《中山气象》影视高清系统改造与实施

发布时间：2020-06-13 17:02所属平台：学报论文发表咨询网浏览： 次

摘要:为了满足公共气象影视事业发展的需要，对总控系统进行了高清升级改造。升级后的系统更符合现代电视主流技术需要。相较原有系统更具安全性、实用性和可扩展性，能够承担高标清信号接收、调度、监控、技术监测、传输的重要职能，保障节目传输、直转播、信

　　摘要:为了满足公共气象影视事业发展的需要，对总控系统进行了高清升级改造。升级后的系统更符合现代电视主流技术需要。相较原有系统更具安全性、实用性和可扩展性，能够承担高标清信号接收、调度、监控、技术监测、传输的重要职能，保障节目传输、直转播、信号资源共享等实时业务的运行，满足新技术条件下的安播需求。本文从项目设计到施工，详细介绍了此次高清升级改造的过程。

　　关键词：中山气象影视高清系统改造

　　引言：气象频道可提供权威，实用和细分的天气信息以及其他相关的生活服务信息。新闻工作室承担每日天气新闻，预警信息发布，现场灾难广播和大部分节目制作等任务。该工作室的高清化，文件化和虚拟化转换和升级可以满足广播电影电视总局广播级安全制作和安全播出的要求。

　　1、系统总体设计

　　为了实现新闻演播室的节目形式升级，系统升级技术路线图，设计目标如下：

　　系统高清升级。视频系统从前端摄像头拍摄，视频切换合成调度，视频末端分配和收录，从标准清晰度格式升级为高清格式。升级到高清视频系统后，必须大大改善图像清晰度和色彩的主观体验。

　　增强虚拟前景植入功能。增强定位系统的准确性，渲染机的性能以及虚拟场景的细化。配备高性能渲染机和色键器，并使用业界先进的光学虚拟跟踪和定位系统。该系统将具有合成高质量前景，背景和关键信号的能力，以及高清兼容的高质量虚拟场景渲染功能。

　　系统可靠性设计，音频和视频系统以及同步系统体系结构均为双路热备结构。前端的任何信号都有2条路由，当其中一个通道发生重大故障时，可以任意切换到另一条信号，最终完成制作和播出。

　　2、系统建设与调试

　　虚拟演播室系统的建设大致可以分为6个部分：绿箱与照明系统建设，音视频系统建设，计算机网络建设，气象数据调用，摄像机跟踪与定位调试，绿箱抠像调试。在这些部分中，绿箱的构建，摄像机跟踪和定位调试，键控调试和气象数据调用是整个项目的重点和难点。只有解决所有这些问题，虚拟演播室技术才能成功地应用于天气预报节目的制作。

　　2.1演播室绿箱及灯光系统

　　虚拟演播室系统对绿箱景区的建设标准提出了更高的要求。绿色框的正面宽度应大于7m，最好深度为3〜5m。如果太深，将影响相机的移动范围。高度为3〜4m。绿色盒子表面的油漆应均匀涂刷，墙壁与墙壁之间以及墙壁与地面之间不应有明显的接缝。如果绿色框不符合虚拟演播室系统的技术要求，则图像跟踪路径将不正确。虚拟工作室结合演播室的实际大小和主持人的活动范围，将绿色盒子的正面宽度增加到12m。整个景区采用“三墙一底”的U形结构设计。这种结构可以提供更多的空间，相机的位置限制较小，并且摇摄范围较大。在左侧墙上安装了3mX2*5m的虚拟定位网格，网格的下边缘距离地面50cm。墙上的表面均匀涂有5721型专用绿色油漆，专用于键入虚拟场景，以达到与虚拟网格颜色匹配的效果。景区的地面全部铺有专用于虚拟演播室的绿色地胶。

　　由于上述虚拟景区很大，并且抠像技术要求对背景灯进行均匀照明，因此重新调整了工作室的原始灯光布局，并补充了一些区域光源，并添加了横向光路以使每个光源垂直和水平位置调整都是可能的。整体灯阵列采用5排设计，绿色背景板为最后端，从最后一行到前排为轮廓灯，背景灯，正侧面灯，正前灯，正面灯，局部补光。

　　2.2视频系统

　　计算虚拟设备在视频系统中添加的信号源以及所需的切换台输出数量。虚拟演播室系统中添加的信号源主要包括虚拟图形渲染处理器(以下称HDVG)，网格数字视频数据处理器(以下称为DVP)和外部高清色键控器。在设计方案时，需要仔细计算上述设备的输出信号数量。就切换器的输出数量而言，有必要考虑是否提供将外部视频插入虚拟场景的功能。这些数据确定信号处理设备的数量。在设计视频系统时，必须确保返回到每个摄像机的返回信号是最终虚拟场景和摄像机关键点的合成信号，以便摄像机操作员可以观察到摄像机在虚拟场景中的位置。在节目录制过程中的任何时候。

　　2.3音频系统

　　在系统设计中，采用了音频系统，视频系统和同步系统的双路热备份结构。如果切换台，主混音器和主同步器出现意外问题，则可以将它们快速平稳地切换到备用系统。同时，该系统的关键设备同时具有主备冗余电源，极大地提高了设备的运行稳定性，确保了日常业务的安全发展。此外，所有设备都通过了168小时的开机稳定性压力测试，以确保主备用电源的稳定性。它还为日常使用提供了足够的安全性。

　　2.4计算机网络

　　虚拟工作室系统的所有设备都在小型计算机网络中连接和配置。播出主控机是虚拟演播室的控制中心。除了调用和调整预制的3D虚拟场景外，它还负责将图像数据传输到HDVG并处理来自摄像机跟踪器的摄像机运动数据。广播控制PC通过以太网控制所有HDVG和DVP设备。这三个广播控制PC的功能布局是：播出控制机1是虚拟场景广播控制主机;播出控制机2为3D-WeatherWeather广播控制主机;播出控制机3是广播主机的上述两个A备份机。在虚拟场景图形创建PC上安装双网卡，一种方式连接到虚拟系统LAN，另一种方式连接到楼层业务网络交换机，作为整个虚拟系统从业务中获取资料的轮渡岛FTP。因为需要从摄影棚以外的网络平台导入大量素材文件，例如虚拟场景和相关图片。该措施避免了在连接外部存储设备时病毒的入侵，并提高了系统的安全性。

　　2.5绿箱抠像

　　由于整个绿色盒子的表面积很大，主机的活动范围很广，并且使用高清摄像头进行拍摄，因此对照明和键控的要求非常高。在系统试用操作的键控测试中，绿色在主机皮肤裸露部分的光反射很严重，并且字符整个边缘上都有亮线。针对这种现象，我们调整了工作室景区的材料和光源。用低反射率的绿色地毯覆盖光滑的地面橡胶。该方法直接降低了光反射的强度，并减少了皮肤变绿的现象。降低整体光线强度，低照度和合理的相机光圈，以使字符边缘的亮线消失。添加两个落地灯，所有落地灯均安装软纸。光源用于补充绿色盒子地板和主机腿的相对较弱的照度，从而可以消除主机腰部以下的抠像噪声和阴影。

　　3、结语

　　经过3个多月的努力，中山气象影视设备制播系统原地高清升级改造工作已经完成并很快就投入了日常业务应用。而且，施工期间为了不影响每天的节目制播工作的正常进行，我们还制定了一套周密完善、切实可行的演播室过渡方案，临时在小会议室搭建小型录播一体系统，保证各档气象节目使用原场景，不改变原有制作习惯，不降低节目质量，确保了节目播出的安全性，顺利完成了演播室原地高清升级改造任务。

　　此次改造任务的完成，标志着中山气象的演播室具备了高(标)清节目的录制与制作能力，为电视台公共频道全高清播出的目标迈出了关键的一步，虽然在改造期间碰到了种种的问题，但都在团队合力之下得已顺利解决，很好地锻炼了整个影视团队的技术队伍，提高了技术人员的业务素质，为今后的技术升级改造积累了宝贵的经验。

　　参考文献

　　[1]傅乐俭，廖欣叶.虚拟演播室技术的实践和应用[J].电视技术，2011,35(16):95-97.

　　[2]夏春玲，周小军，汪红潮.虚拟演播室技术在新闻资讯直播节目中的应用[J].现代电视技术.2008,(10):58-59.

　　作者简介：肖巧洁施含冰

　　影视论文投稿刊物：《江苏开放大学学报》(双月刊)创刊于1990年，由江苏广播电视大学主办。设置栏目有：远程开放教育研究、高职教育研究、社区教育研究、现代教育技术、文学艺术、大众传播、经济社会、法律政治。

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