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(lèi)  4

　　2 、制景顯示系統建設要求  6

　　3 、設計原則  11

　　三、演播室顯示系統設計  13

　　1 、拓撲圖與屏幕設計  13

　　2 、組成部分  14

　　3 、其他相關(guān)專(zhuān)業(yè)設備  15

　　四、顯示系統介紹  17

　　1 、系統特點(diǎn)  17

　　2 、系統功能  19

　　五、設備規格  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(jìn)行空間藝術(shù)創(chuàng )作的場(chǎng)所，是電視節目制作的常規基地，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(jìn)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(dòng)的畫(huà)面)技術(shù)。

　　二、演播室建設

　　1、演播室歸類(lèi)

　　* 用途

　　大型(800-2200㎡)-用于場(chǎng)面較大的歌舞、戲曲、綜藝活動(dòng)等節目，也可分區域進(jìn)行景區選擇

　　中型(300-600㎡)-用于場(chǎng)面較小的歌舞、戲曲、智力競賽及座談會(huì )等

　　小型演播室(50-200㎡)-以新聞、訪(fǎng)談等節目為主

　　* 方式

　　直播-對設備穩定性、人物能力要求高，具備時(shí)效、真實(shí)感，可以給觀(guān)眾很好的互動(dòng)性;

　　錄播-前期工作小，可碎片化編輯，內容會(huì )更豐富;但沒(méi)有時(shí)效性和互動(dòng)性;

　　* 分類(lèi)

　　常規節目

實(shí)物造景

　　由實(shí)物搭建的演播室布景，人物活動(dòng)與錄影背景內容固定在相對一個(gè)方式上。

　　虛擬現實(shí)

虛擬造景

　　實(shí)質(zhì)是將計算機制作的虛擬三維場(chǎng)景與電視攝像機現場(chǎng)拍攝的人物活動(dòng)圖像進(jìn)行數字化的實(shí)時(shí)合成，使人物與虛擬背景能夠同步變化，從而實(shí)現兩者天衣無(wú)縫的融合，以獲得完美的合成畫(huà)面，內容與形式多樣化。

　　關(guān)于演播室分類(lèi)闡述

　　虛擬現實(shí)-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(wú)需現場(chǎng)觀(guān)眾，而且人與人互動(dòng)需求少;

　　常規節目-使用在中、大型演播室，對空間要求大，有面對面互動(dòng)或現場(chǎng)觀(guān)眾;

　　中大型演播室通過(guò)實(shí)景搭建，營(yíng)造出的環(huán)境給主持人或現場(chǎng)人員提供更活躍的氛圍。實(shí)景布局有兩種方式，一個(gè)是固定式環(huán)境裝修，另一個(gè)是加入制景(背景)屏幕，后者由節目形態(tài)來(lái)定制任意色彩與畫(huà)面變換來(lái)滿(mǎn)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，現代中大型演播室建設在聲、光、電技術(shù)應用需求會(huì )往多元化、專(zhuān)業(yè)性發(fā)展。

　　以下主要是對中大型演播室的制景(背景)顯示系統進(jìn)行闡述。

　　2、制景顯示系統建設要求

　　功能

　　u 無(wú)縫、無(wú)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(huà)面顯示，不額外產(chǎn)生分隔等觀(guān)感。在屏幕加工精度、亮線(xiàn)處理技術(shù)上有好的處理技術(shù)。

　　完整呈現 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(gè)核心呈現系統，必須能接入電視臺其他制作、播放等信號源系統，例如：圖文包裝系統、攝像系統、虛擬系統、超高分辨率工作站等。并各信號可任意調屏顯示，開(kāi)多個(gè)畫(huà)中畫(huà)(窗口)進(jìn)行漫游、放大等功能。

　　圖片

　　u 攝像無(wú)屏閃

　　LED制景屏不能被攝影攝像系統捕捉呈現出掃描紋或閃爍現象。LED屏通過(guò)高刷新率設計，同時(shí)針對攝像系統的50Hz與60Hz調整頻率規格進(jìn)行優(yōu)化，LED屏的刷新率設計成60Hz或50Hz整倍數，來(lái)消除閃屏等現象。

掃描紋

　　u 色域、HDR顯示技術(shù)

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

　　非HDR HDR

　　LED屏能呈現出高動(dòng)態(tài)范圍(HDR)顯示源做出的效果，對畫(huà)面整體亮度和色彩顏色展現都有明顯提升。這就需廠(chǎng)家對LED屏的傳輸系統、中央處理等技術(shù)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(gè)重要領(lǐng)域：

　　經(jīng)?？吹揭粋€(gè)場(chǎng)景:節目制作師的作品在顯示屏顯示時(shí),發(fā)覺(jué)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(shù)采用Rec.709(或sRGB)標準，后期加入更高NTSC或Adobe RGB色域標準，俗稱(chēng)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(huà)面有什么不同：

　　AdobeRGBsRGB

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

　　u 無(wú)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(lèi)，應不制造噪音和符合EMC標準。

　　顯示屏噪音產(chǎn)生源都來(lái)自風(fēng)扇散熱。采用低功率、高效能設計，輔助主動(dòng)式外殼散熱等先進(jìn)技術(shù)，杜絕使用風(fēng)扇，還減少因風(fēng)扇問(wèn)題導致的散熱不好而影響設備穩定性。

　　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(guān)眾電視畫(huà)面中，5000K色溫以上的LED背景屏就會(huì )明顯偏藍，色譜中接近一半的色彩無(wú)法正確呈現;而當攝像機針對5600K色溫燈光校白時(shí)，觀(guān)眾電視畫(huà)面中的低色溫LED背景屏就會(huì )呈現明顯的橙紅色，人物就會(huì )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

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

摩爾紋現象

　　安全

　　u 無(wú)黑屏

　　現場(chǎng)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(guān)。該技術(shù)應用范疇，演播室制景LED屏采用最安全的1+1主備兩套相同系統同時(shí)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(wú)螺絲直接打開(kāi)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(mǎn)足廣電行業(yè)對設備快速維護的技術(shù)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(jìn)性的前提下，選用性能價(jià)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(jìn)性

　　以先進(jìn)、成熟的視頻技術(shù)進(jìn)行合理搭配，支持數據、語(yǔ)音、視像等多媒體應用，用基于數字視頻的技術(shù)替代傳統的模擬視頻的技術(shù)。

　　Ø 標準化和開(kāi)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(xiàn)方法，根據現有的設備進(jìn)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(kāi)放性的解決方案。

　　Ø 可靠性和可用性

　　選用高可靠的產(chǎn)品和技術(shù)，充分考慮系統在程序運行時(shí)的應變能力和容錯能力，確保整個(gè)系統的安全與可靠。選用質(zhì)量、性能、價(jià)格、服務(wù)、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(shù)，以便系統有可靠性強、可擴展和可升級等特點(diǎn)，保證今后可迅速采用視頻網(wǎng)絡(luò )化發(fā)展出現的新技術(shù)，同時(shí)為現存不同的視頻設備(攝象機、錄象機、切換臺、字幕機等設備)提供互連手段。

　　Ø 實(shí)用性和經(jīng)濟性

　　從實(shí)用性和經(jīng)濟性出發(fā)，著(zhù)眼于近期目標和長(cháng)期的發(fā)展，選用先進(jìn)的設備，進(jìn)行最佳性能組合，利用有限的投資構造一個(gè)性能最佳的視頻操作系統。

　　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(shí)，必須能保護現有投資。應支持多種視頻格式、多種接口設置和多媒體實(shí)際應用。

　　Ø 設備的靈活性

　　設備的靈活性主要表現在前后期配置平衡等方面，配合最先進(jìn)的數字視頻技術(shù)，可以遠距離傳輸，而無(wú)需圖像質(zhì)量的改變，以適應用戶(hù)環(huán)境后期的變化。同時(shí)也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )的端口，以增加以后的延伸性。

　　三、演播室顯示系統設計

　　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、數字傳輸、高位處理芯片等技術(shù)組成的一套無(wú)縫拼接顯示屏，用于節目錄制的背景視頻、圖片等素材的顯示，為背景素材提供了超高分辨率、高動(dòng)態(tài)范圍、無(wú)分割感的極致顯示體驗。

　　拼接控制處理器

作為顯示系統信號處理核心，通過(guò)PC控制電腦、手持無(wú)線(xiàn)設備，利用有線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的方式向系統發(fā)送控制指令;通過(guò)串口(或網(wǎng)絡(luò ))，將視頻矩陣、音頻矩陣、顯示單元等外設連接起來(lái)，控制端通過(guò)發(fā)送各類(lèi)控制指令，從而實(shí)現在LED大屏幕的單屏、局部整屏、漫游、跨屏，全屏、開(kāi)關(guān)機、矩陣切換等功能。

　　信號系統

顯示系統中的最上游設備—信號產(chǎn)生系統(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(gè)節目錄制的豐富性和多樣性。

　　3、其他相關(guān)專(zhuān)業(yè)設備

　　攝像系統

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

　　燈光

　　現在主流采用LED光源，壽命長(cháng)，顯色系數可Re≥95。按用途分類(lèi)大概分由3200K(3050K)和5600K燈光色溫選擇，前者一般用于新聞訪(fǎng)談等，后者一般用于高清節目。燈光布局一般是人物前后光源照射無(wú)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)節的燈光布局。

　　監播

　　廣播電臺的安全播出是每一個(gè)電臺的領(lǐng)導和技術(shù)人員非常關(guān)注的問(wèn)題。電臺的播出是一個(gè)復雜，外延廣泛的系統，實(shí)現安全播出就必須清楚直觀(guān)的對所有相關(guān)系統作合理實(shí)時(shí)的監控，并對現場(chǎng)技術(shù)人員給于足夠的技術(shù)輔助，將播出的安全性提高到一個(gè)新的層次。

　　監播室的核心作用是將廣播信號實(shí)時(shí)視頻電平監測、音頻指標在線(xiàn)測量、多點(diǎn)監聽(tīng)、報警指示、代播報警等多項監測監播功能，利用現代音視頻處理與識別技術(shù)進(jìn)行音視頻監聽(tīng)監看、總控監看、在線(xiàn)分析和智能故障判斷，實(shí)現對廣播電臺的錄制、直播、總控、調制、發(fā)射等各個(gè)環(huán)節的信號監測與內容監播，保證廣播電臺節目的安全正常播出。

　　四、顯示系統介紹

　　1、系統特點(diǎn)

　　簡(jiǎn)易使用與高兼容

　　制景屏系統架設在小型全觸控平臺(PAD或其他移動(dòng)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(shí)借助系統化的大型信息處理平臺提供各類(lèi)信號接入，為演播室背景屏系統注入強大呈現效果與便捷易用的體驗。

　　(小圓放實(shí)際畫(huà)面，紅色大球加一個(gè)無(wú)線(xiàn)拖曳簡(jiǎn)易控制示意)

　　安全與動(dòng)態(tài)呈現

　　使用廣電行業(yè)最高的不黑屏標準，對整套LED制景屏系統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(shù)儲備。結合LED主動(dòng)發(fā)光技術(shù)的高色域呈現技術(shù)，最終達成安全與畫(huà)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(jìn)的設計

　　致力運行安全設計最高標準，作為顯示系統核心顯示部分，為廣電行業(yè)應用產(chǎn)品做出領(lǐng)先LED市場(chǎng)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(shù)，讓整個(gè)顯示屏的電氣性能提升一個(gè)等次。實(shí)現溫升低，壽命更長(cháng)，性能更穩定。

　　面板 背板

　　2、系統功能

　　對下方5個(gè)表達做圖畫(huà)

　　信號預監回顯

　　背景畫(huà)面切換

　　播放信號源管理

　　技術(shù)員權限管理

　　集中控制管理

　　五、設備規格

　　1、顯示

　　特點(diǎn)

　　ü 16:9箱體比例，點(diǎn)對點(diǎn)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(dòng)式散熱系統，零噪音

　　ü 后蓋無(wú)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(shù)參數

　　2、拼接控制器

　　特點(diǎn)

　　ü 純FPGA硬件架構，不死機，可直接斷電

　　ü 支持不同點(diǎn)間距LED屏拼接。

　　ü 單通道輸出四個(gè)獨立圖層。

　　ü 廣電級60Hz實(shí)時(shí)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(wú)縫實(shí)時(shí)畫(huà)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(chǎng)合下快速切換。

　　ü 輸入輸出圖像實(shí)時(shí)監視。

　　ü 支持點(diǎn)對點(diǎn)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(shù)參數

　　3、控制管理

　　ü 網(wǎng)絡(luò )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(chǎng)景設置，包括場(chǎng)景的保存與刪除

　　ü 場(chǎng)景切換及預覽，可提前預覽保存的場(chǎng)景并切換

ü

多畫(huà)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(shí)時(shí)預覽輸入源畫(huà)面及大屏播放畫(huà)面

　　ü 屏幕畫(huà)面的任意切換

　　ü 預設保存與加載

　　ü 系統運行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監控

　　ü 工程的保存與加載

　　ü 對主機的出廠(chǎng)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(zhuān)業(yè)的消除摩爾紋方案

　　上面說(shuō)到差拍現象，用空間分析舉個(gè)例其實(shí)是LED屏顯示畫(huà)面時(shí)在兩個(gè)空間頻率略有差異的條紋，進(jìn)行空間重合出現畫(huà)面時(shí)，產(chǎn)生的一種現象，下方用一個(gè)過(guò)程進(jìn)行描述：

兩個(gè)頻率空間差異

第一部整合

整合顯示

　　最后一張整合顯示時(shí)，呈現給觀(guān)眾眼睛的就是不規則的黑白混合顯示，俗稱(chēng)摩爾紋現象。

　　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(shù)力量，為演播室應用中出現的摩爾紋提供幾種方式的專(zhuān)業(yè)消除摩爾紋解決方案：

　　一、 配合用戶(hù)對攝像系統進(jìn)行選型和提供建議，配合攝像系統，核對CCD及COMS光電耦合器像素偏置技術(shù)來(lái)減少摩爾紋產(chǎn)生;

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

　　三、 光學(xué)處理，改變LED表面呈現結構，在表面疊加光學(xué)幕材料，改變點(diǎn)陣式發(fā)光結構來(lái)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(mǎn)足終端觀(guān)眾的視覺(jué)效果呢?我們經(jīng)常忽略了一個(gè)很專(zhuān)業(yè)的技術(shù)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(lái)看看如LED屏色準不好，色彩產(chǎn)生飄移而產(chǎn)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(jìn)行配色，要達到色準，需對RGB三色光源進(jìn)行精細的控制管理，我司在研發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)上在對分流穩壓器、時(shí)鐘振蕩器、數字轉換器、LED芯片波長(cháng)檢測等環(huán)節進(jìn)行長(cháng)期積累與調試，滿(mǎn)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的最好解決方案。我司在視訊行業(yè)多年的產(chǎn)品應用與研發(fā)積累，為廣電行業(yè)用戶(hù)提供專(zhuān)業(yè)的全備份建議方案。

　　顯示系統主備

　　建設兩套一樣配置的主備系統，包括電源與信號處理部分。實(shí)現熱備份方式的智能識別切換，無(wú)黑屏現象。

　　視音頻

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

　　電源系統

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

　　計算機設備

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