郭平

一、引言

電視呈像和傳播技術發(fā)展經(jīng)歷了從模擬到標清、高清，再到4K/8K超高清的發(fā)展歷程。黨的十九屆五中全會中明確指出要“推進媒體深度融合，實施全媒體傳播工程，做強新型主流媒體”，就必須以新技術為支撐和引領。國家廣電總局在全國廣播電視十四五發(fā)展規(guī)劃中要求加快電視高清化發(fā)展，積極布局4K/8K超高清技術。武漢市著力打造“五個中心”，加快建設國家中心城市和國際化大都市，這都要求武漢廣播電視臺必須打造與城市發(fā)展相匹配的區(qū)域新型主流媒體，以一流的媒體技術宣傳武漢城市新形象。目前，各地廣電媒體都在積極部署和實施4K超高清電視節(jié)目制作，策劃建造4K超高清轉(zhuǎn)播車、演播廳、后期制作網(wǎng)、播出系統(tǒng)等，央視、廣東廣播電視臺等開播了4K超高清電視試驗頻道。武漢廣播電視臺當前技術發(fā)展的一項緊迫而重要的任務是全頻道高清化及建設4K頻道、制作和播出系統(tǒng)，這也是搶占行業(yè)發(fā)展制高點的新要求。

武漢廣播電視臺400㎡融媒體4K超高清新聞演播廳技術改造符合以下幾個條件：一是4K超高清設備技術標準已經(jīng)頒布，設備性能趨于穩(wěn)定，條件相對成熟；二是高清設備經(jīng)過市場檢驗，性價比最優(yōu)，可節(jié)約改造成本；三是該廳原標清系統(tǒng)核心設備出現(xiàn)老化，安全播出存在重大隱患。四是雖然我臺暫時沒有4K頻道，考慮技術建設的前瞻性，以及未來發(fā)展4K提前儲備知識和人才；五是臺領導全力推動技術改造升級作為臺事業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術引領的內(nèi)在驅(qū)動，綜上所述該廳高清化改造恰逢其時。

二、演播廳建設技術策略

臺400㎡演播廳原是2007年建設的4機位標清視音頻系統(tǒng)，使用近12年設備老化嚴重。2019年是國家廣電總局要求電視頻道高清化改造的節(jié)點，也是武漢舉辦世界軍人運動會的年份。雖然比全國其它城市臺改造時間相對偏晚，但是具備后發(fā)優(yōu)勢。項目組認為該廳僅配置5個訊道，沒有轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)龐大、復雜，采用4K 12G基帶信號作為核心設備標準在性價比方面比較有優(yōu)勢，沒有選擇4K IP架構的設計方案。系統(tǒng)總體架構采用高清兼容4K 12G標準，配置5訊道日本Sony 4300 4K HDR型號攝像機，切換臺是Sony XVS-6000，選用美國PESA 72＊72路大規(guī)模視頻矩陣。核心設備具備4K信號制作能力，日常節(jié)目制作按照高清標準送播出機房、回采至后期制作網(wǎng)，同時可錄制4K標準的節(jié)目。

三、演播廳應用特點與設計原則

該廳是新聞頻道各欄目高清制作播出的重要場地，優(yōu)先考慮原則是在演播廳現(xiàn)有環(huán)境下實現(xiàn)安全播出?！皩蛄⑴_、新聞立臺”已經(jīng)成為城市電視臺的運作策略，系統(tǒng)設計著力突破傳統(tǒng)媒體的思維框架，融合互聯(lián)網(wǎng)技術、突出融媒體的設計理念；并依托“中央廚房”融媒體新聞生產(chǎn)平臺，強化與微信、微博、APP、掌上武漢、見微等互動體驗，做到節(jié)目直播的同時快速推送到有關新媒體平臺與用戶進行多終端實時互動；創(chuàng)新播報形態(tài)，充分利用演播廳多場景、多空間、背景大屏、虛擬植入系統(tǒng)、大屏包裝系統(tǒng)、在線包裝系統(tǒng)、互動觸摸點評系統(tǒng)、吊軌機器人系統(tǒng)、4G多視窗連線等新技術，呈現(xiàn)更立體、更豐富的節(jié)目互動形態(tài)，提高節(jié)目的觀賞性、增加節(jié)目的靈動性。

1、安全、可靠性原則：直播及準直播是該廳主要新聞類節(jié)目的制作方式，安全策略是優(yōu)先考慮的因素。系統(tǒng)要求設計簡單、運行穩(wěn)定可靠、具備冗余和備份、維護管理方便。有可靠性高的主、備通道，無單一崩潰點；有結構簡捷、操作迅速的應急方案。

2、空間實用性原則：該廳號稱400㎡，實際有效使用空間只有200㎡。如何充分利用空間，讓演播廳發(fā)揮更大作用。項目組征求各種設計方案，確定可以伸縮的活動地臺，可旋轉(zhuǎn)主播桌，可自由移動拼接的三塊LED大屏，帶地面滑軌的103寸等離子屏，以及空中吊軌機器人，充分利用動態(tài)背景最大變化展現(xiàn)演播廳的環(huán)境。采用電動升降綠幕的方式設置了虛擬摳像區(qū)域，可以實現(xiàn)拍攝背景虛實結合。還在演播廳北面設計了多個新媒體制作工位，為節(jié)目提供更多樣化制作的環(huán)境。

3、高清播出原則：新聞頻道是高清頻道，演播廳系統(tǒng)設計確立高清制作播出原則，同時兼顧4K的制作，實現(xiàn)高清/4K兼容。

四、演播廳的總體要求及各系統(tǒng)具體要求

1、總體要求：系統(tǒng)為五個訊道，核心采用4K超高清切換臺+矩陣，矩陣作為切換臺的備份和信號調(diào)度中心，雙PGM通道，主備二選一/加嵌/分配，無單一崩潰點。新增吊裝軌道機器人系統(tǒng)，具有完善的應急方案和備用應急方案。音頻系統(tǒng)主、備調(diào)音臺均采用數(shù)字信號，雙二選一音頻應急切換開關。配備3臺松下Panasonic P2卡錄像機（1放2錄），3臺BMD高清硬盤錄像機（其中1臺是4K信號），1臺艾迪普CG ONE高清字幕機，2臺維斯Vizrt在線包裝工作站，2臺維斯Vizrt大屏包裝工作站，信號互為備份。

2、視頻系統(tǒng)：視頻信號以切換臺為制作核心，日常直錄播節(jié)目為高清格式，分辨率為1920×1080，畫面寬高比16：9，幀率為50，逐行或2：1隔行掃描，隔行50場，逐行24幀；同時系統(tǒng)也可選擇4K信號，使用SMPTE 2110系列標準的4K HDR制作，采用分辨率為3840×2160，幀率為50，逐行掃描，通過上下變換兼容高清信號的輸入和輸出。5臺訊道機其中2臺佳能CANON 14倍4K廣角鏡頭，3臺佳能CANON 18倍4K標準鏡頭；承托設備1臺昭特吊軌機器人云臺，另外4臺意大利加通尼CARTONI氣壓升降云臺。（見視頻系統(tǒng)框圖）

3、應急系統(tǒng)：采用切換臺加調(diào)度矩陣的方式作為應急備份系統(tǒng)，通過視頻主、備二選一開關切換至備路矩陣系統(tǒng)。矩陣應急時可以疊加字幕，通過下游鍵控器實現(xiàn)，從系統(tǒng)設計角度有力確保新聞直播的安全。

4、視頻監(jiān)看：系統(tǒng)監(jiān)視墻配置12塊Sony OLED kd-55寸監(jiān)看大屏，滿足所有接入信號、主要輸出信號的監(jiān)視。監(jiān)看信號達到64路，畫面分割布局合理，其中 PVW、PGM等主要信號應急時也能正常監(jiān)看。為方便內(nèi)場主持人監(jiān)看配置一塊Sony OLED kd-85寸大屏。

5、切換臺及矩陣：切換臺選用Sony XVS-6000，使用處理器實現(xiàn)4K和高清雙格式制作，40路高清輸入，8路高清輸出，6路4K-12G輸入，6路4K-12G輸出，2級M/E，有4路以上全功能鍵、開窗等常規(guī)功能，高清和4K通過不同M/E可以做到同步輸出。PESA Fusion 4K多格式視頻矩陣，72*72路輸入輸出，輕松實現(xiàn)4K（4線3G、12G）、3G直接任意轉(zhuǎn)換。

6、同步系統(tǒng)：主備同步機采用日本Leader同步機加自動倒換器的方式，提供數(shù)字音頻系統(tǒng)的同步信號及Wordclock數(shù)據(jù)時鐘同步信號。

7、音頻系統(tǒng)：主調(diào)音臺配置一臺瑞士STUDER OnAir3000，操作面板可以模塊化安裝；備用調(diào)音臺采用一臺英國聲藝Soundcraft Si EXPRESSION，體積小巧，直接放入機柜。主要鏈路均為數(shù)字信號，雙二選一開關設計，監(jiān)聽音箱主備配置，立體聲系統(tǒng)。主持人話筒采用美國舒爾SHURE無線領夾話筒，桌面采用德國Schoeps 修普斯播音話筒。（見音頻系統(tǒng)框圖）

視頻系統(tǒng)框圖

8、通話系統(tǒng)：通話系統(tǒng)采用博士RTS矩陣結構系列，4線制。輸入信源包含攝像機、通話面板、通話腰包及電話信號。

9、周邊系統(tǒng)：周邊設備全部采用荷蘭艾崧AXON同一型號機箱，視頻、音頻信號處理板卡為同一品牌。機箱內(nèi)預留30%空間，同時預留相應板卡槽位。將主備路視頻周邊板卡分別安裝在不同的機箱內(nèi)，保證在機箱電源故障時，依然有備份板卡可以正常工作。

10、燈光系統(tǒng)：選用美國ETC element2調(diào)光臺作為主臺，英國zero88燈控臺作為備份。為了控制成本，燈具采用進口和國產(chǎn)燈具搭配方式。26盞飛利浦140瓦PL Profile1 MK11成像燈，38盞星光100瓦LED平板柔光燈，26盞佑圖200瓦LED高效聚光燈，12盞佑圖150瓦LED PAR燈，選用佑圖建設燈光TRUSS吊掛系統(tǒng)。

11、背景大屏系統(tǒng)：安裝了威創(chuàng)2*4共計8塊67寸DLP背投拼接大屏（利舊），一個松下103寸等離子觸摸屏(利舊），三套可旋轉(zhuǎn)總面積10㎡洲明P1.9 LED小間距拼接屏，2套15.6＊1.9總面積近30㎡鐵歌P10 LED貼膜透明屏。本系統(tǒng)難點是為了滿足多種不同分辨率顯示屏的信號統(tǒng)一調(diào)度，確保整體顯示效果，設計主備視頻調(diào)度系統(tǒng)保障整個系統(tǒng)使用安全。

12、吊軌機器人系統(tǒng)：配備了英國昭特SHOTOKU SmartRail吊裝軌道機器人，包含長度達25米U形吊裝滑軌、臺車驅(qū)動系統(tǒng)、三段式升降柱驅(qū)動系統(tǒng)、防碰撞末端停止傳感器和機械制動裝置、帶虛擬VR數(shù)據(jù)輸出，用攝像機位的自動化、智能化多維立體展示演播廳的空間環(huán)境。

五、演播廳的建設亮點

400㎡演播廳系統(tǒng)確定高清制作播出原則，能夠兼顧4K的制作，核心設備如切換臺、信號調(diào)度矩陣、攝像機等均采用市場占有率高、進口一線品牌；周邊一些非核心設備選用國產(chǎn)優(yōu)秀品牌；演播廳燈光也是進口和國產(chǎn)燈具相結合，在設備性能和成本投入當中找到平衡點。該廳建成后在武漢市舉辦世界軍人運動會電視新聞直播中發(fā)揮了重要作用，先后受到各級領導和兄弟電視臺的參觀，獲得一致好評。演播廳2019年10月改造運行，當年是國內(nèi)城市電視臺第一家4K超高清新聞演播廳。該項目建設有幾個亮點：

第一是滿足高清+4K同步制作節(jié)目。演播廳通過4K攝像機、切換臺、矩陣等視頻系統(tǒng)，在高清制作播出的同時可以錄制4K版本的資料保存。第二是吊軌機器人系統(tǒng)。它是目前國內(nèi)最長的吊軌機器人，直軌和彎軌相結合長約25米，上下三節(jié)升降柱，通過智能化程序控制，讓觀眾全方位了解演播廳整體環(huán)境。第三是LED透明玻璃屏。大屏將原有導控室的玻璃背景做了半透明處理，既可以顯示透明的視頻畫面，也可以將控制機房若隱若現(xiàn)，增加演播廳的科技感。第四是舞美環(huán)境多場景設計。為了滿足不同欄目坐播、站播等多種樣態(tài)，按照程序電動控制主播桌、移動地臺，移動103寸屏，三聯(lián)拼接屏都可以呈現(xiàn)多樣造型。旋轉(zhuǎn)樓梯將5樓融媒體新聞生產(chǎn)平臺與4樓演播廳上下融為一體，也是主持人節(jié)目出鏡的備選方案。燈光選用先進LED燈具，所有燈光和場景環(huán)境光通過燈控臺統(tǒng)一控制，滿足不同節(jié)目欄目的需求。第五是包裝系統(tǒng)。除了原有的大屏包裝、在線包裝、觸摸點評等系統(tǒng)，還增加了虛擬植入系統(tǒng)，節(jié)目形式更加豐富多彩。

作為承擔武漢廣播電視臺新聞頻道時政和民生類節(jié)目制作的直、錄播平臺，有《武漢新聞》、《中國時間》、《民生e線》三檔直播節(jié)目，有《長江視點》、《政協(xié)論壇》、《人大視窗》、《城管時間》、《雙語周報》等多檔錄像節(jié)目，獲得良好的收視受眾。2021年3月制作的4K超高清節(jié)目《政協(xié)論壇》獲得中國電影電視技術學會及索尼中國專業(yè)系統(tǒng)集團舉辦第八屆“超高清杯”大賽新聞資訊類唯一三等獎（一、二等獎空缺），檢驗了該廳4K系統(tǒng)信號質(zhì)量能夠滿足技術要求。