商丘學(xué)院 張婧

隨著新媒體技術(shù)的誕生和不斷進(jìn)步，媒介融合已然成為傳統(tǒng)媒體行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，電視媒體要想在日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下謀得一席之地就必須借助新媒體技術(shù)應(yīng)用手段，不斷深化電視直播的創(chuàng)新轉(zhuǎn)型發(fā)展。基于此，本文以就新媒體技術(shù)的電視直播系統(tǒng)架構(gòu)描述作為切入點(diǎn)，從技術(shù)角度，對(duì)新媒體技術(shù)在電視直播中的應(yīng)用進(jìn)行全面探討，從主要技術(shù)和技術(shù)基礎(chǔ)分析出發(fā)，深入探討基于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)碾娨曅旅襟w直播一體化生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)，以期為推動(dòng)電視新媒體直播的創(chuàng)新發(fā)展提供參考性依據(jù)。

傳統(tǒng)電視直播一直是我國(guó)媒體產(chǎn)業(yè)的核心組成部分，具有權(quán)威性高且直觀性強(qiáng)的信息傳播優(yōu)勢(shì)，特別是針對(duì)一些重要會(huì)議或重大比賽項(xiàng)目，電視直播始終是核心報(bào)道方式。隨著新媒體技術(shù)的誕生和廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)電視直播行業(yè)受到了極大的沖擊，其場(chǎng)地限制性強(qiáng)、光纖基礎(chǔ)鋪設(shè)成本高、觀看時(shí)間和地點(diǎn)受限的劣勢(shì)逐步顯現(xiàn)出來，傳統(tǒng)的電視直播模式已經(jīng)不能夠滿足新媒體時(shí)代背景下觀眾的觀看習(xí)慣與觀看需求，傳統(tǒng)電視媒體亟需與時(shí)俱進(jìn)，緊隨新媒體時(shí)代發(fā)展步伐，積極引進(jìn)新媒體技術(shù)來拓寬傳統(tǒng)電視直播的創(chuàng)新發(fā)展路徑，實(shí)現(xiàn)主流媒體的融媒體轉(zhuǎn)型升級(jí)，為現(xiàn)代廣播電視優(yōu)化發(fā)展創(chuàng)造出更加廣闊的發(fā)展空間。

1 基于新媒體技術(shù)的電視直播系統(tǒng)架構(gòu)描述

1.1 電視新媒體直播架構(gòu)描述

電視新媒體直播是傳統(tǒng)電視直播應(yīng)用新媒體技術(shù)而誕生的全新直播技術(shù)方式，其直播技術(shù)保障方案和生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)依然沿用了多機(jī)位直播這種傳統(tǒng)廣播電視導(dǎo)播切換技術(shù)，但是在具體操作過程中引入了更加多樣化和更具便捷性的新媒體移動(dòng)采編直播設(shè)備，基于相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將傳統(tǒng)視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成為IP流號(hào)信號(hào)，再結(jié)合流媒體傳輸技術(shù)，將直播視頻畫面?zhèn)鬏斨烈苿?dòng)用戶端，實(shí)現(xiàn)新媒體直播模式。電視新媒體直播系統(tǒng)架構(gòu)及業(yè)務(wù)流程圖如圖1所示。

圖1 電視新媒體直播系統(tǒng)架構(gòu)及業(yè)務(wù)流程圖Fig.1 Architecture and business flow chart of TV new media live broadcasting system

電視新媒體直播架構(gòu)大大提升了傳統(tǒng)電視直播的移動(dòng)性和適應(yīng)性，在存在網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下，節(jié)目組就可以隨時(shí)隨地的開展專業(yè)的電視直播活動(dòng)，不僅有效降低了電視直播鋪設(shè)專用傳輸光纖的投資費(fèi)用，還能夠?yàn)橛^眾提供更高質(zhì)量的直播和回看服務(wù)，幫助傳統(tǒng)電視媒介實(shí)現(xiàn)了信息傳播的多樣化、有效化和廣泛化，產(chǎn)生了強(qiáng)化主流媒體影響力和生產(chǎn)力的效果。

1.2 不同類型信息源描述

電視新媒體直播系統(tǒng)的形成需要在傳統(tǒng)的電視導(dǎo)播切換技術(shù)基礎(chǔ)上，對(duì)視頻信號(hào)采集設(shè)備和直播系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新拓展，需要融入多路IP流信號(hào)源，實(shí)現(xiàn)多種信號(hào)源前端拍攝設(shè)備的融合使用，不同的信號(hào)源選取應(yīng)用于不同電視新媒體直播內(nèi)容需求。（1）高質(zhì)量畫面拍攝傳輸需采用“專業(yè)攝像機(jī)+移動(dòng)直播推流編碼器背包采集”的信息源模式，并傳輸IP流信號(hào)；（2）本地媒資進(jìn)行切換和輸入時(shí)，可采用針對(duì)直播內(nèi)容需求提前錄制短視頻或資料片的方式，在直播中進(jìn)行適當(dāng)?shù)那袚Q插播；（3）在多場(chǎng)景調(diào)度或多機(jī)位移動(dòng)跟拍的直播時(shí)，可采用多路帶IP流信號(hào)傳輸?shù)囊苿?dòng)端設(shè)備完成視頻信息的采集與傳輸，如：小型航拍無人機(jī)、手機(jī)、數(shù)字化攝影機(jī)或相機(jī)等；（4）在5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳輸環(huán)境下，電視新媒體直播可采用4k或8k高清設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)專線，實(shí)現(xiàn)超高清直播。同時(shí)，與VR專用設(shè)備融合使用還可以借助全景式鏡頭實(shí)現(xiàn)沉浸式直播和體驗(yàn)式直播，提升直播觀感。

1.3 媒體媒介形式描述

電視新媒體直播在基本架構(gòu)設(shè)計(jì)過程中也依然保留了傳統(tǒng)電視直播中的導(dǎo)播切換技術(shù)，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)播切換是電視直播系統(tǒng)的關(guān)鍵核心。在新媒體技術(shù)的加持下，現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)播切換運(yùn)用各種各樣新型音視頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各類信源的調(diào)度和組合，能夠?qū)χ辈ガF(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)多維度和多角度的詮釋，豐富觀眾的視覺體驗(yàn)。電視新媒體直播結(jié)合新媒體技術(shù)和數(shù)字化智能媒體設(shè)備打造出集內(nèi)置操控臺(tái)、液晶顯示器、特技庫(kù)和字幕庫(kù)于一身的融合媒體導(dǎo)播一體化操作平臺(tái)，具備便攜性強(qiáng)和集成度高的優(yōu)勢(shì)，在開展網(wǎng)絡(luò)直播的過程中，分為直播的“拉流”（流接收）和“推流”（流發(fā)布）兩個(gè)傳輸鏈路，CAM1和CAM2等信源在流接收環(huán)節(jié)被統(tǒng)一接收到導(dǎo)播機(jī)當(dāng)中[1]，融合媒體導(dǎo)播一體化操作平臺(tái)結(jié)合節(jié)目直播內(nèi)容需求對(duì)其進(jìn)行切換或重組，經(jīng)過編碼壓縮，在流發(fā)布環(huán)節(jié)以PGM形式的畫面推送至服務(wù)平臺(tái)，經(jīng)后臺(tái)處理后進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)端發(fā)布渠道。

2 新媒體技術(shù)在電視直播應(yīng)用的主要技術(shù)

新媒體技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展和應(yīng)用為電視直播與新媒體直播融合發(fā)展提供了強(qiáng)力的技術(shù)支撐，新媒體直播技術(shù)的應(yīng)用極大的拓展了電視直播在融媒體時(shí)代的參與性，將電視直播推向了更加廣闊的受眾群體，目前電視新媒體直播中主要應(yīng)用以下幾項(xiàng)新媒體技術(shù)。

2.1 5G直播技術(shù)

在融媒體語(yǔ)境下，5G直播技術(shù)是一種十分重要的新媒體直播技術(shù)，它以5G回傳技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合無線電技術(shù)、多輸入技術(shù)以及多輸出技術(shù)，以各類自媒體平臺(tái)為傳輸媒介，能夠?qū)⒏咔逯辈ギ嬅鎯?nèi)容流暢的在移動(dòng)終端上以多樣化的形式展現(xiàn)給觀眾，智能手機(jī)、IPAD等智能設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)IP回傳，提升了5G直播技術(shù)的時(shí)效性，相比于4G技術(shù)，5G直播技術(shù)傳輸速率更快，畫面清晰度更高，穩(wěn)定性更強(qiáng)，電視直播依托5G直播技術(shù)能夠借助智能終端設(shè)施實(shí)現(xiàn)多角度和多方位的直播，推動(dòng)電視直播從有線直播變?yōu)闊o線數(shù)據(jù)傳輸直播模式。

2.2 P2P直播技術(shù)

P2P直播技術(shù)是一種對(duì)等互聯(lián)技術(shù)，也被稱之為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)技術(shù)，其在電視直播應(yīng)用過程中主要借助分布式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)階段關(guān)系的對(duì)等性，電視直播中的“節(jié)點(diǎn)”主要包含服務(wù)器、主機(jī)、客戶端等通信設(shè)施，通過P2P的全面應(yīng)用，這些“節(jié)點(diǎn)”能夠?qū)崿F(xiàn)在平等、無差別的分享分布式網(wǎng)絡(luò)中相互傳輸和相互通信，簡(jiǎn)而言之，電視直播通過應(yīng)用P2P直播技術(shù)能夠更加方便的將自身環(huán)境位置、直播內(nèi)容傳遞給觀眾，觀眾也能夠借助P2P在直播進(jìn)行中給予相應(yīng)的信息回應(yīng)。

2.3 流媒體技術(shù)

流媒體技術(shù)是一種特殊的新媒體直播技術(shù)，其利用流式傳輸技術(shù)借助網(wǎng)站門戶進(jìn)行實(shí)時(shí)性的連續(xù)直播，電視直播應(yīng)用流媒體技術(shù)開展網(wǎng)絡(luò)直播需要運(yùn)行多個(gè)流媒體直播傳輸協(xié)議，如：HTTP協(xié)議、RSTP協(xié)議、RTMP協(xié)議以及HLS協(xié)議等實(shí)時(shí)流傳輸協(xié)議，也包含實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議以及循序流傳輸協(xié)議等。同時(shí)，流媒體技術(shù)還能夠與P2P直播技術(shù)進(jìn)行技術(shù)融合，推動(dòng)傳統(tǒng)媒體與移動(dòng)媒體的加速融合[2]。

3 新媒體技術(shù)在電視直播應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)

新媒體技術(shù)應(yīng)用在電視直播當(dāng)中誕生了電視新媒體直播模式，在數(shù)字視頻業(yè)務(wù)發(fā)展背景下，也誕生出新型的數(shù)字視頻信源編碼技術(shù)，它與新媒體技術(shù)相互促進(jìn)、相互依存，是新媒體技術(shù)應(yīng)用在電視直播中的重要技術(shù)基礎(chǔ)。

3.1 常見的數(shù)字視頻文件格式

當(dāng)前，依照電視新媒體直播對(duì)數(shù)字視頻技術(shù)不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求特點(diǎn)，誕生出5種常見的數(shù)字視頻文件格式。（1）AVI格式，是目前視頻處理系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的視音頻格式，AVI格式?jīng)]有限定的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，視頻文件大多采用硬件壓縮處理；（2）TGA格式，是一種位圖文件格式，一個(gè)TGA格式靜態(tài)圖片序列可看成視頻文件，每個(gè)文件對(duì)應(yīng)影片中的每一幀；（3）FLC/FLI格式，是一種尺寸偏小的8bit動(dòng)畫文件，是2D或者3D動(dòng)畫制作軟件中常用的文件格式；（4）MQ格式，是蘋果公司推出的一種視頻文件格式，被絕大多數(shù)主流計(jì)算機(jī)系統(tǒng)平臺(tái)支持，具有存儲(chǔ)空間小且實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)；（5）MPEG格式，是目前被所有PC機(jī)平臺(tái)接受支持的視頻格式，是運(yùn)動(dòng)圖像壓縮算法的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)的電視新媒體直播主要使用MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等在內(nèi)的多種視頻格式。

3.2 通用的數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)

“信源”是電視直播信息的“源頭”，而信源編碼技術(shù)是電視新媒體直播解決海量數(shù)字視頻原始數(shù)據(jù)的重要環(huán)節(jié)，因此，視頻壓縮編碼技術(shù)是新媒體技術(shù)在電視直播進(jìn)行有效應(yīng)用，解決數(shù)字視頻傳輸、播放和存儲(chǔ)的重要技術(shù)基礎(chǔ)。當(dāng)前，我國(guó)為了推動(dòng)數(shù)字產(chǎn)業(yè)發(fā)展，打破國(guó)際專業(yè)壁壘，成立了自有標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)，稱之AVS（數(shù)字音頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)），比當(dāng)前音頻產(chǎn)業(yè)通用的MPEG—2編碼標(biāo)準(zhǔn)高2～3倍，且經(jīng)過升級(jí)后的AVS+編碼標(biāo)準(zhǔn)與H.264 標(biāo)準(zhǔn)的編碼效率相比也毫不遜色[3]，如表1所示。

表1 AVS+引入的增強(qiáng)技術(shù)Tab.1 Enhancements introduced by AVS+

目前我國(guó)廣泛應(yīng)用的AVS+標(biāo)準(zhǔn)可以有效解決電視新媒體直播所面臨的頻道資源問題，較高的編碼效率以及超高的算法性能為數(shù)字電視、互聯(lián)網(wǎng)電視以及IPTV等提供強(qiáng)力有的技術(shù)支撐。

4 基于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)碾娨曅旅襟w直播技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)分析

4.1 系統(tǒng)架構(gòu)

基于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)碾娨曅旅襟w直播一體化互動(dòng)業(yè)務(wù)平臺(tái)采用三級(jí)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)模式，即：總前端（中心節(jié)點(diǎn)）、分發(fā)傳輸網(wǎng)絡(luò)（分中心節(jié)點(diǎn)）以及用戶接入終端（邊緣節(jié)點(diǎn)），在架構(gòu)層次上分為前端—網(wǎng)絡(luò)—終端，如圖2所示。

圖2 高清電視新媒體直播交互系統(tǒng)邏輯圖Fig.2 Logic diagram of interactive system of new media live broadcast of HDTV

4.2 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

電視新媒體直播模式最大的轉(zhuǎn)變就是將有限數(shù)字視頻傳輸變成無線流文件推送方式，這種移動(dòng)性的直播方式能夠最大化滿足融媒體時(shí)代背景下觀眾的收視喜好，因此，新媒體技術(shù)在電視直播中的具體應(yīng)用需要做好網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)，而選擇什么樣的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議就成為重中之重。目前，互聯(lián)網(wǎng)流媒體服務(wù)主要分為兩種，即：實(shí)時(shí)流傳輸和順序流傳輸，實(shí)時(shí)流傳輸主要采用的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議有RSTP協(xié)議、HLS協(xié)議、MMS協(xié)議以及RTMP協(xié)議，而順序流傳輸主要采用的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議有HTTP協(xié)議，而不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議具備差異性的傳輸特性。目前我國(guó)電視直播主流媒體采用RTMP協(xié)議和HLS協(xié)議，能夠在帶寬不穩(wěn)定的條件下降低數(shù)據(jù)包傳輸?shù)膩G失幾率，且延遲較低，能夠兼容幾乎所有的主流直播系統(tǒng)，因此，電視新媒體直播在采用手機(jī)直播流或傳輸攝像機(jī)背包媒體流時(shí)，可選用RTMP協(xié)議。而在高寬帶條件支撐下，電視新媒體直播可采用UDP協(xié)議，以便為新媒體直播系統(tǒng)的信源生產(chǎn)、切換、包裝和推送創(chuàng)造出穩(wěn)定的專用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

4.3 推流軟件的選取

圖3 電視新媒體直播集控平臺(tái)總體架構(gòu)圖Fig.3 Overall architecture of TV new media live broadcast centralized control platform

推流是電視新媒體直播的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，PGM信號(hào)在導(dǎo)播切換后通過編碼器輸入到轉(zhuǎn)碼服務(wù)器進(jìn)行轉(zhuǎn)碼，并最終流入到各類新媒體平臺(tái)，不同的推流軟件具有不同的特點(diǎn)，因此需要遵照實(shí)際需求進(jìn)行選取[4]。本文推薦電視新媒體直播選用vMix推流軟件，這是一款高性能的商業(yè)軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)多種類型信號(hào)的實(shí)時(shí)編輯與處理，對(duì)SDI、HDMI、S-視頻、符合視頻、分量、4K視頻等進(jìn)行更加專業(yè)化的處理，并與當(dāng)前我國(guó)廣播電視的通用信號(hào)源具有高度的匹配性，同時(shí)兼具良好的實(shí)用性和契合度。在實(shí)際操作過程中，電視新媒體直播可以采用UYVV的視頻信號(hào)編碼格式設(shè)置方式，碼率設(shè)置為8Mb/s，分辨率設(shè)置為1920×1080/25p，比特率設(shè)置為128kb/s，將音頻信號(hào)編碼格式設(shè)置為HEAACv2，就能夠獲得良好的兼容性聽覺體驗(yàn)。

4.4 融媒體導(dǎo)播一體化平臺(tái)

首先，新媒體技術(shù)在電視直播中進(jìn)行廣泛應(yīng)用誕生了新一代融媒體導(dǎo)播一體化工作平臺(tái)，借助融媒體導(dǎo)播一體機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)字幕機(jī)、NDI技術(shù)、HD/SD錄像、視頻編單播出、信號(hào)轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡(luò)直播的一體化處理，非常適合廣播電視做新媒體小型直播活動(dòng)，這種具備高度集成化的智能直播設(shè)備配合物理切換臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)特效的自動(dòng)切換，并實(shí)現(xiàn)手動(dòng)推桿控速切換或一鍵輸出功能。同時(shí)，融媒體導(dǎo)播一體機(jī)還能夠提供多路專業(yè)解碼系統(tǒng)、總控制臺(tái)、編輯系統(tǒng)以及制作系統(tǒng)等，從而結(jié)合5G直播技術(shù)，形成完備的新媒體直播應(yīng)用體系。

4.5 直播聯(lián)動(dòng)主備安播機(jī)制

電視新媒體直播不僅對(duì)直播網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備以及模式上具有一定的需求，還對(duì)直播內(nèi)容具有相關(guān)要求，安全播出工作是電視新媒體直播的重中之重，因此，為了確保電視新媒體直播的網(wǎng)絡(luò)安全、設(shè)備安全以及播出環(huán)境安全，廣播媒介需要構(gòu)建直播聯(lián)動(dòng)主備安播機(jī)制，為融媒體導(dǎo)播一體機(jī)提供主備鏡像操作和主備雙機(jī)模式，主備機(jī)同時(shí)接入同一網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，并通過專用的網(wǎng)絡(luò)端口在主備核心設(shè)備之間構(gòu)建其網(wǎng)絡(luò)心跳連接，實(shí)時(shí)同步鏡像，更新主備機(jī)間的數(shù)據(jù)資源和操作指令信息。同時(shí)，為了提升直播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性，還可以通過IP地址過濾訪問控制、外部系統(tǒng)接入通信服務(wù)器和防火墻等技術(shù)手段，必要時(shí)可采用支持ACE口令認(rèn)證或Radius 授權(quán)的安全保障方式[5]。

4.6 集控平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)

集控平臺(tái)系統(tǒng)是廣播電視應(yīng)用新媒體技術(shù)建立直播內(nèi)容管理、運(yùn)營(yíng)支撐、業(yè)務(wù)管理的重要功能系統(tǒng)，通過開發(fā)外部?jī)?nèi)容和業(yè)務(wù)接入的各種接口，電視新媒體直播系統(tǒng)可以有效接入除中央CNTV、中央CP/SP、百視通以外的全部節(jié)目?jī)?nèi)容，對(duì)外部的可為多種終端服務(wù)的CP/SP開放對(duì)接接口，實(shí)現(xiàn)電視新媒體直播的全媒體業(yè)務(wù)播控管理平臺(tái)搭建，能夠?yàn)楦鱾€(gè)運(yùn)營(yíng)商提供高清互動(dòng)服務(wù)、IPTV服務(wù)、手機(jī)電視直播服務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)電視直播服務(wù)以及多媒體直播服務(wù)，如圖3所示。

5 結(jié)語(yǔ)

新媒體技術(shù)的誕生和廣泛應(yīng)用給廣播電視直播行業(yè)帶來了更寬廣的創(chuàng)新發(fā)展可能性，電視直播可充分利用新媒體直播技術(shù)來提升自身發(fā)展的水平和質(zhì)量。特別是在5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，5G直播技術(shù)為電視新媒體直播發(fā)展創(chuàng)造了更堅(jiān)實(shí)的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境基礎(chǔ)，為電視新媒體直播的數(shù)據(jù)傳輸?shù)於藞?jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，傳統(tǒng)電視直播必須緊隨新媒體時(shí)代發(fā)展的腳步，充分應(yīng)用新媒體技術(shù)的創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，讓傳統(tǒng)電視直播煥發(fā)生機(jī)，在融媒體時(shí)代中獲取可持續(xù)發(fā)展的生命力。