電視臺融媒體演播室的視音頻系統及集成部分設計研究

孫龍濤

（盤錦市融媒體發展中心，遼寧 盤錦 124010）

0 引言

隨著數字化、網絡化和多媒體技術的飛速發展，傳統電視臺正面臨前所未有的挑戰和轉型需求。媒體融合不僅是趨勢，更是一種必然，要求電視臺在內容制作、傳播方式以及技術應用上進行全面改革。融媒體演播室作為順應變革的核心環節，對于提升電視臺的綜合競爭力至關重要。現代視音頻技術的快速發展，為電視臺融媒體演播室的視音頻系統及其集成設計和運作帶來了新的可能性，也提出了更高的要求。如何在保持傳統媒體特色的同時，有效融入最新技術，是研究探索的核心問題。

1 設計方案

以盤錦市融媒體發展中心的融媒體演播室設計項目為例，制訂以下設計方案。

1.1 系統定位與功能模塊

在電視臺融媒體演播室的系統定位與功能模塊設計方面，核心目標是構建一個集成高效、功能全面的高清演播環境。此系統以3G-SDI 為核心架構，支持傳輸高帶寬信號，確保內容的無損處理與傳輸。融媒體演播室的系統定位與功能模塊如圖1 所示。

圖1 融媒體演播室的系統定位與功能模塊

功能模塊主要包括控制系統、遠程操作系統、Tally 系統、高清晰度音頻系統、視頻系統及同步系統。控制系統負責整個演播室設備的統一調度與管理。遠程操作系統支持在不同地點對演播室進行控制，增強靈活性與應急響應能力。Tally 系統能夠處理和轉換各種視頻格式，適應不同傳輸與存儲需求，支持實時圖像合成、特效生成等。高清晰度音頻系統包括多通道麥克風和高保真音頻處理器，支持多通道音頻采集與處理。視頻系統包括高清訊道攝像機、高清多格式切換臺和高分辨率的圖像處理設備，支持高分辨率視頻采集、編輯與播出。同步系統用于保障音視頻內容同步，避免延遲或失步。

1.2 視頻與音頻系統要求

視頻與音頻系統在電視臺融媒體演播室設計中占據核心地位，尤其在滿足高清制作需求方面。視頻系統應確保動態范圍符合混合對數伽馬（Hybrid Log-Gamma，HLG）格式要求，以提供更廣闊的亮度范圍和更豐富的色彩細節。同時，系統必須支持至少50 P 的幀率，并能兼容60 P 的幀率，以適應多樣化的節目制作需求。此外，視頻系統需要達到1 920×1 080 的高清分辨率，并符合BT.709 色域標準，以確保圖像的色彩真實性和視覺沖擊力[1]。

音頻系統方面，要求包括多通道麥克風輸入和具有高保真度的音頻處理器，以支持復雜的音頻采集和處理需求。系統應具備高級音頻混音功能，涉及多通道音頻接口、高品質前置放大器、數字音頻工作站（Digital Audio Workstation，DAW）的配置，能處理多種音頻格式，并支持環繞聲和3D 音效處理，能夠為觀眾提供沉浸式的聽覺體驗。此外，音頻同步技術也是關鍵，應確保音視頻同步精準，避免出現音畫不同步問題。

1.3 運行模式與操作流程

在電視臺融媒體演播室的運行模式與操作流程設計中，核心是確保系統能夠穩定運行[2]。運行模式主要圍繞高清軟件無線電（High Definition Software Defined Radio，HDSDR），要求系統能夠靈活切換并處理不同分辨率和動態范圍的內容。操作流程設計強調自動化和集成化，以提升演播室的工作效率和響應速度。具體而言，系統需要集成先進的高清視頻音頻處理器，支持實時信號處理、混音和圖像合成。操作臺設計應簡潔直觀，配備多畫面顯示器和高級控制軟件，以便導播和技術人員快速響應節目制作需求。遠程控制和監控系統也是關鍵，應允許技術人員在不同地點對演播室進行實時監控和管理，增強系統的靈活性和應急響應能力。同時，系統需要支持多平臺內容發布，包括傳統廣播、網絡直播、社交媒體，以適應多元化的傳播渠道。

2 設計實施

2.1 視頻系統設計

電視臺融媒體演播室的視頻系統設計至關重要，尤其在處理高清內容方面。在案例項目中，視頻系統的核心設備包括6 套高清攝像機和1 套一體化廣播級云臺攝像機，確保圖像捕捉的高清晰度和專業性；配備4 臺硬盤錄像機和相機，用于存儲內容和輔助拍攝；配備無軌虛擬高清演播合成系統和3 套混合現實有軌跟蹤演播系統，用于提升節目的視覺效果，增強觀眾的沉浸感。同時，為了滿足未來升級和擴展的需求，可以布設2 套機動攝像信道，支持接入多種信號源和外接設備[3]。

2.2 信號源設計

電視臺融媒體演播室的信號源設計對于滿足高清制作需求至關重要，應確保能夠高效處理各種格式的信號。在案例項目中，信號源設計旨在保障演播室系統結構的穩定性。首先，采用 “6+1” 模式設計信道規模，組合一體化高清云臺攝像機和6 套高清攝像機，增強演播室的靈活性和響應速度。其次，系統內部布設包裝圖文在線視頻字幕系統模塊，支持直播節目的字幕制作和在線包裝功能，提升節目的視覺效果和信息傳遞能力[4]。再次，通過布置混合式有軌跟蹤演播系統，提高節目制作的多樣性和創新性。最后，在視頻系統的構建過程中，設計8 通道的格式處理裝置。其中：2 個內部通道用于轉換各種節目的輸入輸出信號，滿足格式轉換需求；其余6 個外來信號接收通道用于滿足視頻系統的色彩校正和格式處理要求，確保圖像質量和色彩準確。

2.3 切換設備

切換設備的設計關鍵在于確保高效、靈活的信號處理能力，特別在處理高清內容方面。首先，布設一臺高清切換臺裝置，作為電視臺相關節目日常切換與制作的主要設備。其次，配備2 臺高清切換臺，每臺裝置的3G-SDI 信號接入接口數量超過16 路，一臺外部布設于飛行箱，主要服務于戶外節目錄制，另一臺則安裝在演播室內，作為備用裝置，以應對各種突發情況。最后，在全程高清模式下，每級切換臺配備至少4 個鍵位，并基于系統結構布設不少于8 通道的動態視頻存儲裝置，以保證節目制作的多樣性和靈活性。

2.4 監控系統設計

在電視臺融媒體演播室設計項目中，監控系統設計至關重要，不僅要保障演播室正常運行，還應確保節目質量和制作安全。首先，可通過配置多臺多畫面16 通道分割裝置，滿足12 塊不同監控大屏的監控需求，實現多角度、多場景的實時監控。其次，布設高性能監視器，確保能夠同步監控多種演播畫面，增強監控系統的全面性和實時性。最后，配備廣播級高性能監視器，用于顯示各個分區演播設備的信號質量及運行狀態，確保技術監控的準確性和及時性。在工位監看區域布設的常規型監視器，主要用于監控外來信號與延時信號，增強對節目播出過程的控制能力。

2.5 通道設計

電視臺融媒體演播室的通道設計是確保信號高效傳輸和處理的關鍵環節，涉及多通道信號處理，包括視頻和音頻信號的接收、轉換、分配和輸出。首先，通道設計必須支持高帶寬的3G-SDI，以適應高清內容的要求。每個通道應具備從信號捕捉、轉碼到分發的完整處理能力，確保信號的穩定性和可靠性。其次，在視頻通道方面，設計應包括多路視頻輸入和輸出通道，支持多格式視頻信號的接入和處理，如從標準清晰度（Standard Definition，SD）到高清晰度（High Definition，HD）[5]。同時，通道設計還應考慮視頻信號的實時處理需求，如實時圖像合成、色彩校正和格式轉換。最后，音頻通道設計需要考慮多通道音頻信號的捕捉、混音和輸出，包括數字音頻混音臺的多通道輸入和輸出，以及音頻信號的數字化處理和分發。此外，音頻通道設計還需要支持高質量的音頻信號同步和處理，保障音視頻內容能夠同步。為了提高通道設計的靈活性和擴展性，系統應支持模塊化的信號處理和路由配置，允許根據不同的制作需求靈活配置通道。通道設計應考慮系統的冗余和備份機制，確保在關鍵設備故障時能夠快速切換，保證演播室持續運行。

2.6 音頻系統

電視臺融媒體演播室的音頻系統設計關鍵在于實現高保真、多通道、靈活的音頻處理。首先，核心設備包括多通道數字音頻控制臺，支持高動態范圍處理和多格式音頻處理，確保音頻信號的清晰 度。此外，應集成先進的音頻處理器和音效生成器，支持環繞聲和3D 音效處理，提供沉浸式聽覺體驗。其次，在音頻信號采集方面，應配備多種高品質麥克風，包括無線麥克風、領夾式麥克風和槍式麥克風，以適應不同的錄音環境和需求。此外，音頻系統還包括DAW，用于實現音頻編輯、混音、特效添加等后期處理功能。為了確保音頻同步精準，可采用高級音視頻同步技術，避免音畫不同步問題。同時，音頻監控設備，如專業監聽音箱和耳機，用于實時監控音頻質量。最后，考慮到信號的路由和分配，可通過數字音頻網絡技術實現靈活的信號管理和分發，確保音頻信號在演播室內部的高效傳輸。

3 結語

打造高效、智能、互動的現代化媒體播出環境，是當前電視臺融媒體演播室視音頻系統及集成部分設計的重要目標。研究通過具體實例，詳細探討了視頻系統設計、信號源設計、監控系統設計、通道設計以及音頻系統等關鍵環節的實施策略，以期為電視臺未來的技術升級和內容創新提供參考。