張 維

（貴州廣播電視臺(tái)，貴州 貴陽 550002）

1 項(xiàng)目建設(shè)背景

當(dāng)前，融合媒體、超高清電視等新技術(shù)層出不窮，互聯(lián)網(wǎng)已成為信息文化傳播的主陣地和意識(shí)形態(tài)最前沿，廣播電視行業(yè)發(fā)展的重要資源和核心競(jìng)爭(zhēng)力遭受嚴(yán)重削弱。

在當(dāng)前媒體融合競(jìng)爭(zhēng)更為激烈、任務(wù)更為緊迫的時(shí)刻，貴州省《關(guān)于進(jìn)一步推動(dòng)媒體深度融合發(fā)展的總體方案》指出當(dāng)前媒體融合工作已到了向縱深推進(jìn)的關(guān)鍵時(shí)刻，明確提出了到2020 年底貴州省媒體融合發(fā)展的目標(biāo)要求。這是指導(dǎo)貴州廣播電視臺(tái)做好今后一個(gè)時(shí)期媒體融合發(fā)展工作的重要依據(jù)。

在此背景下，貴州廣播電視臺(tái)于2020 年3 月開始建設(shè)超高清（Ultra High Definition，UHD）4K全媒體演播中心。項(xiàng)目于2020 年10 月建成并投入使用。其中，新媒體區(qū)的建成并投入使用，使以往以傳統(tǒng)基帶播出為主的生產(chǎn)端得到了更大擴(kuò)展，能同時(shí)滿足傳統(tǒng)廣播電視節(jié)目與新媒體節(jié)目融合制作的需求，適應(yīng)全媒體環(huán)境下新的融合業(yè)務(wù)技術(shù)開展，為貴州廣播電視臺(tái)深度融合發(fā)展、轉(zhuǎn)型升級(jí)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

2 整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

超高清（4K）全媒體新聞演播系統(tǒng)為演播室集群，包括時(shí)政新聞演播區(qū)技術(shù)系統(tǒng)、民生新聞演播區(qū)技術(shù)系統(tǒng)以及新媒體制作區(qū)技術(shù)系統(tǒng)。各技術(shù)系統(tǒng)可獨(dú)立使用也可級(jí)聯(lián)使用，系統(tǒng)級(jí)聯(lián)時(shí)采用松耦合方式。演播中心新媒體區(qū)俯視圖如圖1 所示。

圖1 演播中心新媒體區(qū)俯視圖

演播中心一層為時(shí)政新聞演播區(qū)和民生新聞演播區(qū)。新媒體區(qū)位于二層，配置2 塊85 寸液晶顯示屏、獨(dú)立燈光控制系統(tǒng)以及落地隔音玻璃，可同時(shí)與其他兩個(gè)區(qū)進(jìn)行直播及節(jié)目制作，互不干擾，配有可升降綠幕，支持虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，AR）在線播出。

2.1 核心切換制作系統(tǒng)

新媒體制作區(qū)的視音頻系統(tǒng)核心切換設(shè)備配置一臺(tái)NewTek TriCaster TC1（以下簡(jiǎn)稱TC1）多功能一體化切換臺(tái)，集切換臺(tái)、調(diào)音臺(tái)及在線包裝功能于一體，適用于現(xiàn)場(chǎng)制作和網(wǎng)絡(luò)流媒體播出。切換臺(tái)能快捷實(shí)現(xiàn)開窗、摳像、字幕及抓幀等功能，能對(duì)單獨(dú)的信號(hào)源、PGM 信號(hào)及ME 級(jí)信號(hào)等進(jìn)行多軌錄制。系統(tǒng)框架如圖2 所示。

圖2 新媒體區(qū)視音頻系統(tǒng)框圖

2.2 無人值守?cái)z像系統(tǒng)

新媒體演播區(qū)配置3 臺(tái)無人值守PTZ（全方位移動(dòng)、鏡頭變倍、變焦控制）攝像頭。導(dǎo)播可以在導(dǎo)控室TC1 切換臺(tái)上通過遙桿遠(yuǎn)程控制攝像頭，進(jìn)行推、拉、搖、聚焦等操作[1]，既滿足了便捷、快速節(jié)目制作需求，又節(jié)省了現(xiàn)場(chǎng)攝像工位。

2.3 音頻系統(tǒng)

新媒體演播區(qū)配置2 套Shure AD1 無線話筒進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拾音。導(dǎo)控室配置一臺(tái)12 路Studer Mirco數(shù)字調(diào)音臺(tái)，將音頻信號(hào)混入TC1 切換臺(tái)進(jìn)行PGM音頻嵌入，可接收來自時(shí)政和民生演播區(qū)的音頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)多演播區(qū)混合制作。

2.4 網(wǎng)關(guān)I/O

新媒體演播區(qū)配置一臺(tái)NC1 服務(wù)器即網(wǎng)關(guān)（I/O），負(fù)責(zé)將基帶信號(hào)或網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口（Network Device Interface，NDI），用來解決系統(tǒng)中傳統(tǒng)設(shè)備基帶信號(hào)源的轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)流資源信號(hào)源的轉(zhuǎn)換。網(wǎng)關(guān)將前端資源統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成NDI，在系統(tǒng)內(nèi)部采用NDI 進(jìn)行交換。NC1 服務(wù)器支持8 通道NDI 數(shù)據(jù)流處理，核心切換設(shè)備基于NDI 處理，可實(shí)現(xiàn)即時(shí)訪問并無縫切換IP 數(shù)據(jù)流。

2.5 AR/VR 制作

TC1 切換臺(tái)支持AR/VR 在線制作，無需外接包裝字幕機(jī)，只需將制作好的場(chǎng)景模塊文件導(dǎo)入切換臺(tái)主機(jī)，選擇合適的圖層，即可將攝像信號(hào)與虛擬場(chǎng)景進(jìn)行混合，實(shí)現(xiàn)AR 制作。當(dāng)需要VR 制作時(shí)，將新媒體區(qū)的可升降綠幕放下，在TC1 切換臺(tái)上開啟摳像功能，將綠幕部分圖像扣除，再與制作好的場(chǎng)景進(jìn)行畫面合成，即可實(shí)現(xiàn)VR 制作。圖3 為VR摳像合成后的效果。

圖3 VR 合成效果圖

2.6 系統(tǒng)級(jí)聯(lián)

時(shí)政演播區(qū)、民生演播區(qū)及新媒體區(qū)的各技術(shù)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)使用。新媒體區(qū)通過信號(hào)接口箱實(shí)現(xiàn)與時(shí)政區(qū)、民生區(qū)的視頻、音頻、通話信號(hào)交互，滿足融媒體環(huán)境下對(duì)大新聞節(jié)目直播的生產(chǎn)需求。

3 系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)

新媒體演播區(qū)的優(yōu)勢(shì)在于節(jié)目快速制作，形式靈活多樣，但系統(tǒng)在冗余備份方面存在一定不足[2]。流媒體推流的發(fā)布方式?jīng)Q定了安全播出還會(huì)受網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、主機(jī)性能等因素影響，倘若直播過程中宕機(jī)或網(wǎng)絡(luò)中斷，極易造成安全播出事故。因此，需要多方面兼顧，以保證直播安全[3]。

3.1 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

配置一臺(tái)內(nèi)網(wǎng)專用交換機(jī)，負(fù)責(zé)局域網(wǎng)NDI 協(xié)議設(shè)備的連接，作為基于NDI 數(shù)據(jù)流交換的封閉網(wǎng)絡(luò)。

配置一臺(tái)外網(wǎng)專用交換機(jī)，負(fù)責(zé)接收外網(wǎng)IP 流的網(wǎng)關(guān)以及向外網(wǎng)推送IP 流的服務(wù)器進(jìn)行防火墻隔離，部署安全策略。

3.2 核心切換設(shè)備TC1 單一故障點(diǎn)備份

由于TC1 切換臺(tái)存在單一故障點(diǎn)，例如系統(tǒng)死機(jī)、軟件故障、切換面板無法操作等，所以設(shè)計(jì)了另一條獨(dú)立鏈路，包括應(yīng)急矩陣面板和備份推流服務(wù)器。推流服務(wù)器的配置參數(shù)與TC1 的推流配置參數(shù)一致，當(dāng)TC1 切換臺(tái)出現(xiàn)硬件故障或者推流故障時(shí)，可切換至應(yīng)急矩陣面板進(jìn)行操作。PGM 信號(hào)通過備份推流服務(wù)器進(jìn)行同步推流，只需在發(fā)布端進(jìn)行流切換即可。

當(dāng)外網(wǎng)專線出現(xiàn)故障，可以使用民生矩陣調(diào)取新媒體區(qū)的基帶信號(hào)，再通過基帶接口連接4G 無線背包完成直播推流[4]。

3.3 PTZ 攝像頭備份方案

PTZ 攝像頭實(shí)現(xiàn)無人值守功能，必須選用NDI信號(hào)，因此PTZ 攝像頭信號(hào)鏈路可能會(huì)受網(wǎng)絡(luò)或交換機(jī)故障的影響[5]。PTZ 攝像頭具有基帶和NDI 兩路獨(dú)立信號(hào)鏈路，在NDI 信號(hào)中斷時(shí)，可以通過手動(dòng)切換至基帶信號(hào)，若需要調(diào)整機(jī)位，可以通過技術(shù)保障人員手動(dòng)調(diào)整PTZ 攝像頭機(jī)位完成構(gòu)圖。

PTZ 攝像頭在實(shí)際使用中，還需注意以下問題。

（1）每一個(gè)PTZ 攝像頭必須設(shè)置內(nèi)網(wǎng)固定IP地址。若設(shè)為自動(dòng)獲取IP 地址，則TC1 主機(jī)無法通過NDI 接收攝像頭信號(hào)，只能使用攝像頭基帶信號(hào)。光圈及快門大小可以通過NC1 主機(jī)訪問攝像頭固定IP 地址進(jìn)行修改。

（2）攝像頭可輸出多種視頻格式，如720p、1 080p 50i、1 080p 60p 等，因新媒體區(qū)液晶電視刷新率均為60 Hz，且PTZ 攝像頭快門沒有1/60，為防止畫面在液晶屏上出現(xiàn)閃爍，PTZ 攝像頭視頻輸出格式選擇1 080p 60p。

3.4 墊 片

遇到直播突發(fā)情況時(shí)，TC1 可以播放提前存儲(chǔ)在本地硬盤的墊片完成應(yīng)急切換。墊片音頻可以直接通過TC1 播放，無需通過Studer Mirco 調(diào)音臺(tái)進(jìn)行操作。

4 應(yīng)用分析

4.1 常規(guī)網(wǎng)絡(luò)直播

貴州廣播電視臺(tái)公共頻道《百姓健康》欄目，每周一、周二晚間使用新媒體區(qū)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)直播，直播信號(hào)推流至百姓關(guān)注App 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)直播。與此同時(shí)，電視端同步播出提前錄制好的《百姓健康》節(jié)目。觀眾在收看電視端節(jié)目的同時(shí)，可以通過手機(jī)/pad 等新媒體端實(shí)時(shí)收看網(wǎng)絡(luò)直播，從而實(shí)現(xiàn)“大小屏聯(lián)動(dòng)”。

網(wǎng)絡(luò)直播每期邀請(qǐng)一位某個(gè)領(lǐng)域的專業(yè)醫(yī)生作為嘉賓做客新媒體直播間，觀眾可以通過新媒體端向嘉賓提問感興趣的話題，嘉賓予以實(shí)時(shí)解答，從而實(shí)現(xiàn)“零距離”雙向互動(dòng)，拉近專業(yè)醫(yī)生與觀眾的傳播距離，改變了直播間、專業(yè)醫(yī)生、觀眾三者之間的空間關(guān)系，形成多維度全方位互動(dòng)，大大提升了觀眾收看體驗(yàn)及收看效果。《百姓健康》網(wǎng)絡(luò)直播自開通以來，單場(chǎng)在線觀看人數(shù)保持在1 萬人以上。

4.2 聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)直播

除常規(guī)網(wǎng)絡(luò)直播外，新媒體區(qū)還承擔(dān)了特別節(jié)目網(wǎng)絡(luò)直播和混合直播需求，順利完成了《三八女性維權(quán)》《地鐵2 號(hào)線全線通車》《2021 直擊高考》《紅星照耀貴州》等特別節(jié)目的網(wǎng)絡(luò)直播，取得了良好的社會(huì)效益，也為媒體融合制播積累了寶貴的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。

5 結(jié) 語

新媒體區(qū)作為演播中心的重要組成部分，不僅能單獨(dú)進(jìn)行快速、靈活的網(wǎng)絡(luò)節(jié)目制作，還可以作為外場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)直播后臺(tái)進(jìn)行聯(lián)合直播，滿足了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)視頻直播和制作需要，使演播中心功能更趨于完善，節(jié)目制作能力得到進(jìn)一步提升，為貴州廣播電視臺(tái)的媒體融合發(fā)展提供了重要技術(shù)支撐。