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1、第六章 电视演播室技术,图61演播室系统原理,第一节 传统电视演播室系统,视频系统音频系统同步系统编辑控制系统,6.1.1 视频系统,演播室视频系统由下面几个主要部分组成：1、信号源 2、特技制作 3、图像监视与监测,信号源,信号源给视频切换台提供节目制作源,主要包括摄像机、录像机、字幕机等。,摄像机是演播室节目制作和播出最主要的信号源。录像机重放的录像节目素材是后期节目加工制作时最主要的信号源。字幕机是节目制作与播出不可缺少的信号源。,特技制作,演播室系统的核心是对多路图像源信号进行特技加工制作，这主要是由视频切换台来完成的。它通过混、扫、键、切等模拟特技手段实现对图像的合成与切换（或过渡）
2、，所有视频设备是以它为中心构成的系统。,图像监视与监测,图像监视与监测用于保障演播室视频系统的正常工作。视频切换台的“节目输出”和“预监”输出使用较大的监视器，前者作为主监，监看正在播出的图像；后者作为预监，监看下一步将切出的图像；演播室返看使用更大、但档次较低的监视器，演员通过它纠正自己的表演姿势及形象，或者根据它给出的图像进行配音。显然，监看系统对于图像信号的特技加工、编辑制作和播出是必不可少的。,6.1.2 音频系统,演播室音频系统用于电视音响的制作与播出，整个演播室音频系统由以下几个主要部分组成：1、信号源2、调音控制与音频效果制作3、录制4、监听,1、信号源,信号源包括传声器、盒式录
3、音座、二声道录音机、CD机、多声道录音机和数字音源 等，它们给调音控制台提供音响制作源。,声画同期录音或后期配音最主要的信号源，录制语言对白、效果声、乐器声等都离不开它。为了获得良好的声学效果，传声器放置在满足隔音和混响声学条件的演播室中。,传声器,盒式录音座,高质量的标准盒式录音机。在使用市场上卖的原声盒式磁带（通常是音乐带）作为信号源时，用它来进行重放。,二声道录音机,专业用开盘录音机。作为专业音频磁带的重放用机，其作用有两个：（1）重放节目素材带，内容包括音乐、效果、语言对白等，与其它信号源一起通过调音控制台制作，并由录像机录制。（2）重放节目成品带，作为唯一的信号源直接灌进录像机录制。
4、,CD机,重放激光唱片上的音频素材，一般是音乐节目。,多声道录音机,是功能较强的演播室音频系统使用的设备。前期录制时，它具有声道数充裕的优势，可同期或分期录制多种声音素材，后期制作时，它重放这些声音素材，成为系统制作的信号源。,数字音源,数字录音机 计算机音频数据库 MP3播放器等数字音源设备 是目前使用最为广泛的音频设备，特别是通过计算机网络可以下载大量声音素材。,2、调音控制与音频效果制作,演播室音频系统的任务是对多路声音信号进行声音效果的加工和混合录音，这主要是通过调音控制台来完成的。,调音控制台,调节各路声音信号之间的音量比例和节目的总音量，并通过均衡器或与之相联的各种音频信号处理设备
5、，对声音信号进行频域、时域和动态范围（幅度比）等各方面的加工，最终获得预期的声音效果。所有的音频设备都以调音控制台为中心组成系统。,3、录制,演播室音频系统的录制分为多声道录音机的录制、二声道录音机的录制和录像机的录制三种情况。,4、监听,声音监听是演播室制作音频系统正常工作的必要保障，根据监听作用的不同，基本上可分为主监听和返送监听两种情况。,主监听,录音师或音响导演进行的监听。监听声音时，他们依靠耳朵的分辨和心理感受对调音控制台和音频信号处理设备的各种声音成分进行音量强弱、层次对比、音质优劣的控制调整，配合音量表的监测，完成音响加工制作。,返送监听,系统返送给演员进行的监听，这在音频制作中
6、往往是必不可少的。,6.1.3 同步系统,演播室同步系统用于保障全系统的同步工作。视频信号的切换、混合和特技处理要求所有的视频信号源具有相同的同步与相位关系，同步系统使这些信号源及相关设备受控于一个同步信号源，从而满足了节目制作时间统一、相位统一的条件。,6.1.4 编辑控制系统,演播室编辑控制系统负责全系统视音频的编辑操作，根据设备选型的不同，其基本组成有以下两种方案。,视、音频编辑分别控制方案,基本原理如图62所示。,图62演播室编辑控制系统方案一,录音机、录像机都受控于编辑机如图63所示,图63演播室编辑控制系统方案二,第二节 数字演播室系统,数字演播室的基本结构数字视频信号格式和接口标
7、准 数字演播室设备,传统演播室相比较，数字演播室的优点：,省略了大面积的演播厅；省略了大功率的照明设备；缩小了导控空间；节省了投资资金。,数字演播室系统基本结构,传统模拟系统的线性结构，相应的设备换为数字设备；以计算机网络为基础，采用以宽带视频服务器为中心的分布式结构。,数字演播室的设计要求,要确保系统的技术先进性和高可靠性，系统配置灵活，可兼容4：3和16：9格式，为将来的HDTV做好准备；在功能上，数字演播室既要满足对直播的要求，又可以进行后期节目的制作，并且保证出色的图像质量；应为将来的发展留有余地。,数字视频信号格式,数字电视系统以串行分量数字信号格式为主流。通过串行数字接口（SDI）
8、可用一根同轴电缆同时传输4:2:2数字分量视频信号、数字音频和时间码。,表61演播室数字视频标准,2、数字接口标准,数字系统各设备间通过数字信号串行数字接口（SDI）相连接。SDI接口是按ITU-R BT601-2 数字分量演播室标准建议，为 N 制 SMPCE（SMPCE259M）和 PAL 制 EBU（TECH3267E）采纳的标准接口。接口接受来自并行接口经过修正的10bit信号，传送比特率为270mb/s，可传送4-8路数字音频信号。用单根BNC电缆传送，最长传输距离300米。,数字演播室设备-视频部分,图65数字演播室的视频系统示意图,(1)数字特技切换台,数字特技切换台选型原则：,
9、1)采用串行数字分量电视信号格式；2)保证足够的直接切换的信号源；3)有两个下游键（两种字幕叠加或主、备字幕机）4)可以存储某些特技效果；5)运行可靠性高，最好有备份电源系统；6)各信号源之间的自动同步；7)能进行软件操作，保证在面板失灵时，软件能代替面板进行正常的切换操作。,(2)数字摄像机,数字摄像机主要技术参数,(3)数字视频记录设备,常见录象机系列产品,D1、D5BETACAM DVW DVCAM、DVCPRO、DIGITALS、BETACAMSX 在专业数字演播室中，BETACAM DVW应作为首选。,数字串行设备,串接在数字电路中，对数字信号进行变换和存储的设备.A/D、D/A、数
10、字信号帧同步机、数字台标发生器、数字视频分配器等。,数字演播室设备 音频部分,声音接收装置、音频信号传输装置、音频信号编辑处理装置、扬声器等。,取样频率,广播音频将音频取样频率规定为44.1KHZ或48KHZ。AES（美国音频工程师学会）/EBU（欧洲广播联盟）建议采样频率为48KHZ，,音频设备选型的原则,A.满足各类节目的制作要求；B.适应现代音乐制作方式；C.符合演播室数字音频标准,演播室数字音频标准,第二节 数字演播室系统的网络技术,在节目的制作和播出环节中，一个基于硬盘采集、数据传递、非线性编辑制作、多频道硬盘播出的数字制播网络，可方便地传输视频、文稿和其他各类数据，无需素材上载和下
11、载，实行节目的无磁带播出。,演播室中的网络技术,将传统的电视节目制作串行工作方式改为并行工作方式，大大提高了工作效率。采用可传输多种信息的宽带网拓扑成一个大的局域网，再利用广域网实现台内与台外的网络之间互相联通。提供了一个网络化的发展模式。,视频网络运行良好的条件,高效的资源共享能力，能实现快速的数据存取及交换.有智能化的监控管理功能。整个网络应具备可扩展性、强容错性、高兼容性以及与其它网络的互换性。,某一视频网络生产厂家提供的解决方案。,图69 演播室网络解决方案,视频网络应由以下四个主要部分组成,1、节目制作单元,视频服务器,硬盘录像机,由于播出单元承担非常关键的播出任务，所以安全、优质成
12、为播出单元的首要工作目标。,2、节目播出单元,系统在设计播出单元时的原则,（1）系统的可靠性-最大限度地减少各种差错及故障的次数和时间；（2）系统的可使用性-各种设备及工艺流程要最大限度地方便操作；（3）系统的可维护性-系统中各类设备标准化要强，便于维护。,播出单元的节目采集途径,通过录像机，将磁带节目采入核心播出服务器；由播出服务器根据需要，自动调取台中心存档单元中的存档节目；直接接收节目制作单元的节目，采入播出服务器播出。,3、节目存储单元,节目存储单元是电视台节目交换、存档的中心。,中心节目存档单元输入数据的途径,使用磁带驱动器控制节目源（录像机等）的输入和中心视频服务器的录入通道，以实
13、时数据流的方式存储到中心存储带库。通过高速网与节目制作单元相连，可以获取已制作完成的节目，以备日后播出。通过与播出单元相连，获取首播磁带上的节目并存档，以备日后检索或播出。,4、全台监控系统及网间数据流的交换,全台监控系统是节目生产网络的信息管理系统，它通过与各单元交换信息，实时监测各单元的资源和设备运行状况。,媒体资产管理（Media Asset Management简称MAM）,媒体资产管理系统的出现解决了当前存储和管理的一些迫切问题，媒体资产管理不仅可以用来管理和处理视音频的存储，而且可以对存储媒体及其相关的诸多数据进行分类管理和检索处理，从而实现一种高效、安全的管理和存储方法。,媒体资
14、产管理系统基本组成,采集,把外来的视音频素材通过数据化方式转入到媒体资产管理系统中。在采集中，不仅是对卫星信号的直接采集，也包括从其他录像带的采集，还包括从录像带的整盘直接高速的导入。,存储,是媒体资产管理的核心，能否高效和海量地存储是媒体资产管理系统的重点。,编码技术,直接关系到存储技术，选用什么样的编码才能在保证质量的前提下压缩最大，从而减少存储空间，这是编码技术必须考虑的问题。目前的编码有 DV、M-JPEG、MPEG-X等格式。,大洋为中小电视台用户量身定做的全台网解决方案,收录系统,制作系统,媒资系统,演播室播出系统,播控系统,中心存储系统,综合性电视业务标准解决方案,多元化的新型教
15、学网络解决方案,适用用户群：校园电视台、开设广电/传媒专业的各级学校,第三节 虚拟演播室技术,虚拟演播室系统（The Virtual Studio System，简称 VSS）是近年来随着计算机技术飞速发展和色键技术不断改进而出现的一种新的电视节目制作系统。它可以把现场视频与计算机影像实时地无缝地合成在一起，是对传统的电视演播室技术的一次重大变革。,6.4.1 虚拟现实（Virtual Reality-VR）技术简介,虚拟现实是一种先进的计算机用户接口；它是利用计算机生成一种模拟环境，通过多种传感设备使用户投入到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。,虚拟现实相关技术,数字图像处理
16、计算机图形学多媒体技术动态环境建模技术实时三维图形生成技术立体显示和传感技术应用系统开发工具系统集成技术,虚拟现实的应用领域,目前成功运用的领域有:虚拟现实技术战场环境、虚拟现实作战指挥模拟、飞机、船舶、车辆虚拟现实驾驶训练、飞机、导弹、轮船与轿车的虚拟制造（含系统的虚拟设计）、虚拟现实建筑物的展示与参观、虚拟现实手术培训虚拟现实游戏、虚拟现实影视艺术等等。,虚拟演播室概述,虚拟演播室（如图 613所示）是在传统色键系统基础上发展起来的，它采用了传统的色键技术，却突破了传统色键系统的限制，消除了摄像机不能与背景同步运动的致命弱点，做到真实的演员能深入到虚拟的三维场景中，并能与其中的虚拟对象实时
17、交互。一般来说，一套典型的虚拟演播室系统一般由三个子系统组成：跟踪、图形绘制和合成。,图613虚拟演播室,虚拟演播室的工作过程,演员在一间蓝色屏幕代替的真实背景里进行现场表演,摄像机采集前景视频信号三维计算机图形发生器实时产生一个逼真的虚拟环境摄像机上的跟踪系统实时提供摄像机移动的信息这些数据被送至一个实时图形计算机,将摄像机拍摄的图像实时地与计算机三维图形进行合成,图614 虚拟演播室原理,虚拟演播室的原理,1、摄像机跟踪部分目前虚拟演播室的摄像机跟踪定位系统主要有以下二种方式：图形识别方式 机械传感方式,虚拟演播室系统的组成：,2、计算机虚拟场景生成部分虚拟演播室的场景是计算机绘制的图形，
18、计算机绘图有二维和三维之分，因而虚拟场景也有二维和三维之分,虚拟演播室系统的组成：,虚拟演播室系统的组成：,3、视频合成部分 虚拟演播室系统视频合成的基本技术是“抠像”技术，摄像机拍摄的真实人物和景物通过抠像处理，与计算机生成的虚拟场景合成一个画面。(1)色键和“距离键”技术(2)深度键技术,虚拟演播室系统结构,1、独立式的设计结构,图615 独立式设计结构,虚拟演播室系统结构,2、共用式的设计结构,图616 共用式设计结构,虚拟演播室系统结构,不难看出，独立式的结构方式的合理性要大大优于共用式的结构，新奥特的NASET三维虚拟演播室系统正是采用了独立式的通道化的结构设计方式，不但从根本上杜绝
19、了夹帧现象，而且可以非常方便的接入特技切换台等其他设备，进行现场特技切换输出。同时，每个摄像机机位也就具备了独立预监功能。因此现场切换导演就可以直接看到每个机位的合成信号，减少了切换的盲目性，而且摄像师也可以看到合成后的返看信号效果，方便了摄像师机位取景。另一方面，系统增加机位只是增加一套通道设备即可，保证了系统的顺利升级，如同搭积木一般方便快捷。画面内容的运动性是电视镜头的重要特性，动态构图是对镜头的具有艺术感的动态调度，以使观众对主体具有动态感。,虚拟演播室系统产品介绍,1、大洋虚拟演播室系统,该系统采用了大洋公司自行开发的图形识别技术，给摄像师提供了最大的灵活性和自由度，同时支持编码器定
20、位方式，用户可根据需要自行选择。大洋虚拟演播室系统采用高性能的 PC图形工作站，采用较为流行的 3D设计软件，如 3DMAX、Softimage、Alias、CAD 等。支持活动视频窗口，多机位、多层画面，可以连接非线性制作网络，具有良好的扩展性和性价比。,2、奥维迅新闻虚拟演播室,它采用专用的虚拟场景合成硬件，构成高质量全集成的实时新闻虚拟演播室系统。该系统可接受 3DS、3D MAX等三维软件构造的模型和渲染效果，实时三维物体交互，摄像机多机位，高质量的线性色键和亮度键令播音员与三维场景完美融合，可完成新闻、访谈节目、讲座类节目的制作。,3、方正虚拟布景系统,方正虚拟布景系统具有灵活的三维场景交互编辑，三维逼真实体材质，丰富的道具模型、材质库，外部模型输入，漫射光、追光灯模拟，先进的场景渲染算法，抗闪烁处理等功能。虚拟背景的透视关系与前景保持一致，可产生具有反光与阴影效果的高度真实感的背景图像。,
