湖南廣播電視臺高清電視轉播車群的設計

李 萍，曾 杜

（湖南廣播電視臺，湖南 長沙，410003）

1 前言

湖南廣播電視臺的高清系統建設起步于2006年，第一個高清電視制作系統是一輛16訊道高清電視轉播車。16訊道高清電視轉播車設計要求滿足BOB（北京奧林匹克轉播）標準的B類車規范，并參加2008年北京奧運會馬術比賽（賽場位于香港）的電視轉播。湖南廣電技術團隊從設計第一輛高清電視轉播車開始，就有一個清晰的設計思想，即根據國際領先的高清電視技術的應用，前瞻性地制定每個系統的設計方案，使每個系統滿足不同場合、規模的轉播需要，既可以獨立運用，又可以組建成超大規模的轉播車群，協同工作、完整一體。依照這個設計思想，2007年建設了一輛5.1CH音頻車、2輛衛星車；2008年改造了一輛8訊道高清電視轉播車；2010年正在設計建設一輛10訊道高清電視轉播車，輔以多臺整備車、電瓶工具車，逐步形成了一個功能完整、超大型規模的高清電視轉播車集群。

本文通過對湖南廣播電視臺高清電視轉播車群的16訊道、8訊道和10訊道車的功能設計、設備選型、多車級聯等技術特點的闡述，對高清電視轉播車群集中體現的統一規劃、突出個性的設計特點進行技術探討。

2 高清電視轉播車群的總體規劃

2.1 高清電視轉播車群的系統功能劃分

轉播車群的設計規劃是基于系統的功能定位，說到底就是為了滿足節目制作的需要。我們規劃的高清電視轉播車群擔負的主要任務是湖南衛視和經視等地面頻道大型節目的高清直播和錄制。湖南衛視的節目制作具有兩方面的特點：一方面，以大量的娛樂類自辦節目播出為主，每天播出兩檔綜藝類自辦大型節目，全年約600場次，除去演播室的工作量，轉播車群全年約擔負300場次；另一方面，節目創新快、形式變化多、錄制靈活性大，此外，還經常承接大型國際賽事和項目的轉播工作。

針對以上目標和節目生產需求，我們在高清電視轉播車群設計規劃上有如下功能定位：

a. 國際化的節目制作——大型體育和項目類節目直播和錄制，積累國際轉播的經驗，加強對外交流與合作；

b. 節目規模大——要求系統訊道足夠，系統規模要匹配，具有擴展能力；

c. 節目創新快——要求系統中心制作設備功能強大，并配備特種設備，有一定的前瞻性；

d. 衛視頻道高清制作和地面頻道標清制作——要求兼顧高標清制作。

在認真分析湖南衛視及湖南廣播電視臺其他節目需求的前提下，同時，綜合考慮國際各大轉播公司高清電視轉播車規范，我們確定的湖南廣播電視臺高清轉播車群的規劃是：

（1）16訊道高清電視轉播車

作為主要的前期轉播系統，具備完成國際一般體育賽事、大型活動的高清電視直播和錄制能力；作為常規制作系統，充當移動的大型演播室高清電視中心制作系統，特別是具有滿足湖南衛視綜藝節目環節復雜、實時特技高要求的制作能力，可完成室外季節性節目的錄制制作任務；在更高訊道要求的節目制作條件下，作為主車能夠與8訊道高清電視轉播車、10訊道高清電視轉播車、C波段數字衛星直播車等級聯，形成超大規模的高清電視制作系統，完成國際大型體育賽事和超大規模活動的直播與錄制。

（2）8訊道高清電視轉播車

具備獨立完成國內大中型社會活動、一般體育賽事、綜合文藝節目的現場高清電視直播和錄制的各項任務；能夠以高清電視制作為內核，承擔標清電視制作任務。

（3）10訊道高清電視轉播車

具備獨立完成國內大型體育賽事、大型綜藝節目的現場高清電視直播和錄制的各項任務；與8訊道高清電視轉播車、16訊道高清電視轉播車形成規模遞進，滿足國內外高清電視節目制作的需要。

2.2 高清電視轉播車群主體設備的選型設計

對于主體設備的選型，我們堅持品牌的一致性，主要是基于以下的原因：

（1）技術指標因素，同品牌同系列的主體設備，在多系統的級聯及設備跨系統調用時能夠方便做到信號技術指標一致；

（2）安全因素，各系統的主體設備可以同品牌備份，使各系統的設備安全性大大提高；

（3）資金節約因素，多系統的大批量設備集中采購，使爭取設備廠商較大的商務優惠成為可能；同時，對于攝像機、錄像機等設備，系統集成規模做足，但是在實際采購時，差額配置，設備可以在各系統之間調用，提高設備的使用率，節省設備資金投入；

（4）人員培訓因素，從標清到高清的轉換過程中，湖南廣播電視臺的節目生產量一直維持高位，對于技術人員的新設備使用和維護培訓是一個工作量很大的細致工作，主體設備的同品牌同系列甚至同型號，可以大大地減少高清電視設備的培訓工作量，同時，技術人員在各系統中相互調用，可以極大地提高設備和人員工作效率。

經過周密的調研和考量，我們把主體設備的品牌確定如下：

a. 切換臺：SONY公司MVS-8000系列；

b. 攝像機：SONY公司HDC-1580系列；

c. 錄像機：SONY公司HDCAM格式錄像機或松下公司HD D5格式錄像機；

d. 顯示設備：HD/SD信號經多畫面分割器轉成DVI信號至顯示屏；

e. 周邊設備：Miranda公司系列產品，可以實現總臺級別的集中監測監控；

f. 通話系統：CLEARCOM公司Eclipse-PiCoZ通話矩陣；

g. 字幕機：新奧特公司神筆A9。

3 高清電視轉播車的技術特點

高清電視轉播車在信號鏈路上，一路由信號源（攝像機、錄像機、字幕機、外來信號、話筒）進入切換臺，進行切換、疊加字幕、特技制作；一路由信號源（攝像機、錄像機、字幕機、外來信號）進入視頻矩陣，進行信號調度，包括顯示監視、技術檢測、應急備份等；切換臺主節目輸出與應急矩陣輸出的備份信號經應急倒換開關后，進行加嵌、分配等處理，輸出到錄像機進行錄制。

湖南廣播電視臺高清電視轉播車群在各車功能統一規劃的前提下，恰到好處地對各轉播車進行了獨具匠心的車體布局和資源匹配，使整個高清電視轉播車群在統一規劃的基礎上，彰顯鮮明的個性特征。高清電視轉播車信號鏈路簡化流程如圖1所示。

3.1 16訊道高清電視轉播車

對于車體拖掛結構，廂體采用雙側拉方式，分音頻區、第一制作區、第二制作區、技術區四個分區，各區之間有活動隔斷，每個區域既可以獨立封閉工作，也可以敞開成一個大區域工作。全車滿足制作團隊22個工位。第一制作區側拉廂，采用監視墻和第一排工位下沉式的設計以及呈弧形布局的大監視墻，有效地照顧了后排的視線，使整個區域布局清晰，工作環境舒適，如圖2所示。各顯示器信號源通過矩陣靈活調度，實現源名跟隨，可以根據不同的節目、不同的制作團隊靈活設置各路顯示信號。

主監視墻采用窄邊的電腦顯示屏，不僅滿足高清分辨率的顯示要求，而且美觀、大氣，大大降低了設備投資成本。3級ME切換臺、主副雙面板配置，主備雙調音臺，不僅提高了系統的靈活性和安全性，而且大大擴展了系統的制作能力，第一制作區和第二制作區可以同時制作兩套內容不同的電視節目。系統配備高速攝像機2套SONY HDC-3300，魚竿攝像機1套POLECAM 72X-HD-ICO，2臺高速EVS，1臺標速EVS，帶PF功能的88倍箱式鏡頭2個，101倍1個。此外，系統具備5.1環繞立體聲音頻制作能力。

3.2 8訊道高清電視轉播車

車體采用直掛式，無側拉廂結構，高效利用空間，設計緊湊，使用靈活，適合道路條件不良、環境空間較狹小的場地，滿足制作團隊10人的工位要求，如圖3所示。利用湖南衛視經濟頻道原BAF轉播車車體，保留原車的供電系統和空調系統，配備UPS電源，改造機架布局，節省了資金投入。

集成緊湊優化，布局簡潔明快，系統功能齊全。切換臺選擇2.5級ME特技切換臺，攝像機以8訊道固定配置。針對湖南衛視節目制作中，大屏幕使用靈活多樣的特點，一方面設計豐富的格式轉換接口，兼顧高、標清電視節目制作，另一方面，簡便的可編程矩陣控制方式，配備靈活的矩陣面板，實現信號的靈活調度和現場屏幕信號切換。

3.3 10訊道高清電視轉播車

車體采用直掛式，單側拉箱體結構，滿足制作團隊16人的工位要求，如圖4所示。系統功能強大且車體機動靈活。配置2.5級ME切換臺，每級ME內置4通道特技功能，每級不少于2個全功能鍵，幀存容量大于1 000幀。集成設計10訊道，實際配置8訊道。配置64×64高標清自適應視頻矩陣，4路多格式轉換器，4路幀同步接口，滿足靈活的信號調度和系統擴展。

硬盤錄放通道6路，一方面豐富了現場節目的特殊信號的錄制能力，另一方面為切換臺提供三維的鍵通道，將包裝工作室預先制作的三維場景、三維物件與現場節目合成，豐富了節目畫面的表現手段。系統具備5.1環繞立體聲音頻制作能力。

4 高清電視轉播車群級聯的新理念

湖南廣播電視臺高清電視轉播車群的級聯有別于傳統單純的僅提供視頻信號的轉播車級聯，具有國際領先的網絡控制、全盤接管的新理念：以同種攝像機、切換臺和矩陣組合，實現系統的一致性和可擴展性；以Clear-Com通話矩陣為通訊核心，實現高清電視轉播車群通訊的統一；以VSM為控制核心，實現高清電視轉播車群控制的統一。

4.1 VSM（The Virtual Studio Managers）的功能特點

VSM以虛擬矩陣的方式，將控制體系內的所有物理層設備簡單化為虛擬的輸入和輸出端口，不問信號類型（視頻、音頻），將端口信號一一對應到虛擬矩陣中，甚至在設備中可能并無物理端口，比如切換臺的幀存、彩底、黑底、虛擬源名等，這些在切換臺內部處理中的信號也可以虛擬為一個輸入或一個輸出，虛擬矩陣的規模達到5 000×5 000的規模，如圖5所示，所有的源名及TALLY控制也都由VSM產生。

VSM通過網絡交換機把主備服務器、VSM控制面板、VSM源名顯示單元、VSM控制協議轉換單元、GPIO控制單元和電視系統設備以TCP/IP的協議或轉換成422、232協議連接起來，統一分配好IP地址及ID號，就能實現系統的控制了。如：對SONY設備的控制是通過TCP/IP協議來實現與SONY的控制體系S-BUS的連接，實現對矩陣和切換臺ME及AUX母線的切換控制。VSM接收來自于SONY切換臺或視頻矩陣等的指令再轉發指令給分割器和CCU等設備實現多色的TALLY控制，VSM能根據需要提供動態或靜態源名給切換臺、視音頻矩陣及分割器等，從而實現源名跟隨。

在進行轉播車群的級聯時，對于控制部分就只是VSM的CONFIGURATION的大小問題，物理連接只需要一根網線，這個CONFIGURATION是可以提前就可以做好的，當然它是需要有一個整體的前瞻設計的，把不同的系統提前做好統一的IP和ID規劃，這樣就能輕松實現系統的級聯，而又不影響它作為一個獨立系統時的使用控制，總之，這是一個系統工程，VSM系統是這個系統工程的控制核心，也是區別于以往傳統級聯的關鍵所在。

4.2 高清電視轉播車群級聯實例

傳統的轉播車系統的級聯，一般來說以二級切換的形式來達到，即將轉播車的信號經本系統的切換臺制作之后，從轉播車PGM信號作為主轉播車的一路外來信號，與主車系統的其他信號源再進行二級切換制作。主、從轉播車使用各自系統的TALLY提示和信號源名。但是在湖南廣播電視臺高清電視轉播車群級聯中，遠不止這樣功能單一，下面以16訊道車（主轉播車）和8訊道車（從轉播車）級聯為例進行說明。

將從轉播車（8訊道）的所有訊道信號源接入主轉播車（16訊道）系統，24路信號源全部進入主切換臺，構成一個龐大的訊道系統，進行切換制作。同時，主轉播車的所有訊道的信號源也可以輸入到從轉播車，從車的切換臺可以作為主系統的備份，如圖6所示。通過主轉播車136×128大型矩陣，調度主顯示墻各顯示器信號源，將所有24個訊道及放像機信號合理布局，獨立顯示，并實現信號源名跟隨，供導播監看、掌控。

從轉播車以主轉播車的同步信號采用外同步工作模式，實現兩車信號的同步。通話系統級聯成統一的整體，將16訊道高清車上兩個Clear-Com 32×32的Eclipse全雙工數字通話矩陣與8訊道高清車上一個32×32的Eclipse通話矩陣級聯，構成了一個64×64的龐大通話系統，實現級聯工作時兩車的通話面板、攝像機、現場導演等之間的點對點的精確通聯。

對于VSM系統通過一根網線就實現兩個轉播車系統級聯的控制統一，如圖7所示。在級聯實施中分為三個層面解決切換、源名、TALLY等相關控制要素：

（1） 編制IP地址，編制整個轉播車群設備各信號源、各端口的IP地址碼，使設備之間IP不相互沖突，信號源名、TALLY信號與IP地址對應。

（2）確定信號源名，主顯示墻是畫面分割器+IT屏的顯示方式，其信號源與矩陣的輸出相對應的，在通過矩陣設置顯示墻各顯示器的信號源時，其源名就會跟隨矩陣的切換而發生源名的改變，實現動態源名跟隨。

（3）TALLY指示， 攝像機CCU的是通過GPI的方式進行TALLY驅動的，VSM通過GPIO-BOX實現對TALLY驅動的轉換；而且，VSM中有相關的部分專門設置GPIO的對應關系，TALLY源可以是不同的切換臺、矩陣，這樣就輕松解決以前很難解決的應急TALLY和雙色TALLY等問題，只需在軟件上進行簡單操作就可以任意改變TALLY的對應關系。

5 結束語

湖南廣播電視臺自2007年開始進行高清電視系統改造，至今逐步形成了1輛16訊道高清電視轉播車，1輛8訊道高清轉播車，1輛10訊道高清轉播車（設計建設中）等為主體的高清電視轉播車群的規模。曾有同業者說，當今世界缺乏的不是技術而是技術應用，而推動技術應用的原始動力是創新生產和規劃設計。2006年當湖南廣播電視臺開始規劃高清電視轉播車系統時，國內電視制作領域很少有人認識高清，時至2009年9月28日，當湖南衛視作為全國第一批高標清同播的電視頻道播出時，還有相當多的電視臺才剛剛開始理解高清，由此我們深感創新和規劃的難能可貴。同時，應該看到的是，在電視技術從業人員專業素質的培養和提高、電視技術專業化操作規范的形成等方面，我們與國際電視制作水平還存在差距。先進的系統裝備、專業的技術素養、規范的技術流程，是所有電視工作者努力的目標。