小型无损数字制作系统

秦毓

（鄂尔多斯市广播电视台，内蒙古 鄂尔多斯 017000）

小型无损数字制作系统

秦毓

（鄂尔多斯市广播电视台，内蒙古 鄂尔多斯 017000）

介绍了基于高清格式的4种小型数字视频制作系统，详细讲述了其连接方案和设备要求，同时给出了相应的典型设备型号以供参考。通过对比各方案的优缺点，可让相关人员一目了然，便于选择。4种方案均满足简捷、易操作的基本模式，针对个人和小型应用场合非常实用。

高清；小型；数字化；无损制作

【本文献信息】秦毓.小型无损数字制作系统[J].电视技术，2015，39（2）.

得益于宽带网络、WiFi、3G、4G网络的迅速普及，互联网视频正在一步步蚕食传统电视的市场[1]。电视已经不再是大众获取各种动态资讯的主要途径，各种视频信息通过不同的移动终端设备呈现在大众的视野中。区别于电视的单向传输广播方式，互联网视频以其广泛的可选择性、随意性，使用户可以在任意时间、任意地点获取自己关注的内容，而不用受限于电视台的播出时间[2-3]。

在众多传播方式中，视频无疑成为最直观、最能引发高度关注的选择，这种声音与画面并存的形式，可以更直接地展示出想要呈现给公众的内容。但是，很多人空有想法和创意却苦于不知如何实现，最终导致一些好的思想火花渐渐被遗忘和抹去，而本文提出的小型数字视频制作能够很好地满足这项需求。

1 视频制作格式

由于磁带只能线性记录，上下载都要用同等时长进行转换，光盘同样需要复杂的机械运行结构，因此本文都未考虑。存储技术发展至今，已经可以实现数字化无损压缩，因此本文主要介绍以内存卡为存储介质的数字化无损制作系统。

视频制作的基本流程包括摄、录、编、播、存等环节，即使最简单的制作系统——手持式摄录一体机，也需要同时满足这5个功能。通过镜头、传声器摄入画面和声音，录制到内存卡上，录像键负责控制是否录制实现简单的编辑，取景器或液晶屏播放录制内容，录满内容后保存到内存卡。至于其他更大或更复杂的系统也是在这5个基本环节中加以扩展，实现更丰富的功能，满足用户更全面的需求。

2 基于高清制作的几种简单方案

2.1 方案一

设备被压缩至仅有2个——摄录一体机和编辑工作站。两者之间通过存储卡传输数据文件以实现无损（类似U盘操作）。由摄录一体机来完成摄、录的工作，由编辑工作站完成编、播、存的工作。这个方案适用于室外或大范围、大动态的拍摄工作。摄录一体机具有体积小、方便携带、启动快等特点。摄录一体机拍摄的素材以数据文件的形式直接存储在存储卡上，编辑工作站直接读取存储卡上的数据文件进行编辑处理。该方案的2台设备之间直接进行的是数据层面的操作，不需要进行视频编码转换，省去了上、下载的时间，同时也避免了编码过程中的信息损失。

该方案中，摄录一体机的选择成为了系统重点。摄录一体机的相关参数有很多，如技术特性、成本、使用习惯、外观等，这里不多赘述，仅就其中两项关键技术进行分析：成像单元的大小和存储单元的格式。

成像单元主要有两种：CCD和CMOS。基本上两者都是利用矽感光二极体（photodiode）进行光与电的转换。这种转换的原理就像“太阳能电池”，光线越强，电力越强；反之，电力越弱，CCD和CMOS就是将光信号转换为电信号。由于构造上的基本差异，尽管CMOS在成像品质等各方面均逊色于CCD，但因其低成本、低功耗、高整合度的特性，使得CMOS可以稳定供货，颇受供应厂商欢迎。而且，随着其制造技术不断地改良更新，CCD与CMOS之间的差异逐渐缩小。新一代的CCD以低耗电量作为改进目标，而CMOS则趋向于大尺寸以及高速影像处理晶片统合。

现在多数厂家都支持的存储单元（内存卡）是SD卡格式，它没有复杂的机械结构，同时性价比也很高。因为高清视频数据量较大，推荐选用SDXC（32 Gbyte～2 Tbyte）存储卡。在写入速度上分别有速度等级（Speed Class）和超高速（Ultra High Speed，UHS）速度等级两种标准，速度等级设有2，4，6，10等共4个等级（数字越大表示读写速度越快），提供正常与高总线速度使用。而UHS-1则专门设计给UHS总线接口使用，UHS为现存速度等级效能最快的记忆卡种类，可将总线接口速度最高定义至312 Mbit/s。速度等级和UHS速度等级两者不兼容。笔者建议使用速度等级10或UHS-1，以保证高清视频的大数据量高速存储。

摄录一体机有很多种，价格也参差不齐，在选择时除了对比各部分性能外，还要多上手体验，然后选中合适的机型。例如，松下AG-AC90MC手持型存储卡式摄录一体机，29.8 mm广角、12倍变焦镜头，3个（RGB）1/4.7型MOS图像传感器的有效像素达到268万像素，支持全高清（1 920× 1 080）图像拍摄。此外，还配备双存储卡插槽，SDXC存储卡容量可超过32 Gbyte，专业接口HDMI和XLR音频输入接口设计，价格在2.8万元左右。

方案一的另一个重点是编辑工作站。所谓编辑工作站，就是一台高性能的计算机，因为要处理的是高清视频，有大量的吞吐数据，因此对于各部件的稳定性和大容量提出了比普通计算机更高的要求。为了满足高清视频大数据量的存储要求，2 Tbyte以上的硬盘成为用户的首选，预算允许的情况下，选购固态硬盘或者多块硬盘组建的Raid模式都是方便高速存取的装机方案。此外，在保证稳定的情况下，内存肯定越大越好，对于用户而言，可尽量将主板的内存插槽插满。高频的多核处理器为用户提供了足够强劲的性能支持，渲染及视频制作才能实现超线程技术，所以并不太过强调处理器的超频性能。主板的选择重点是稳定性，丰富的接口功能也会提供更为出色的使用体验，比如HDMI接口、1394接口、G网接口等。高清视频处理对处理器提出了更为苛刻的要求，显卡方面对于一些预算有限的用户而言，整个平台都拥有不错的性能表现，基本满足使用需求。不过，拥有各大软件厂商认证的独立显卡依旧是高需求用户的必选配置。至于显示部分，笔者建议使用一台独立的HD监视器，最好具有信号监测功能，这样可以在节目编辑的过程中起到事半功倍的作用。显示器尽量选择24 in以上的大分辨率、色彩还原性好的大品牌专业产品，在编辑软件的选用上则因人而异，一般来说，价格在2.5万元左右的编辑工作站已经够用。

本方案中播的任务全部由编辑工作站完成，通过编码程序，可以把成品按照发布要求输出成不同码率的MP4，MOV，AVI等文件格式，用于网络视频播出或电视台播出。当然，如果电视台需要磁带播出，就需要另外租借一台符合要求的录像机。

对于存储，建议对于制作完成的节目，把素材以及相关的工程文件全部整理在独立的移动硬盘中妥善保管。随着互联网的普及，云存储也是一个不错的选择，大型互联网公司都对注册用户提供了云存储服务，只是名称或容量不同。方案一总价可以控制在5.5万元以内。

2.2 方案二

方案二针对在小范围活动或室内长时间拍摄的情况，允许使用电源适配器和电缆，使用数字信号线缆直接连接摄录一体机和编辑工作站。这个方案中，摄由摄录一体机完成，录和编则在编辑工作站上完成，播和存同方案一，但要求摄录一体机必须具备HDMI接口或SDI接口，同时编辑工作站也要有这两个相对应的接口。

例如松下的AG-AC160A手持型存储卡式摄录一体机，全高清高灵敏度1/3MOS成像，220万像素，带有广角的22倍HD变焦镜头，双SDXC卡记录，专业规格高便携性的新设计和独立的HD SDI接口输出，多种拍摄功能，包括全高清慢动作、快动作拍摄，价格在4.8万元左右。

把摄录一体机的信号输出端直接连接到编辑工作站的输入端，可以在摄录一体机录制（或不录制）的同时，就录入到剪辑工作站，而不用读取存储卡，不仅提高了时效性，而且还可以实时进行删减。因为编辑工作站的存储容量大得多，可以不间断地录制，被录制的对象不会因为存储卡空间不足而被打断或干扰。该方案需要注意的是HDMI线缆或SDI线缆的选择，因为线缆的带宽和质量直接影响到视频的采集质量，所以要尽量采购有保证的产品，并采用大带宽、超长度的产品，比如可以传输4K视频格式的线缆，并留有长度裕量，这样即使日后升级也不受影响。因此线缆上的冗余是非常必要的。方案二总价约8万元。

2.3 方案三

前两个方案主要是针对单机拍摄客户，后面的方案中将更多涉及多单机拍摄或混合拍摄。作为方案一的扩展，这是一个简单的多机方案，强调多机同时拍摄，拥有大范围的活动空间，比如野外环境，而编辑工作站通过直接读取多台摄录一体机的存储卡进行编辑。

方案三看似是方案一的叠加，其实并不尽然，尤其需要注意以下几点：

1）多机拍摄摄录一体机的一致性要好。尽量使用同种型号的设备，拍摄时统一设置各种参数，并尽量使用同一品牌、容量相同、读写速度相同的存储卡。

2）因为是多单机工作，需要统一的时间基准作为依据，为后期的编辑工作提供方便。

3）如果现场允许的话，最好使用外时间同步，这种通过线缆连接的方式，可以方便获得多机在时间上的同步。当然，对于摄录一体机的选择提出了额外的要求，要有时间同步输出、输入接口。

4）一份详细直观、统一格式的场记单是快速完成后期编辑工作的必备，可以省去大量用于查找素材的时间，方便、快捷、准确。

5）编辑工作站的软件最好拥有多机位切换功能，可以简单实现现场切换台的功能，后期剪辑起来就事半功倍了。

6）由于素材量加大，素材文件的管理和剪辑工程文件的管理也成为一个关注点，解决这一问题的最好方法是建立一个直观的剪辑工程管理表格，在表格内详细记录相关信息，比如存储名称、位置、长度、场记单等内容信息，随着时间的发展，这张表格会省去很多麻烦，尤其是在多人配合工作时，不必为寻找相应的素材文件而浪费时间。

方案三的价格取决于摄录一体机的数量，如果是3台，价格约12万元。

2.4 方案四

方案四即方案二和方案三的叠加，摄录一体机和编辑工作站都要有SDI接口，但是编辑工作站的输入端一般不具备多路输入功能，因此多台摄录一体机通过连接线缆输入切换台，通过切换台的输出连接编辑工作站，在编辑工作站上完成编、播、存环节。

这个方案适合对时效性要求较强的环境。因为使用了切换台，单位时间内只需要1路合成画面输入编辑工作站，省去了部分后期剪辑的时间，如果拍摄端使用摄录一体机，还可以起到备份的作用。这种联机的工作方式对同步提出了更高的要求，已经不仅仅是前面方案要求的时间上的同步了，还包括了基准信号的同步（场同步），就像是统一的节拍一样，使所有的视频甚至音频都工作在同样的时钟脉冲，这样切换画面时就不会出现画面抖动的情况。现在切换台市场上已经有带有内同步功能的切换台供选择，比如松下小型化现场切换台AW-HS50MC。

视频输入包括4路 SDI输入（SDI-IN 1至 4）、1路DVI-D输入（DVI-IN）。视频输出包括2路 SDI输出（SDI-OUT 1/2，SDI-OUT 1有2个输出接口）、1路DVI-D输出（DVI-OUT）。多画面显示是标准配置功能支持在同一时间同一监视器上显示最多10个图像窗口，包括PGM、PVW、输入信号，所有输入内同步，价格2.8万元左右。切换台的选择没有特殊限制，满足应用并且适当冗余就可以。

在这个方案中，首先推荐使用适合长距离传输信号的SDI线缆连接，而HDMI线缆同等距离下成本要高许多。编辑工作站也被要求有同步功能，这样就不会出现画面抖动。播、存与其他方案相似。因为添加了切换台等配套设备，成本会有所增加，以3台摄录一体机为例，总价格约23万元。

3 小结

本文详细介绍了4种小型数字化视频制作方案，包括连接方案和设备要求，同时给出了相应的典型设备型号，以供参考。通过对比各方案的优缺点，可使有相应需求的从业人员一目了然。4种方案均满足简捷、易操作的基本模式，针对个人和小型应用场合非常实用。

[1] 王春浩.新媒体时代下传统电视的优势与挑战[J].电视技术，2014，38（16）：14-15.

[2]陈杲，王建秀，韩苏川，等.互联网电视应用生态系统探讨[J].电视技术，2014，38（4）：60-62.

[3] 李小兰.从用户消费行为变化看广播电视技术发展趋势[J].电视技术，2013，37（22）：22-24.

责任编辑：任健男

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10.16280/j.videoe.2015.02.013

2014-10-13