分组成各部分功能是什么
发布于：2016-03-31转载自互联网
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一场综合性的电视现场直播的技术系统主要由以下几部分组成：转播车系统、信号传输系统、现场灯光音响系统、供电系统。其中，转播车是现场各类信号汇集和处理的核心。转播车的任务就是把现场节目内容通过摄像机、话筒，转换成视频、音频信号送入转播车，进行一定的技术和艺术处理并叠加字幕，然后送往信号传输系统或直接录制。转播车系统具体分为车体系统和技术系统两部分。一 车体系统：车型选择与布局设计电视车体系统的设计是个复杂的工程，对于车体布局的设计，要按照标准化、流程化、模块化进行整体、完善的设计。从8讯道以上的大型数字电视转播车方面看，基本可分为两类，分别是集装箱货车和全封闭客车。在上述车型下，都可以制造"带侧拉箱"或"不带侧拉箱"式车。其中集装箱式货车具有车体改装灵活性大、载重性好等优点。全封闭客车改装的转播车由于其无底盘，全靠气囊悬挂，使其能在高速行驶时保持很好的稳定性，因此，在许多中等的大型转播车的选型上，有许多值得考虑的优势。直挂式车通常由汽车改装厂根据客户要求购进汽车底盘，设计箱体、总成。车体的长度一般在8米~12米。在车内布局合理、紧凑的前提下，车身长度可尽量缩短，维修舱门可以按照需求设置，使操作性、运行速度和灵活性方面都有所提高，而对道路和场地以及驾驶员的要求条件可以降低。由于是一体车，车厢安装在货车底盘之上，故箱体仍比较高，其高度略低于拖挂式厢体。另外，转播车系统复杂，空间狭小，采用侧拉箱技术可以增大空间，我们选择了电动侧拉箱式的结构。停车时侧箱拉出，内部空间增加了3平方，工作起来宽敞。导演区机柜可以变传统的横向摆放为纵向摆放，导演区的所有工作人员都坐成一排，交流起来很方便，也实现了在转播车上有在演播厅导播室工作的舒适感。而且在系统布线时可以缩短为最小距离，从而保证了信号的质量，也大大方便了技术员检查和维修线路。开车时，侧箱退回原位，不影响正常行驶。侧箱进出一次只需要不到1分钟的时间。总之侧拉箱式的结构带来了宽敞、舒适和灵便。二 技术系统技术系统的设计是整个工程的核心。1. 转播车系统基本结构和设计思路数字转播车系统基本结构有两种：一种如传统模拟系统的线性结构，相应的设备换为数字设备，再加上编码与解码、复用与分离等部分；另一种是计算机网络，采用以宽带视频服务器为中心的分布式结构。虽然目前以FC网、以太网为基础的计算机网络已可以实现局部范围内的某些功能，但要建立一个全部基于多媒体的数字系统，技术上仍要提高。所以，数字转播车系统大多仍采用线性结构，系统的某些局部可以使用多媒体网络。数字转播车总体设计思路：确保系统的技术先进性和高可靠性，系统配置灵活，可兼容4:3和16:9格式，为将来的HDTV做好准备；在功能上，既要满足对直播的要求，又可以进行后期节目的制作，并且保证出色的图像质量；系统应为将来的发展留有余地，包括综合布线、计算机网络拓扑结构的通道带宽。2. 系统信号格式和接口标准（1）信号格式电视转播车已经从模拟复合、模拟分量发展到今天的数字分量格式。尽管全数字系统优良的复制特性对于转播车来说并不十分重要，但其用于制作节目能够保证信号指标，重放后模拟分量信号的信噪比可以达到60dB以上。数字视频信号格式种类繁多。目前，数字电视系统以串行分量数字信号格式为主流。通过串行数字接口（SDI）可用一根同轴电缆同时传输4:2:2数字分量视频信号、数字音频和时间码。这与模拟复合方式类似，与现行传输、播出和制作系统之间的连接和转换比较方便。此外，数字设备接口大多带自动补偿功能，电缆长度造成的信号损耗可以在一定范围内得到补偿；数字信号本身具有定时信息，系统锁相比较容易实现。ITU-R BT601数字分量转播车标准建议和SMPTE267M分别提供了4:3和16:9两种彩色电视信号的编码方式、取样频率、取样结构的明确规定。转播车采用分量编码，亮度抽样频率选为525/60和625/50行频的公倍数2.25MHz的6倍13.5MHz，使样值有正交结构，便于数字处理并使三大制式在数字域内的每电视行的亮度样值数统一于720个，两个色度样值均为360个，即4:2:2格式，从而使同一格式数字录像机能记录三种不同制式的信号，并使整个数字转播车能以4:2:2格式接在一起。正是这一标准，使各种数字设备能连成一系统，形成一个4:2:2的数字演播室环境。电视转播车的音频处理比较简单、环节少，且节目制作多为一次合成。音频系统采用模拟格式，有利于实现最高的音频指标。由话筒拾取的原始素材，在到达记录设备之前无需A/D转换，使音频信号在模拟调音台中进行处理，可保持高的技术指标。（2）设计原则要求* 系统设计及设备性能合乎专业广播电视规范，采用全数字电视信号，符合国家有关数字电视标准，具有先进、稳定的特点。系统设计应着眼于未来电视事业的发展，功能和性能上必须有一定的超前性。* 完善的安全系统：电视转播车担负着重要的转播工作，因而在设计上要具有可靠安全性，充分考虑设备的稳定性，系统设计必须具备完善的应急方案，应急操作安全快捷。* 功能完备，兼容扩展性强，合理设计系统，转播车设计具有整体性，并为功能的升级和扩展留有空间。整体框架、系统接口以及相应的系统设备应留有充足的可扩充余地。* 系统网络化设计，技术系统的发展趋势是数字化、网络化、智能化。系统中视频切换台，视音分，TALLY，字幕机及接口板都有网络接口，为系统提供网络化控制，资源共享等功能。3. 规模及配置理念转播车的用途比演播室更为广泛，它既可以作为制作中心，也可以作为一个子系统。从一般节目到大型快节奏、交互性很强的节目，从文体节目的转播录制到新闻事件直播报道，各种不同的节目和使用场合，要求转播车配置灵活、操作简便直观，因而制作应变能力强是整车的重点。本车在设计中，采纳当今国外同类系统大矩阵、大切换台的配置理念。切换台通道要多，在条件允许的情况下路数愈多愈好，以便对更多的节目信号进行切换。切换台基本用于现场制作，要求直观且易操作，通常两级M/E的台子已够用。配备大型矩阵、大型跳线排和充裕的输入/输出接口，完善信号调度功能，不但便于转播车内部信号录制，而且便于外来信号输入及给周边工作区提供指定信号，增强节目信息吞吐能力。系统可以增容：本车打破了传统转播车的讯道概念，除了配备8台固定摄像机外，还可外接1~8路摄像机或其它外来视频信号，另外还配备了两台采用COFDM技术的数字微波摄像机。用帧同步机进行开环锁相以支持外部信号。它还可以方便地与其他系统联动，在整个系统设计上留有余地。三 系统设计及设备配置从系统的功能模块上分类，我们可以把系统分为视频，音频，同步，通话，TALLY，电源等六个系统。系统设计的好坏直接决定系统的实用性和安全可靠性。在系统中我们尽量精简中间环节，以减少由此产生的信号衰减、故障点、功耗和发热。1. 视频系统系统特点：切换台的数字化是演播室数字化的关键所在。目前，数字切换台无论在外观、操作还是内部框架结构上，均与传统的模拟切换台相似，不同之处在于：切换台和计算机技术相结合起来，实现了联网操作。其输入的SDI接口不再与控制面板按钮一一对应，而是由菜单设置其对应关系；输入的视频信号与键信号也不再区分，可接入任一路SDI输入口。数字切换台具有强大的设置菜单，可对制式、格式、宽高比、各种键及特技等在内的几乎所有参数进行设置。以下是数字切换台的选型原则：* 采用串行数字分量电视信号格式；* 保证足够的直接切换的信号源；* 至少要有两级M/E，一级PGM/PST；* 有两个下游键（两种字幕叠加或主、备字幕机）；* 可以存储某些特技效果；* 运行可靠性高，最好有备份电源系统；* 各信号源之间的自动同步；* 能进行软件操作，保证在面板失灵时，软件能代替面板进行正 常的切换操作。目前，各种大、中、小型的数字切换台和特技机有很多种，SONY的DVS系列、PHILIPS的DD系列、泰克公司的GVG系列、THOMSON的TTV系列，还有UTAH、ABEKAS、SNELL等公司都纷纷推出各自的产品，切换台的选型不仅要考虑演播室的节目制作类别和容量，还应考虑后期节目制作功能的兼顾，以充分发挥作用。本车视频系统采用全数字分量信号，选用码率为270Mbps的串行数字分量格式构成视频系统。视频切换系统：采用了由飞利浦公司的DD-35型数字分量切换台，具有36路SDI输入，采用10bit量化处理，并具有各种控制接口及协议来与各种设备相连。应急切换及信号分配采用Quartz的32×16路数字矩阵。我们运用双中心方式，即以切换台为中心组成直播通路，以矩阵为中心组成录像、检测、数字应急视频信号通路。它们均由数字设备组成。在数字系统出现故障时，有一条模拟应急通道对模拟信号进行应急处理，以保证直播顺利进行。直播通道的信号流向是：CCU输出的信号进A/D，经数字切换台输出的PGM信号进入D/A后送到微波。录像时，切换台的PGM信号直接送到数字矩阵，经选切后送到4通道数字硬盘录像机和磁带录像机内进行记录。有三个硬盘通道可通过矩阵选择不同的输入信号，在体育转播时可同时记录三个不同摄像机的信号，回放时就有3个不同角度机位的慢动作镜头，插播片头和广告也用硬盘。磁带录像机只承担录像任务。一路矩阵输出作为数字通道的应急切换，一路矩阵输出信号送技监进行检测。在信号通路中较多地采用了跳线，增加了系统的灵活性和安全性。2． 摄像机系统摄像机是前期信号的采集设备，在视频系统中占有很重要的位置。目前，市场可供选择的数字摄像机型号很多，各大厂家高级摄像机都采用12bit模数转换，在信号处理上采用16bit以上的数据处理，保证了更精确的伽马、拐点、轮廓校正。另外，转播车摄像机所用电缆长度最好不超过300m，超过时应用光纤，接插件要采用镀金措施，防止辐射。摄像机质量直接决定演播室的节目技术质量，因此，需慎重考虑性能、价格和需求。本车使用池上Ikegami公司的HK388的12bit量化处理的全数字摄像机（包括三台光纤座机，两台光纤便携式，两台同轴电缆便携式），保证系统的性能稳定和质量，为了提高节目摄制的灵活性，配置了2台COFDM技术的无线摄像机。3. 音频系统演播室音频系统包括声音接收装置、音频信号传输装置、音频信号编辑处理装置、扬声器等。广播音频将音频取样频率规定为44.1KHz或48KHz。而AES（美国音频工程师学会）/EBU（欧洲广播联盟）建议采样频率为48KHz，这样做除了能够得到高质量的数字音频信号外，也使得音频采样与视频频率之间具有简单的换算关系。有利于解决音频信号与视频信号之间的同步问题。对音频设备选型的原则是 满足各类节目的制作要求； 适应现代音乐制作方式；符合演播室数字音频标准。演播室音频标准AES/EBU：* 量化比特16bit~20bit；* 取样频率30KHz~50KHz；* 接口平衡卡侬/音频电缆或BNC/75同轴电缆；* 音频输入电阻110/75；* 声道数量1AEC/2AEC通道=2个/4个模拟声道；* 传输特点AEC音频码流可以嵌入数字视频码流一同传输。本车音频系统：以Panasonic RASAM DA-7数字调音台为核心设备，与周边的数字音频延时器、数字音分、模拟音分、10×1音频电子切换开关等组成数字音频系统。DA-7数字调音台有32路数/模拟音频输入，8编组输出，1对立体声输出。该数字调音台音频处理功能丰富，所有的参数都可以方便的存储和调出。10×1音频电子切换开关可跟随视频切换台同步进行音频切换。该音频系统为开放式设计，可利用音频跳线灵活地进行线路变换，以满足节目制作的各种要求3. 通话系统电视车与现场需要保持紧密联系，这就需要一套通话系统，特别是一些容易被忽视的地方，如灯光、音响、舞台、主持人等。一套好的通话系统能减少很多的麻烦。本车采用TELEX RTS通话系统，配置两个MDA100，通过TELEX612分配矩阵可以使技术之间、导演与现场之间、音响之间的通联相互独立或相联，互不影响。考虑到大型节目和户外转播的需要，配置了MOTOROLA无线通话系统，它可以与TELEX通话系统相连或独立使用，能解决远距离通话的问题，也可以作为有线通话的备份，形成一个有线与无线相接合的通话网络。4. 应急系统应急节目输出切换是必备的，在直播过程中技术人员最担心的就是设备出故障，往往都有这样那样的应急措施。摄像机或视音分、A/D、D/A等辅助设备出故障，一般只影响到局部；作为电视车心脏的切换台一旦出故障，就会影响全车的工作，对此应提供一些应急备份。作为应急备份，选用Quartz 32×16矩阵的第一路输出作为数字应急切换，在导控台设置应急切换面板，考虑到播出时应该带字幕，配置了Miranda Quartet-M-A-75的键控器，万一切换台出故障，我们用应急切换也可以正常工作，而且有字幕，确保了系统的安全性能。5. 接口系统考虑到系统的扩展性及兼容性，节目制作多方面的需要，设计了完善的接口系统。其中包括各种数字、模拟视频、音频信号的输入、输出，4线及2线通话系统相连接口，切换指示控制输入、输出接口，电话、天线网络输入接口等等。我们在设计时考虑到让本车更加开放，在一些大型活动时，有必要两车或多车对接或局部对接。这样我们将全车的视频、音频、同步数字、模拟信号引到了接口板上，使本车可由外部设备锁相并全部或局部用外部设备切换，也可将外部信号由本车进行锁相并切换。6. TALLY系统采用了软件控制的切换指示系统，考虑到广东台节目编导制作习惯，采用了双色指示系统，该系统通过软件控制，可显示相关信号的文字信息，使提示更清晰直观。通过电脑软件可分别设置摄像机、技术区及导控区的切换指示信号。在应急状态下，设计自动转换为应急指示状态。
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