青岛电视台多媒体交互演播厅背景控制和显示系统的设计与使用

韩 涛，常晓光，周 闻

（青岛电视台 新闻频道技术制作部，山东 青岛，266071）

青岛电视台多媒体交互演播厅于2011年6月建成并投入使用，目前承担着《今日》、《今晚》等新闻栏目每天3小时的直播工作，以及若干大型活动、特别节目的录制任务。笔者参与了多媒体交互演播厅背景控制与显示系统的设计。本文介绍其系统设计和使用情况，与业内同仁探讨、交流。

1 系统概况

青岛电视台多媒体交互演播厅面积约90 m2，是全封闭演播厅。在演播厅内根据景区的不同共设计有5个显示区域，包括2×7拼接的46英寸液晶拼接屏显示区、103英寸全高清等离子背景显示区、85英寸全高清等离子背景显示区、50英寸全高清等离子联排显示区、58英寸全高清等离子背景显示区。配以艾迪普多媒体智能显示与控制系统，对所有的显示区域进行统一或单独控制。

2 总体设计思路

系统设计遵循以下几个原则：空间视野的延伸性、节目形式的交互性和系统设备的稳定性。主要从以下三个方面考虑设备的选型和系统的设计。

2.1 舞美角度

选择白色为主色调，营造演播厅高亮的视觉空间，兼顾显示设备布局的调整，体现其延展性。在10 m×4 m的墙上，安装2×7的46英寸液晶拼接屏幕，作为主景区使用；相邻的墙面做成错层式，一前一后的设计体现立体感，分别安装103英寸和85英寸全高清等离子显示器；主景区相对的墙面安装3台50英寸全高清等离子显示器，作为一个连屏使用；观察窗位置安装58英寸全高清等离子显示器（设计效果图如图1所示）。所有的景区背景包裹白色亮光亚克力板，辅以亚光不锈钢作为包边，视觉冲击力强，效果非常好。

图1 演播室显示系统分布效果图

2.2 显示设备属性

在拼接屏选择的问题上，通过对DLP、液晶拼接、等离子拼接进行性能参数的比对可知，现行的设备在分辨率方面均不存在问题，都可以达到1366×768的分辨率；在亮度方面，均可以达到700 cd/m2高亮模式，对比度可达到3000∶1；但在色温的调整方面，均没有明确的色温数值调整，只有通过色彩模式的选择进行预调整，然后通过遥控器进行微调的方式来实现。

另外，受空间布局的影响，摒弃后维护设计而选择前维护，安装可拉伸支架。每次维护时，一定要注意拼接缝的处理，屏与屏接缝处是否衔接紧密，图像衔接边缘的处理是否得当，有无暗区出现等。

噪音方面，现行设备散热峰值均存在35 dB～40 dB的噪音，通过就演播室内的SONY、铁三角、舒尔、SCHOEPS等类型话筒的对比实验发现，这一噪音在新闻直播过程中可以忽略。

在设备散热方面，由于密闭环境，要求设备散热量不能太大，对拼接屏幕和等离子显示器的散热系统采用上排风设计，将亚克力底端的不锈钢包边全部打孔，顶端加装散热通道。通过排气管的自然循环，同时中央空调排气管道加大风量循环，两者配合使用散热效果非常好。

通过以上参数的对比和实验，结合预算、价格等方面的因素，最终选择三菱VS-L46XM70CH液晶拼接。综合考虑到成像效果及显示终端对视频信号色彩还原一致性的要求，选择松下高清等离子显示器作为辅助显示终端。

2.3 栏目的使用需求

从栏目角度出发，基于互动、交互方面的需求，选择2×7液晶拼接屏作为主景区，主要通过开窗形式来显示3D在线包装系统、卫星连线、微波连线、天气预报连线、交通连线、3G连线、体育点评等内容，主持人可以通过大屏幕与远程的嘉宾进行互动（如图2所示）。103英寸全高清等离子是一个栏目版权页显示和片源信号选择显示，用于在直播过程中切换和作为背景显示使用（如图3所示）。85英寸全高清等离子作为栏目中读报、点评板块使用（如图4所示）。3台50英寸全高清等离子连屏作为背景连屏显示使用。58英寸全高清等离子作为一个移动数据接收端，直播过程中，主持人可以通过移动终端，例如IPAD或者ITV等手持设备，将实时的网络内容映射到显示器上，进行短信或者微博的互动。

图2 远程互动

图3 切换台图像实时上屏

图4 读报

2.4 显示终端的控制

设计要求所有的显示设备通过统一的调度系统来集中控制，并根据栏目的需要，加强互动，实时对播出和显示的内容进行调整。还有一点非常重要，就是要考虑安全性能，整个系统做到无单一故障点，另外要有备份。

3 系统整体解决方案

3.1 控制系统概况

整个控制系统以一台12×20 DVI拼接处理器矩阵为核心，辅以两台IPLAYER 智能视景播出服务器、一台超高分辨率视频图形渲染平台，MediaLive多屏幕拼接控制器、主备大屏幕倒换控制系统和其他周边设备组成（系统示意图见图5）。

其中，12×20 DVI拼接处理器矩阵共设置有12路DVI输入，2台IPLAYER智能视景播出服务器各4路；2路来自视频矩阵调度信号，通过R-BOX（红盒子）多格式视频转换器进行转换，将SDI信号转换成DVI信号，接入拼接处理器矩阵；1路来自超高分辨率视频图形渲染平台；1路来自切换台的AUX输出。20路输出通过光纤分别供给2×7液晶拼接屏显示区、103英寸全高清等离子背景显示区、85英寸全高清等离子背景显示区、50英寸全高清等离子联排显示区、58英寸全高清等离子背景显示区。所有的输入信号均通过MediaLive多屏幕拼接控制器进行信号的调度和拼接。

图5 控制系统组成示意图

图6 系统备份信号示意图

3.2 信号

就节目应用来讲，现在由8路主备IPLAYER 智能视景播出服务器，为所有显示区域提供预先制作好的视频或者静止的图形图像。通过这种方式，既可以将图像单独显示在一个区域，也可以将演播厅所有的显示器串联显示，实现多屏幕的拼接；1台超高分辨率视频图形渲染平台用于读报、体育等板块的图片展示和解读。由切换台AUX输出的1路视频信号用于天气、交通和其他突发事件的开窗连线；另有2路来自矩阵的调度视频信号可以将外架“城市眼”摄像机或者其他信号的实时画面信号切入显示系统。由多屏幕拼接控制器调度矩阵输出20路信号，通过DVI接入演播室内所有的显示终端。

3.3 系统备份

多媒体交互演播厅要承担3个小时的直播，显示系统的备份显得尤为重要。为了安全优质播出，对主要景区的2×7液晶拼接屏采用“双级”备份的方式，对松下等离子辅助显示景区发挥其多方式输入的优势，进行了SDI和DVI两种不同输入方式的备份，确保整个控制播放系统的安全、互补、稳定（系统备份信号示意图如图6所示）。

3.4 显示终端

演播厅内所有的显示终端都采用双路DVI输入，主路控制系统采用的是MediaLive多屏幕拼接控制器，通过两台IPLAYER 智能视景播出服务器分别进行热备份。备路采用的是HP-Z400专业图形工作站作为备份图像显示设备，循环播放预先制作好的高清晰格式的背景图像，也是通过DVI信号接入显示系统的另一路DVI输入。主路和备路以研华工控机作为载体，通过路由控制器和拼接屏内置三菱主备切换控制器来实现主备两路系统的双极热备功能，进行主备倒换的时间可以控制在1 s以内，同时它也可以实现远程开关机和信号源的输入选择。另外，对于所有的松下等离子显示终端，采用“热备+冷备”的方式将主路设置为DVI输入，备路通过视频矩阵调度外景信号，以SDI输入方式接入，在主路出问题的时候，通过遥控器的输入选择即可进行切换，保证始终存在输入信号，避免黑屏的现象。

4 几点使用体会

（1）液晶拼接和等离子的色温有差别，很难通过设备的调整来弥补，这导致两者在色彩一致性方面存在差异。使用一台摄像机在同时取液晶和等离子的图像时，色彩还原存在色差，红色尤为明显。

（2）如何处理好灯光、显示终端、环境的关系？不管是液晶还是等离子，在高亮环境中，如果亮度太高，容易喧宾夺主，主播面部暗淡的时候，光圈已经超出范围；如果亮度太低，容易形成镜面反射，演播室的灯光容易使液晶拼接和等离子形成高光点，聚光灯尤为明显。经过多方的对比试验，将显示终端的亮度设置为中间值偏高的程度，采用阿莱的平板LED等作为面光，均匀照亮主播；阿莱的聚光灯远吊、高挂作为主光和逆光使用，形成的图像比较干净明快。

（3）为保证各个显示终端色彩的生动、丰富及图像的清晰，建议将背景图像制作成1920×1080的高分辨率图像输入IPLAYER 智能视景播出服务器进行播放。

（4）MediaLive多屏幕拼接控制器要对所有显示终端进行控制，其中也包括设备本身的VGA显示，在DVI输出和VGA输出并存的情况下，系统辨认屏幕时可能出现错误，因此，要严格有序地设置显示终端在拼接控制器中的显示位置，务必做好备份，防止由于屏幕辨认混乱而造成的无法正常显示。

（5）关于设备噪音问题。三菱拼接屏在所有风扇启动时的峰值噪音达到35 dB，通过演播室内的SONY、铁三角、舒尔、SCHOEPS等类型桌面话筒和胸麦的对比实验发现，对桌面话筒的影响相对较大，而对于胸麦影响较小，在新闻直播过程中可以忽略。因此，选用胸麦作为主要话筒使用，桌面话筒作为备份。

（6）液晶拼接的前维护需要将显示设备拉出进行，对接收设备很容易产生影响，建议将接收DVI信号的光纤接收线路预留出足够的长度，并且光纤线路和收发器要留有备份。

（7）直播节目中大屏显示系统的设置和调度不允许出错。因此，将节目每一个板块的显示状态和播放内容在MediaLive多屏幕拼接控制器中制作成特定的文件，并且制作系统和场景文件的备份，在直播转场间隙即可调用，仅需1 s，这样就避免了临时调整播出矩阵带来的直播风险。到目前为止，在直播中只因智能视景播出服务器问题使用了2次应急切换，大屏幕显示系统正常。

（8）虽然大屏控制系统是双路，但大屏拼接显示系统毕竟是系统中的单点。为确保安全优质播出，制定了严格的直播前2.5小时提前试机制度。试机时曾遇到过这样的问题：主路屏幕有一块花屏，而切换备路HP-Z400显示正常，初步判断为主路大屏控制问题。为确定是光发还是光收存在问题，笔者一级一级测试，直至更换了全新备份的光发与光收，故障依旧存在。而这时离直播只剩下最后1小时，节目制作部门已经陆续进场，笔者最后复位了拼接处理器矩阵，故障才得以解决。系统工作至今正常。

多媒体交互演播厅更好地满足了多媒体时代和三网融合背景下电视观众从全媒体、多角度了解新闻的需求。笔者参与设计的背景控制与显示系统投用半年来，使用效果良好，达到了预期目标。