基于计算机平台的数字“全能机”特点及新功能应用

李萌

摘要：以往要实现虚拟演播室功能就必须用特技切换台、调音台、录像机、监视器等大量硬件设备组合完成。基于计算机平台的数字“全能机”的出现使其以单机实现现场导播系统、虚拟演播室、字幕机、非线性编辑、延时播出、网络直播等多种丰富实用的功能。由于基于计算机平台，用户还可不断进行更多的功能升级。

关键词：全能机 远程教学 功能特点

中图分类号：TP309 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）12-0083-01

1 “全能机”概述

所谓“全能机”就是摒弃了以往实现虚拟演播室功能所必须的特技切换台、调音台、录像机、监视器等大量硬件设备的组合拼凑方式，采用目前最流行也是行业技术发展最新的“全能机”概念，以单机的方式实现过去复杂的系统功能，减少了故障隐患环节、降低了劳动强度、节约了投资成本，提高了工作效率，更充分保障了项目技术的前瞻性。用户可以在多路摄像机位上分别设置高品质硬件色键抠像，并实时叠加到预置的三维场景当中，与其它传统虚拟演播室不同的是，所有的现场抠像画面都完全实时渲染，更不必另配硬件的色键器、延时器、传感器以实现主持人与场景的无缝联动，同时更无须其它任何的录像机、字幕机等复杂周边设备，除实现现场的字幕功能外所有场景都以广播级MPEG2IBP的格式实时采集录制到本地硬盘上，直接在本地进行再编辑或播出，这正符合了“全能机”的“全能”特点。

2 主要功能特点及应用

2.1 特技切换台功能

该系统具备特技切换台功能，提供6路外部视频输入，同时另提供2路来自于本机硬盘的素材垫片，所有8路视频都可以任意互相切换，每路场景的音频都可以单独控制，同时也可以与视频绑定（音频跟随Audio Follow），实现在视频切换的同时进行音频通道的自动切换，并且某些全能机型号同时可以支持单独的背景音乐的播放，替代了必须另配CD卡座以及专人配合操作的传统工作模式，另外也可以设置修正由于现场不同机位的空间位置不同导致的音频延时。为适应导播人员对传统特技切换台的操作习惯，导播系统提供完全依照传统导播使用习惯的外置导播切换控制台，并且软件操作界面模拟真实特技切换面板而设计，保留了手动推杆、下游键字幕控制按钮等功能，并可由键盘热键完成各种特技切换操作。系统自带了超过300个的划像特技，并且可随时通过制作相应格式的灰度图像实现无限的扩充。

2.2 Single-BNC技术

“全能机”采用了Single-BNC技术，实现了同一个BNC接口同时支持高清HD-SDI、标清SD-SDI甚至模拟复合CVBS等多种信号格式，成为了当下高清与标清、数字与模拟必须同时兼顾的最好选择。

2.3 内置多路调音台

“全能机”除提供与视频相对独立的6路立体声音频输入以及两路本地素材所自带的音频以外，另提供一路单独的本地背景音频播出控制，可以用于现场背景音乐的播出，同时主板声卡输入也能正常工作，实时显示所有音频的VU波形，相当于配备了小型调音台系统。

2.4 外置导播切换控制台

与传统特技切换台一样，“全能机”可以实现任意两路视频特技转换，包括淡入淡出（Fade in/Fade out）、划像（Effect）、卷页（Page Turn）、水波（Ripple）、抠像（KEY）等等，考虑到操作人员的传统操作习惯，用户还可以选配专用的外置导播切换控制台，采用USB即插即用接口，无需额外供电，用导播人员最熟悉的按钮及推杆实现所有现场导播切换。

2.5 自动白平衡调节和独立的色彩校正

在实际导播过程中由于现场灯光条件不同以及不同摄像机型号间的特性差异，各机位的摄像机信号有可能存在偏移色差，传统的使用方式除了对每台摄像机使用前进行自动白平衡调节以外还要使用CCU（摄像机控制单元）进行统一微调。“全能机”在系统中内嵌了对所有输入视频进行自动白平衡调节的功能，同时还开放了对各机位分别单独进行色彩校正的微调参数调节。

2.6 i-CG字幕功能

考虑到实际导播人员在画面切换的同时不可能有精力同时负责字幕的逐条播出，参考传统的导播模式，在“全能机”导播操作界面上仅保留了下游键（DSK）按钮，也就是说仅由现场导播来控制字幕是否叠加到输出视频上，而实际的具体字幕内容的制作和逐条键控则另由专人负责，与传统导播环境中不同的是无需另再配置字幕机硬件，仅要在一台与全能机能过网络相联的笔记本电脑上通过安装相应的客户端软件就可以实现字幕的制作和播出，更无需进行字幕机的黑场同步、行场相位以及键延时等一系列复杂的系统设置。

2.7 使用i-VGA功能实现课件演示画面输入

对于学校教学、会议演讲等场合中经常需要有PPT文稿演示，“全能机”现场导播系统具备方便实用的i-VGA功能，在演讲者的笔记本电脑上运行系统提供的客户端软件，通过网络方式使之与全能机联网，就可以将PPT演讲稿设置为一路视频源参与各路信号的切换。与通常的VGA/TV视频转换器相比，i-VGA方式具备更好的防闪烁效果，同时不受VGA显示分辨率的限制，能够提供更清晰的VGA视频显示。

2.8 网络直播（流媒体发布）系统

随着网络用户的不断激增以及为充分利用学校、行业等用户的现有网络结构，采用网络直播的方式比传统的电视视频直播更加经济和高效，系统标配附带有功能强大的网络直播模块可以完全满足各种用户的视频会议、远程教育和IPTV网络电视的直播要求。在实际网络直播应用中用户可以选用“拉”和“拖”两种模式。前者是通过客户端直接输入的IP地址实现直接的网络访问，后者是采用行业通用的编码技术和网络结构，由全能机将现场直播画面实时编码后推送到一台专用的位于主干网络的视频服务器上，所有的客户端通过访问服务器来实现。两种模式可根据不同环境情况选择使用。

3 结语

以“全能机”为核心，能够满足远程教学、文艺晚会、运动会等大型户外现场导播切换，并在有线电视系统及互联网上同时进行现场直播或录播等功能需求。

“全能机”技术在高校教学中的推广是一个需要有关的技术人员和教学设计人员共同提高和发展的系统工程。通过对虚拟技术的深入了解，可以更好地使用高新技术为现代化教学服务。随着计算机技术的发展和相关软件的开发，“全能机”技术在高校教学中将会发挥出更大的作用。