演播室制景屏解決方案

演播室制景屏解決方案

　　目錄

　　一、概述  3

　　二、演播室建設  4

　　1 、演播室歸類  4

　　2 、制景顯示系統(tǒng)建設要求  6

　　3 、設計原則  11

　　三、演播室顯示系統(tǒng)設計  13

　　1 、拓撲圖與屏幕設計  13

　　2 、組成部分  14

　　3 、其他相關專業(yè)設備  15

　　四、顯示系統(tǒng)介紹  17

　　1 、系統(tǒng)特點  17

　　2 、系統(tǒng)功能  19

　　五、設備規(guī)格  20

　　1 、顯示  20

　　2 、拼接控制器  22

　　3 、控制管理  24

　　六、 易事達 在廣電行業(yè)的競爭優(yōu)勢  26

　　一、概述

　　演播室是利用光和聲進行空間藝術創(chuàng)作的場所，是電視節(jié)目制作的常規(guī)基地，除了錄制聲音外，主要還是攝錄圖像。嘉賓、主持及演職人員在里面進行工作、制作及表演。因此，除了必要的攝錄編設備外，它必須具有足夠的聲、光和電(錄影背景所表達出更直接、生動的畫面)技術。

　　二、演播室建設

　　1、演播室歸類

　　* 用途

　　大型(800-2200㎡)-用于場面較大的歌舞、戲曲、綜藝活動等節(jié)目，也可分區(qū)域進行景區(qū)選擇

　　中型(300-600㎡)-用于場面較小的歌舞、戲曲、智力競賽及座談會等

　　小型演播室(50-200㎡)-以新聞、訪談等節(jié)目為主

　　* 方式

　　直播-對設備穩(wěn)定性、人物能力要求高，具備時效、真實感，可以給觀眾很好的互動性;

　　錄播-前期工作小，可碎片化編輯，內容會更豐富;但沒有時效性和互動性;

　　* 分類

　　常規(guī)節(jié)目

實物造景

　　由實物搭建的演播室布景，人物活動與錄影背景內容固定在相對一個方式上。

　　虛擬現(xiàn)實

虛擬造景

　　實質是將計算機制作的虛擬三維場景與電視攝像機現(xiàn)場拍攝的人物活動圖像進行數(shù)字化的實時合成，使人物與虛擬背景能夠同步變化，從而實現(xiàn)兩者天衣無縫的融合，以獲得完美的合成畫面，內容與形式多樣化。

　　關于演播室分類闡述

　　虛擬現(xiàn)實-使用在小型演播室，主要用途-新聞、體育直播等對空間要求不大，無需現(xiàn)場觀眾，而且人與人互動需求少;

　　常規(guī)節(jié)目-使用在中、大型演播室，對空間要求大，有面對面互動或現(xiàn)場觀眾;

　　中大型演播室通過實景搭建，營造出的環(huán)境給主持人或現(xiàn)場人員提供更活躍的氛圍。實景布局有兩種方式，一個是固定式環(huán)境裝修，另一個是加入制景(背景)屏幕，后者由節(jié)目形態(tài)來定制任意色彩與畫面變換來滿足錄制要求，提供更靈活，更多樣發(fā)展的方式。

　　從上述中看到，現(xiàn)代中大型演播室建設在聲、光、電技術應用需求會往多元化、專業(yè)性發(fā)展。

　　以下主要是對中大型演播室的制景(背景)顯示系統(tǒng)進行闡述。

　　2、制景顯示系統(tǒng)建設要求

　　功能

　　u 無縫、無亮帶

　　在多角度，不同變焦等攝像取景中，作為制景(背景)屏，給于自然、完整畫面顯示，不額外產生分隔等觀感。在屏幕加工精度、亮線處理技術上有好的處理技術。

　　完整呈現(xiàn) 有分隔感

　　u 高兼容

　　背景屏作為演播室多方信息展示和造景的一個核心呈現(xiàn)系統(tǒng)，必須能接入電視臺其他制作、播放等信號源系統(tǒng)，例如：圖文包裝系統(tǒng)、攝像系統(tǒng)、虛擬系統(tǒng)、超高分辨率工作站等。并各信號可任意調屏顯示，開多個畫中畫(窗口)進行漫游、放大等功能。

　　圖片

　　u 攝像無屏閃

　　LED制景屏不能被攝影攝像系統(tǒng)捕捉呈現(xiàn)出掃描紋或閃爍現(xiàn)象。LED屏通過高刷新率設計，同時針對攝像系統(tǒng)的50Hz與60Hz調整頻率規(guī)格進行優(yōu)化，LED屏的刷新率設計成60Hz或50Hz整倍數(shù)，來消除閃屏等現(xiàn)象。

掃描紋

　　u 色域、HDR顯示技術

　　LED屏作為節(jié)目背景造景功能，應能根據(jù)節(jié)目制作要求精準顯示畫面內容，特別現(xiàn)在推出的HDR的視頻標準，對顯示屏的標準也做了一定要求。

　　非HDR HDR

　　LED屏能呈現(xiàn)出高動態(tài)范圍(HDR)顯示源做出的效果，對畫面整體亮度和色彩顏色展現(xiàn)都有明顯提升。這就需廠家對LED屏的傳輸系統(tǒng)、中央處理等技術加大研發(fā)。其中HDR涉及到顯示屏色域(色彩量的總和)這一個重要領域：

　　經?？吹揭粋€場景:節(jié)目制作師的作品在顯示屏顯示時,發(fā)覺顏色不對,這就是制作電腦(包含制作軟件)采用的色域和顯示屏色域標準不同造成的。

　　前期液晶、DLP背投等技術采用Rec.709(或sRGB)標準，后期加入更高NTSC或Adobe RGB色域標準，俗稱廣色域。

　　下面看看在一臺廣色域顯示器顯示不同色域標準畫面有什么不同：

　　AdobeRGBsRGB

　　顯示屏要滿足HDR技術，色域提升技術上，應往著140%sRGB、110%NTSC以上的標準研發(fā)。

　　u 無工作噪聲

　　在制景屏放在主持人附近，并有錄影拾音等要求下，作為環(huán)境裝飾設備一類，應不制造噪音和符合EMC標準。

　　顯示屏噪音產生源都來自風扇散熱。采用低功率、高效能設計，輔助主動式外殼散熱等先進技術，杜絕使用風扇，還減少因風扇問題導致的散熱不好而影響設備穩(wěn)定性。

　　u 色溫

　　演播室一般采用3050K和5600K色溫標準建設，背景LED屏也屬于光源的一種，相應對屏幕的色溫必須做出相同設置。當攝像機采用3200K色溫燈光校白，在觀眾電視畫面中，5000K色溫以上的LED背景屏就會明顯偏藍，色譜中接近一半的色彩無法正確呈現(xiàn);而當攝像機針對5600K色溫燈光校白時，觀眾電視畫面中的低色溫LED背景屏就會呈現(xiàn)明顯的橙紅色，人物就會慘不忍睹。

　　LED背景屏應具備色溫可調整，并在3050K或5600K值固化。

　　u 摩爾紋

　　用攝像系統(tǒng)拍攝背景屏時，很多時候會出現(xiàn)莫名其妙的水波紋現(xiàn)象，這在顯示原理上其實是一個差拍表現(xiàn)，兩個頻率接近的等幅正弦波疊加合成信號后一個現(xiàn)象。LED背景屏建設需提供該問題的解決方案。

摩爾紋現(xiàn)象

　　安全

　　u 無黑屏

　　現(xiàn)場直播的設備安全與否，對電視臺形象與收視率影響密切相關。該技術應用范疇，演播室制景LED屏采用最安全的1+1主備兩套相同系統(tǒng)同時運行是做為建設的必要方案。

冗余備份

　　u 快速維護與結構安全

　　LED顯示屏采用模塊化、前維護設計結構。顯示屏能提供全前維護或全后維護方式，無螺絲直接打開后蓋，低成本的模塊化部件更換模式和極限1分鐘的更換速度。滿足廣電行業(yè)對設備快速維護的技術設計要求。

　　3、設計原則

　　充分利用有限的投資，在保證演播室先進性的前提下，選用性能價格比最好的設備，我們認為演播室建設應該遵循以下原則：

　　Ø 先進性

　　以先進、成熟的視頻技術進行合理搭配，支持數(shù)據(jù)、語音、視像等多媒體應用，用基于數(shù)字視頻的技術替代傳統(tǒng)的模擬視頻的技術。

　　Ø 標準化和開放性

　　視頻標準應遵循國際化標準，使用國內標準的PAL制式，演播室按照國際化標準建造應用最新的布線方法，根據(jù)現(xiàn)有的設備進行合理配套，使得新老設備均能正常使用，為了今后的發(fā)展事先預留出應用端口及軟硬件的升級換代，提供開放性的解決方案。

　　Ø 可靠性和可用性

　　選用高可靠的產品和技術，充分考慮系統(tǒng)在程序運行時的應變能力和容錯能力，確保整個系統(tǒng)的安全與可靠。選用質量、性能、價格、服務、優(yōu)異的品牌。

　　Ø 靈活性和兼容性

　　選用符合國際發(fā)展潮流的國際標準的軟硬件技術，以便系統(tǒng)有可靠性強、可擴展和可升級等特點，保證今后可迅速采用視頻網絡化發(fā)展出現(xiàn)的新技術，同時為現(xiàn)存不同的視頻設備(攝象機、錄象機、切換臺、字幕機等設備)提供互連手段。

　　Ø 實用性和經濟性

　　從實用性和經濟性出發(fā)，著眼于近期目標和長期的發(fā)展，選用先進的設備，進行最佳性能組合，利用有限的投資構造一個性能最佳的視頻操作系統(tǒng)。

　　Ø 安全性和保密性

　　在特殊使用的情況下，必須保證視頻文件信息保存和各種應用系統(tǒng)的安全。

　　Ø 擴展性和升級能力

　　演播室建設應具有良好的擴展性和升級能力，選用具有良好升級能力和擴展性的設備。在以后對該演播室行升級和擴展時，必須能保護現(xiàn)有投資。應支持多種視頻格式、多種接口設置和多媒體實際應用。

　　Ø 設備的靈活性

　　設備的靈活性主要表現(xiàn)在前后期配置平衡等方面，配合最先進的數(shù)字視頻技術，可以遠距離傳輸，而無需圖像質量的改變，以適應用戶環(huán)境后期的變化。同時也可以通過網絡的端口，以增加以后的延伸性。

　　三、演播室顯示系統(tǒng)設計

　　1、拓撲圖與屏幕設計

拓撲圖

　　結構設計圖

　　2、主要組成部分

制景LED屏

　　屏幕是由最新LED光源、數(shù)字傳輸、高位處理芯片等技術組成的一套無縫拼接顯示屏，用于節(jié)目錄制的背景視頻、圖片等素材的顯示，為背景素材提供了超高分辨率、高動態(tài)范圍、無分割感的極致顯示體驗。

　　拼接控制處理器

作為顯示系統(tǒng)信號處理核心，通過PC控制電腦、手持無線設備，利用有線或者無線網絡的方式向系統(tǒng)發(fā)送控制指令;通過串口(或網絡)，將視頻矩陣、音頻矩陣、顯示單元等外設連接起來，控制端通過發(fā)送各類控制指令，從而實現(xiàn)在LED大屏幕的單屏、局部整屏、漫游、跨屏，全屏、開關機、矩陣切換等功能。

　　信號系統(tǒng)

顯示系統(tǒng)中的最上游設備—信號產生系統(tǒng)(包含軟、硬件)，有演播室建設需求而架設的圖文包裝、3D制作、字幕、藍光播放器等高清、4K或更高分辨率系統(tǒng)組成。輸出給拼接控制器后在演播室背景LED屏上顯示，從而增加整個節(jié)目錄制的豐富性和多樣性。

　　3、其他相關專業(yè)設備

　　攝像系統(tǒng)

　　廣播級攝像機，配合液壓腳架和云臺，由攝像師進行構圖、對焦等工作，攝像機外接CCU，后臺進行參數(shù)調光。目前大部分攝像機系統(tǒng)采用SONY和Panasonic設備。

　　燈光

　　現(xiàn)在主流采用LED光源，壽命長，顯色系數(shù)可Re≥95。按用途分類大概分由3200K(3050K)和5600K燈光色溫選擇，前者一般用于新聞訪談等，后者一般用于高清節(jié)目。燈光布局一般是人物前后光源照射無死角，再加入一下特部照射顯托層次、立體感;還有LOGO部分、其他突出部分等環(huán)節(jié)的燈光布局。

　　監(jiān)播

　　廣播電臺的安全播出是每一個電臺的領導和技術人員非常關注的問題。電臺的播出是一個復雜，外延廣泛的系統(tǒng)，實現(xiàn)安全播出就必須清楚直觀的對所有相關系統(tǒng)作合理實時的監(jiān)控，并對現(xiàn)場技術人員給于足夠的技術輔助，將播出的安全性提高到一個新的層次。

　　監(jiān)播室的核心作用是將廣播信號實時視頻電平監(jiān)測、音頻指標在線測量、多點監(jiān)聽、報警指示、代播報警等多項監(jiān)測監(jiān)播功能，利用現(xiàn)代音視頻處理與識別技術進行音視頻監(jiān)聽監(jiān)看、總控監(jiān)看、在線分析和智能故障判斷，實現(xiàn)對廣播電臺的錄制、直播、總控、調制、發(fā)射等各個環(huán)節(jié)的信號監(jiān)測與內容監(jiān)播，保證廣播電臺節(jié)目的安全正常播出。

　　四、顯示系統(tǒng)介紹

　　1、系統(tǒng)特點

　　簡易使用與高兼容

　　制景屏系統(tǒng)架設在小型全觸控平臺(PAD或其他移動終端)上的集中管理設計，讓所有的控制管理融入人機交互感念，同時借助系統(tǒng)化的大型信息處理平臺提供各類信號接入，為演播室背景屏系統(tǒng)注入強大呈現(xiàn)效果與便捷易用的體驗。

　　(小圓放實際畫面，紅色大球加一個無線拖曳簡易控制示意)

　　安全與動態(tài)呈現(xiàn)

　　使用廣電行業(yè)最高的不黑屏標準，對整套LED制景屏系統(tǒng)提供完整冗余設計方案，使用電源、信號的獨立處理，為演播室提供不黑屏的熱備份技術儲備。結合LED主動發(fā)光技術的高色域呈現(xiàn)技術，最終達成安全與畫面效果的雙子星塔聳立于廣電背景屏應用的最頂端。

　　做備份與高清晰的示意圖

　　先進的設計

　　致力運行安全設計最高標準，作為顯示系統(tǒng)核心顯示部分，為廣電行業(yè)應用產品做出領先LED市場的均衡部件設計，采用高性能導熱鋁材料，內部結構兩邊平均優(yōu)化布局，面板熱處理等技術，讓整個顯示屏的電氣性能提升一個等次。實現(xiàn)溫升低，壽命更長，性能更穩(wěn)定。

　　面板 背板

　　2、系統(tǒng)功能

　　對下方5個表達做圖畫

　　信號預監(jiān)回顯

　　背景畫面切換

　　播放信號源管理

　　技術員權限管理

　　集中控制管理

　　五、設備規(guī)格

　　1、顯示

　　特點

　　ü 16:9箱體比例，點對點顯示2K、4K以上視頻源

　　ü HUB卡+轉換板形式，方便前/后維護

　　ü CNC加工，工業(yè)級的外形和箱體平整度

　　ü 支持模組平面度調整，箱體間縫隙調整

　　ü 全鋁主動式散熱系統(tǒng)，零噪音

　　ü 后蓋無螺絲或前維護，極速模塊化維護方式

　　ü 低亮高灰

　　ü 備份與熱拔插

　　技術參數(shù)

　　2、拼接控制器

　　特點

　　ü 純FPGA硬件架構，不死機，可直接斷電

　　ü 支持不同點間距LED屏拼接。

　　ü 單通道輸出四個獨立圖層。

　　ü 廣電級60Hz實時處理，全通道24位RGB處理。

　　ü 支持4K x 2K的輸入。

　　ü 顯示窗口的大小任意疊加，漫游

　　ü 無縫實時畫面切換，符合廣電應用

　　ü 工作模板的多機快速恢復功能，方便的在各種應用場合下快速切換。

　　ü 輸入輸出圖像實時監(jiān)視。

　　ü 支持點對點顯示的高清底圖

　　ü 支持多種操作控制

　　ü 雙電源冗余備份

　　技術參數(shù)

　　3、控制管理

　　ü 網絡或者串口通訊的設置及連接

　　ü 新建屏幕及屬性設置

　　ü 輸出設置，包括屏幕屬性

　　ü 輸入設置，包括圖像截取、亮度對比度和 EDID 設置

　　ü 圖層設置，包括圖層排布及分組設置

　　ü 場景設置，包括場景的保存與刪除

　　ü 場景切換及預覽，可提前預覽保存的場景并切換

ü

多畫面預覽，可以切換不同的預覽排布方式

　　ü 背景設置及保存

　　ü 軟件實時預覽輸入源畫面及大屏播放畫面

　　ü 屏幕畫面的任意切換

　　ü 預設保存與加載

　　ü 系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)控

　　ü 工程的保存與加載

　　ü 對主機的出廠復位

　　六、易事達在廣電行業(yè)的競爭優(yōu)勢

　　1、公司優(yōu)勢

　　Ø 提供更專業(yè)的消除摩爾紋方案

　　上面說到差拍現(xiàn)象，用空間分析舉個例其實是LED屏顯示畫面時在兩個空間頻率略有差異的條紋，進行空間重合出現(xiàn)畫面時，產生的一種現(xiàn)象，下方用一個過程進行描述：

兩個頻率空間差異

第一部整合

整合顯示

　　最后一張整合顯示時，呈現(xiàn)給觀眾眼睛的就是不規(guī)則的黑白混合顯示，俗稱摩爾紋現(xiàn)象。

　　易事達在國內外不同電視臺應用中，結合自身研發(fā)能力等技術力量，為演播室應用中出現(xiàn)的摩爾紋提供幾種方式的專業(yè)消除摩爾紋解決方案：

　　一、 配合用戶對攝像系統(tǒng)進行選型和提供建議，配合攝像系統(tǒng)，核對CCD及COMS光電耦合器像素偏置技術來減少摩爾紋產生;

　　二、 配合用戶對攝像系統(tǒng)拍攝減少摩爾紋的方法提供專業(yè)建議，例如角度、位置、焦點、焦長、鏡前濾光等;

　　三、 光學處理，改變LED表面呈現(xiàn)結構，在表面疊加光學幕材料，改變點陣式發(fā)光結構來消除摩爾紋。

　　Ø 色準

　　當演播室的制景LED屏設置成3050K或5600K色溫，是否就滿足終端觀眾的視覺效果呢?我們經常忽略了一個很專業(yè)的技術要求，就是—色彩偏離度(ΔE)(色準)-設備顯示的色彩精準程度。

　　我們來看看如LED屏色準不好，色彩產生飄移而產生的顯示差異：

標準色

R-1 G+2 B-1

R+9 G-9 B+4

　　LED顯示采用RGB三基色發(fā)光源進行配色，要達到色準，需對RGB三色光源進行精細的控制管理，我司在研發(fā)、生產技術上在對分流穩(wěn)壓器、時鐘振蕩器、數(shù)字轉換器、LED芯片波長檢測等環(huán)節(jié)進行長期積累與調試，滿足到色準ΔE<1。

　　Ø 全備份方案

　　鑒于廣電應用特殊性，設備采用冗余設計是提升安全系數(shù)的最好解決方案。我司在視訊行業(yè)多年的產品應用與研發(fā)積累，為廣電行業(yè)用戶提供專業(yè)的全備份建議方案。

　　顯示系統(tǒng)主備

　　建設兩套一樣配置的主備系統(tǒng)，包括電源與信號處理部分。實現(xiàn)熱備份方式的智能識別切換，無黑屏現(xiàn)象。

　　視音頻

　　我方配合用戶對視頻系統(tǒng)與切換臺間的應用和備份、對數(shù)字調音臺與顯示系統(tǒng)同步配合等方面給出建議方案。

　　電源系統(tǒng)

　　配合演播室技術用電和UPS供電對顯示系統(tǒng)備份方案的整合，確保電路故障可無縫倒換，保證背景LED屏正常運行。

　　計算機設備

　　顯示系統(tǒng)的控制客戶端的計算機系統(tǒng)備份，包括電源與原始數(shù)據(jù)保存。保證計算機電腦崩潰也可用其他電腦終端調用數(shù)據(jù)控制顯示系統(tǒng)，并原設置參數(shù)不變。