昌吉广播电视台中型多功能演播室系统概述
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作者:林凌
[摘要]介绍昌吉广播电视台中型（260m2）多功能演播室的灯光舞關系统、吊装轨道机器人系统、LED大屏显示系统、视频系统、音频系统的设计及实施，并给出测试结果。
[关键词]多功能演播室;灯光舞关系统;吊装轨道机器人系统;LED大屏显示系统;视频系统;音频系统
文章编号：10.3969/j.issn.1674-8239.2019.09.009
根据中央援助新疆战略部署，福建省广播影视集团对口援建新疆昌吉广播电视台，其中型（260m2）多功能演播室的系统设计和项目建成得到了福建省广播影视集团在技术上提供的大力支持。该演播室系统包括灯光舞美系统、吊装轨道机器人系统、LED大屏显示系统、视频系统、音频系统，总体设计充分体现了先进、实用的基本原则，可满足文艺节目表演（包括戏曲、歌舞、歌曲演唱、现场节目互动及其它类型综合性节目）的直播和录制需求，为昌吉广播电视台综艺节目的生产制作提供基础设施和空间。
1灯光舞美系统
该演播室的节目形式以综艺为主，舞台为钢化玻璃，电动伸缩出T型台，舞台配置星空幕。其舞美设计灵活机动、造型美观，具有一些前卫的元素。灯光系统需要吊轨机器人配合，其配套的吊轨轨道桁架形状根据使用需求设计为异形，主灯架做成椭圆形;吊挂采用可上下左右方便移动的电动葫芦及电动吊杆;依据不同形式和不同布景的节目录制需求，配置LED光源的聚光灯、柔光灯、成像灯、电脑摇头灯，以及各种舞美LED灯带等，灯具配置、灯位图和规格数量见图1、表1。
在舞台的三面布有星光幕布，与舞台背面主屏、两侧的4组LED分屏形成整体视觉效果，并配置有烟机、干冰机、雪花机、泡泡机等效果设备。在观众席后方搭建两个追光平台，配置2台LED追光灯。在各摄像景区灯位的布置上，采用全景区立体布光，保证节目录制无黑区，突出人物立体感及景深，根据歌舞表演需要考虑到了多种电脑灯、激光灯等效果光的表现形式，舞台效果绚丽多样。
对中型多功能演播室的灯光技术指标做了多次实测，多次实测的结果可以总结为：灯光的色温为5600±150K;多功能演播室的主景区综合光照度大于2000k;多功能演播室的主景区显色指数Ra>85。这些实测结果反映在中型多功能演播室录制节目时，各景区的人和物在摄像机中呈现的画面效果良好，完全可以满足中型多功能演播室各种类型的文艺节目表演的录制。
2吊装轨道机器人系统
该中型多功能演播室为满足实现空中拍摄，安装了Piumaworld吊装轨道机器人系统。吊装轨道机器人系统主要由桁架、吊轨轨道、轨道车、升降柱、机器人云台、综合控制系统等组成。吊装轨道由直轨加弧型轨组成，固定在多功能演播室的顶部，摄像机即可借助轨道车、升降柱、机器人云台移动完成空中的拍摄，轨道示意图见图2。吊装系统可以实现在舞台中央盘旋拍摄，也运动到观众区、右边的中央位置。
为了保证轨道车的运行安全，在轨道两端安装限位开关以防止轨道车冲出轨道。此限位开关不会产生急刹现象，而是在紧急刹车前提供缓冲减速使滑轮车自动平缓地停下。系统走线采用轨道跟随导线的方式，即在轨道车下面设置导线滑块跟随，在轨道车运动时线缆通过滑块收放使轨道车流畅运动（见图3）。
通过配置云台和升降柱可以实现机器人云台最大俯仰角度为±170°、最大水平旋转角度为±172°、最高转速60°/s的调整;升降柱可以实现的最大升降距离1m，伸缩臂的伸缩范围在1.4m～2.4m，从而取代摇臂的功能。轨道车、机器人云台和升降柱均可以通过数控和手控两种方式进行控制和操作。在采用数控方式时，应用专业的iO.BOT控制软件，通过对pQn、tilt、column、dolly、focus、zoom等参数的调整，来实现对轨道车、机器人云台和升降柱的运动轨迹以及运动速度的控制;同时，还具备对摄像机的推拉和聚焦的控制。
3LED屏幕显示系统
该演播室的LED屏幕显示系统的显示部分，设计为1个主屏4个侧屏的模式，即在舞台中央设置1块3.825m×6.8m的大拼接屏，两侧各有2块3.825m X 1.7m的分拼接屏，4块侧拼接屏可以通过手动方式灵活移动，实现多种表现方式。拼接大屏是由若干个LED显示模组组成，每个显示模组都有控制卡。LED屏采用规格为P2.5全彩LED屏幕，其高性能大视角室外高亮度LED发光二极管的电光转换性能高，在同等功耗条件下，实现更高的亮度显示，从而达到节能使用的要求。
LED屏幕显示系统的传输及控制部分，由DX-DeepGruy发送器、DX-DeepGray接收器和DX-DeepGroy控制器组成，如图4所示。发送器把DVI视频信号、串口传输的控制信号通过千兆网络发送到前端的接收器;接收器收到这些信号后整理成显示屏的信号，输入到控制器;控制器将组成拼接大屏的显示模组的控制卡连成一个网络，这些数据就智能寻路到显示模组。每个控制卡取到属于自己的数据，点亮所控制的显示模组。
LED屏幕显示系统具有智能寻路技术的网格数据链路结构，数据广播模式，如图5所示。构成LED拼接大屏的每个LED显示模组都有四进四出的四通道数据连接，数据智能路由，显示模组的控制卡自动选择最优的数据链路。此模式下具备多重数据保障，稳定可靠，即使模组的某一路路由中断也不会影响使用。同时，支持多点接入，数据输入点可以在屏幕的任意地方，只需要简单的设置输入点坐标即可，无需设置连线方式，可以随意拼装。每个LED显示模组的控制卡都有自动检测功能，可以检测到模组的运行情况，包括温度、箱体温度、湿度，接上亮度传感器还能检测环境的亮度。检测数据通过数据链路回传到控制主机，控制主机通过分析数据可以实时了解屏幕工作情况，做到故障实时报警，故障精确定位。
4视频系统
该演播室的视频系统设计为6讯道全高清直播制作系统。由于需要满足直播系统，安全播出是首要条件，因此采用1主1备的设计方式，1主为MVS-3000A2级M/E切换台，1备为144X 144多格式制作的NVISION 8500矩阵。 视频信号源包括6路摄像机信号;4路高清播出服务器（双通道服务器2台）输出信号;2路硬盘录像机输出信号;1路专业光盘录像机输出信号;8路在线包装（4套，其中2套用于多功能演播室内LED背景屏）的键/填充信号;1台电脑转换信号;4路总控外来信号;4路返送总控信号。
全部信号源直接进入矩阵，参与节目制作流程的信号源进入切换台。切换台输出的PGM信号和矩阵输出的PGM信号通过多通道二选一信号选择设备，切换后的信号加嵌音频信号作为末级输出的送播信号。全高清直播制作系统如框图6所示。
同时，矩阵有4路输出送至切换台，方便切换台从矩阵调用外来及其他信号。另外，此矩阵不仅可以作为切换台的备份，还可以作为多功能演播室的分控矩阵来调度和处理信号，所有的外来信号和去总控的信号都通过矩阵进行调用，矩阵环接多路帧同步/解嵌和上下变换/解嵌功能模块对信号进行处理。
5音频系统
该演播室的音频系统设计同样需要有备份，配置1台DiGiCo S21数字调音台作为主调音台用于节目音频制作，1台YAMAHA 01V96数字调音台作为备份调音台。音频信号源包括4支无线手持传声器、4支无线头戴传声器、4支无线微型领夹传声器、4支强指向枪式传声器、10支乐队拾音传声器和8路吊装拾音传声器的音频输出信号;2路电话耦合器音频输出信号;8路播出服务器音频输出信号;4路硬盘录像机音频输出信号;2路专业光盘录像机音频输出信号;4路外来信号解嵌音频输出信号;4路返送总控信号解嵌音频输出。所有音频信号源送至主数字调音台，重要音频信号源送至备数字调音台，主、备数字调音台输出音频信号通过多通道二选一信号选择设备实现主备冗余，如图7所示。
该演播室主要用于综艺表演为主，所以在现场扩声并真实还原现场声音效果至关重要。现场扩声音箱包括主扩声音箱组、超低音音箱组和舞台返送音箱。其中，主扩声音箱组选用2对4只法国L-ACOUSTICS公司的ARCSWIDE点声源同轴音箱，固定吊装在舞台台口左右上方，如图8所示。主扩声音箱组有很强的声波控制能力，在声波投射线外声压级迅速下降12dB～20dB，避免不必要的声波墙面反射和声波干涉，在保证现场扩声声压级的同时，避免传声器回授等声学问题。在舞台台口左、右两侧各吊挂1只法国L-ACOUSTICS公司的SBl8m超低频音箱，以对音乐的低频下限扩展。在录制节目过程中，选用了2只L-ACOUSTICS X12扬声器作为舞台返送音箱，其具有极高的清晰度和中高频的解析度，因节目内容和场景装置的不同设置返送音箱的位置，用于对舞台不同区域的声场覆盖，保证舞蹈演员、歌唱演员和乐队的演出需求。
系统安装完成后，采用专业的声场测试软件对该演播室的声场特性做了多次测评，结果见表2。
6视音频系统集成测试
为了达到系统的设计和使用目标，对中型多功能演播室的视音频系统集成做了一系列的测试及调试，包括：高清数字测试信号输入到切换台，经切换台、2×1切换器，由高清数字视频分配器输出;高清数字测试信号输入到矩阵，经矩阵、键控器、2×1切换器，由高清数字视频分配器输出;高清数字测试信号输入到外部信号EXT通道帧同步器，经帧同步器、切换台、2×1切换器（下变换输出），由标清数字视频分配器输出;传声器音頻测试信号输入到传声器分配器，经传声器分配器、调音台，由2×1音频切换开关输出;线路音频测试信号输入到线路分配器，经线路分配器、调音台，由2×1音频切换开关输出;数字音频测试信号输入到调音台，经调音台由2×1音频切换开关输出等。经过反复细致的测试，中型多功能演播室的视音频各项指标均正常。
其中，对视频系统的测试，以高清数字测试信号输入到切换台，经切换台、2×1切换器，由高清数字视频分配器输出的指标见表3;对音频系统的测试，以数字音频测试信号输入到调音台，经调音台由2×1音频切换开关输出的指标见表4、表5。
7总结
昌吉广播电视台中型多功能演播室系统项目自2018年2月完工试运行正常，承担少儿类综艺栏目《花儿朵朵》每周的录制，还时常承接昌吉州小型的政务会议和小型的综艺晚会。技术手段的进步为节目表现形式的丰富提供了必要的条件，相信此项目的顺利运行能给昌吉广播电视台带来更好的社会效益和经济效益。
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