论苏州台新闻演播室ViZrt在线包装系统与Mosart集控演播室改造

李宁斌+程晨+虞梦娇+潘之颖

【摘要】借助苏州广电集团建造和搬迁新大楼的契机，苏州台从去年开始实现了从标清到高清制播的转换。新大楼新闻直播演播室集合了目前先进的广电设备，营造了一个与观众互动性较强的演播室群体。为满足新闻直播日渐挑剔的审美要求，新闻演播室在节目包装上可见一斑。本项目的演播室群，使用了Vizrt公司的包装设备并开创性地在新闻直播中使用了Mosart集中控制系统。项目集成工作于2016年2月底开始实施，2016年12月，升级改造工作全部完成。经自检，系统性能、指标达到了演播室集成任务要求。

【关键词】Vizrt Mosart Trio VVS ArtistGraphic Hub Viz Engine

一.引言

（一）在线包装

位于苏州现代传媒广场广电总台的新闻演播室在线包装系统，主要分布于广场南楼的5层及7层新闻直播演播室区域。苏州台采用了全球市场占有率第一的Vizrt（维斯亚迪）品牌的演播室包装解决方案。技术上能实现在统一技术平台下，数据、模板的互联互通。普遍用于所有直播新闻栏目中大屏、字幕、图片开窗及机器人虚拟结合等实时画面渲染中。增加了直播节目的可看性、信息量，更是增强了视觉冲击力，虚实结合，增加了节目的收视率。

包装系统主要由字幕包装、虚拟系统、大屏幕包装、点评包装等组成。且包括设计端在内均采用相同的播控端软件（VizTrio）以及全兼容的渲染引擎（Viz Engine）。软件方面可以实现素材完全共享及跨平台漫游（Viz GH）；硬件方面具有可互换性，提供极好的可维护性，保证了系统的高可靠性。

（二）Mosart集中控制

Viz Mosart全自动化演播室播控系统，之前在BBC、CNN等电视台广泛应用，但在亚太地区，苏州台还是第一个将其应用到新闻直播中的电视台。位于苏州台5F6#新闻演播室的Mosart集中控制系统，可准确地定义为一个自动播控系统。它目前成為整个新闻演播室设备的核心单元，将切换台、矩阵、调音台、调光台、各类包装设备、轨道机器人、视频服务器等全部控制起来。根据用户预设的串联单，对比于机器人、切换台、包装等周边设备，进行基于时间线的连续操作控制。这能帮助栏目操作人员更好地整合设备资源，提供更加准确、精致的画面呈现，同时极大减轻了系统控制的工作量，可以用较少的人力制作出流畅生动的节目画面。只需一人控制，就能实现电视新闻直播的全部流程。更为重要的是它能根据每档节目流程，形成流程化的控制单（播出单），并且能应付各类突发临时性事件的报道。设备组成与系统接口请见图3。

目前苏州台两档直播《苏州新闻》和《联播苏州》共用一个演播室，两个新闻直播时段间隔时间只有4分钟，以往演播室大屏、包装、灯光、机位的切换调整需要一段时间且容易出错。使用Mosart系统后只需一键操控，转换完毕。片头播放后自动衔接演播室机器人推进。“超级导播”（权限最高）只要操控电脑键盘，就能完成直播过程中的所有问题。

为了保证直播安全，Mosart集控系统配备两个服务器作为主备，两个播控机作为主备，主备播控和主备服务器之间都可以无缝切换。直播的操作人员虽然变少了，不过直播的精准度大大地提高，人为的失误也极大的降低。具体部分见下文系统具体概述。

二、系统概述

（一）系统总体框架

苏州台5F新闻直播演播室共有4个，每个演播室系统均配备2台在线包装系统（ZX1＼ZX2）、2台点评包装系统（DPI＼DP2）、2台虚拟包装（XN1＼XN2）、2台大屏包装（4K1＼4K2）。互为主备的前提下，各系统还互为备份，可替换。四个系统一共使用了32台包装渲染机28台包装控制机（XN控制机1台控制两台渲染机主机）。

由于数量巨大，所以苏州台设计将数据库服务集中管理，又配置了主备两台服务器作为所有VIZRT包装的集中数据库（GH库）存放场景文件。这样在任何一台机器上制作模板和场景，都读取的是集中数据库，不会导致各处库（单机数据库）的混乱和脱离管理。同时我们在这两台服务器上又提供了一个共享地址网盘，供存放替换的图片、角标、天气、游滚等的信息。做到了统一管理，条理清晰，热备份。

（二）在线包装系统及Mosart演播室集中控制系统详述

1.演播室4K大屏包装及互动点评系统：

LED大屏渲染：主要用于演播室内各类互动大屏、触摸屏和LED大屏的渲染。提供最多高达16路不同的HD-SDI（1920×1080）高清视频输出；支持4路HD-SDI高清视频输入（即能开4个实时视频窗）。主持人配合LED大屏进行现场连线，特大新闻事件再辅以虚拟场景，最高阶的作法是做到虚拟场景和LED大屏的交相辉映。经过Viz Engine的实时渲染，从而得以实现对4K甚至超高分辨率大屏的支持。

苏州台的大屏包装系统播控端通常有两种方式来进行播出和渲染控制。

（1）方式1：

正常节目通过Viz MultiPlay播控系统来进行对大屏及触控屏的控制。将大屏播出内容通过GFX容器的方式输出到渲染机的输出通道上。在16/8k主机中我们的渲染机有16/8个输出渲染引擎，可同时输出16/8K，每个K为1920*1080 50i的SDI信号。所有的输出通道经过系统矩阵后输出至大屏融合器。

通过下面的逻辑图我们也可以将容器与播出通道对应起来：

如图8所示，首先，我们所看到的1-12个容器依次对应于Trio中的GFX1-GFX12，所加载的场景也是依依对应加载到这12个容器中的。

例：在5F南250演播室中共有：

L型大屏一块（A1+A2），对应于容器GFX1；

3竖屏一块（B1+B3+B5），对应于容器GFX2；

360正方形屏一块（C1），对应于容器GFX9；endprint

桌面下屏一块（D1+D2），对应于容器GFX5；

55寸三菱电视机三台（E1+E2+E3），依次对应于容器GFX6、GFX7、GFX8；

南拼接屏两台（B2+B4），依次对应于容器GFX3、GFX4；

西拼接屏两台（C2+C3），依次对应于容器GFx10、GFX11；

8时松下点评大屏（C4），对应于容器GFX12；（注：该大屏在用于点评时会直接切换到DPV信号，不受容器内容限制）；

硬件方面，工作站统采用SuperMicro专用图形工作站，和美国NVIDIA（英伟达）最高端的图形图像专业级Quadro系列视觉渲染板卡，在添加了Quadro Sync卡后可支持多块Quadro显卡的超高分辨率大屏三维图形实时渲染。同时系统采用Matrox Ximo2的视频10卡，可支持2路活动视频输入，从而在大屏系统里实现多视窗的节目包装形式，包装视频源可通过高清视频矩阵或外来活动视频源进行源的切换。

（2）方式2：

通过在IPAD Pro端实时打开MultiPlay客户端进行小触控屏来实时控制大触控屏的方式渲染；管理人员直接对带触控功能的大屏进行手绘触控来表达节目内容。其中MultiPlay方式可以在超高分辨率的真三维整幅画面中实现多屏画面同步渲染，比如做任意屏幕组之间的切换，组合，或位置更替等等多屏互动效果。在带触控功能的大屏包装系统中，渲染引擎系统我们增配有带三维手绘功能插件和多点触控插件权限的使用，进一步的增强了系统的应用范围，从而轻松的让管理人员实现真三维图形图像的实时互动应用。从而实现小屏（IPAD）控制大触控屏，以及Multiplay或主持人都可以分别控制屏幕（4K大屏和触控大屏）。

2.Vizrt虚拟植入系统：

根据上述系统图连接示意描述：每一台Viz Engine都支持高/标清SDI实时视频输入，可通过贴图的方式在三维物体上显示效果（可以控制縮放比，裁切，物体坐标以及透明度）。当输入实时活动视频时，视频将产生2-3帧的延时，由虚拟渲染引擎系统来对延时进行校正处理。

虚拟跟踪渲染：主要用于虚拟场景的渲染。具备像素级灯光，多路视频开窗，三维DVE效果，可连接外部数据库连接。依据此功能，我们可以在华丽的虚拟场景中插入实时视频、广告和一些宣传效果。片尾滚屏我们也能华丽地以虚拟效果展示。

虚拟包装播控：系统采用运行工作站平台上的Viz VirtualStudio虚拟演播室设置（WS）和Viz Content Pilot模板制作与播出系统（VCP）。利用设置系统中的VIZIO软件工具中各类别跟踪协议，比如FreeD等。可以快速地实现对虚拟演播室进行虚拟跟踪定位和校正，同时在VIZ_IO软件工具的状态选项中也可以轻松地设置从哪个虚拟渲染引擎或哪个协议/物理端口来获取跟踪数据值，以及这些实时数据的交换状态。利用播出系统可以进行对文稿系统的集成，以标准的MOS协议方式实现从文稿系统端调取文稿播出表单，从而实现Viz ContentPilot播出串联单的自动生成。除此以外，在播出前编制播出串联单，在播出中按串联单内容随节目进程实时更新和替换前景和背景的文字、图片和三维物件等。注：虚拟实时跟踪数据一般指当前所用镜头的ZOOM，FOC US，PAN，TILT以及部分具备移动的设备的位移数据值。

3.在线包装系统：在线包装引擎主要用于节目的角标、游滚、肩窗等的渲染。支持开窗信号2路HD视频的输入，且支持多格式视频播放。

渲染系统将所有图形渲染效果以高清的Key/Fill SDI信号的方式输出至音视频切换台，最终完成图形图像效果。同时，利用该系统内置的视频10卡，可实现多路活动视频信号输入，以方便我们对多视窗类节目形式的应用。

另外通道本系统可实现其它类型的高性能无限层级，多物件多元素的真三维实时图形渲染的视觉效果。

苏州台的包装渲染播控系统采用运行在工作站平台上的Viz Trio模板制作和播控系统。该系统支持以标准的VBsScript的方式实现自动导入并生成播出表单，从而简化播出串联单的生成。Viz Trio包装播控系统支持对多个渲染引擎的渲染控制，反之多台播控系统也可以同时控制同一台渲染引擎系统。另外，在播出前管理员所编制的播出串联单，在播出中按串联单内容随节目进程可实时更新和替换，包括文字、图片和三维物件等等。

游动字幕可以实现和各类数据库表格的关联，基于此功能，苏州台还自主开发了“微信摇摇看”平台，观众观看节目时可以参与摇金币和评论互动，经过后台编辑审核通过的评论，用户的头像和评论都能实时出现在游动字幕上（类似弹幕效果），增近了节目与观众的距离，增强了节目的互动性和形式上特殊性。

4.Viz GH图形媒资数据库部分

所有包装设计工作在统一的Viz Graphics Hub场景库下，所有经过授权的用户可以即时访问当前的场景及场景素材，包含，图片，字体，三维物件，音频，材质等。

（1）数据库工作模式：

Viz GH Server共有5种登录模式：

（2）Local host模式：本地用户登陆Viz GH Server，适用于不用外部网络连接的本地Viz Artist单用户使用。（5号演播室）

（3）Viz GH 5/4FRI～模式：该模式允许同时有5个客户端连接到服务器，适用于小型的Viz3设计工作组。（5号演播室）

（4）Viz Multiuser模式：该模式允许同时有多于5个的客户端连接到服务器，适用于有一定规模的Viz3设计工作组。（暂未使用）

（5）Viz GH Replication Server模式：Viz GHMain Server镜像所有数据并将其发送到正在运行的Viz GHReplication Server上。（3.4.6号演播室）endprint

（6）Viz GH Main ServerN式：Viz GH Main Server对于所有Viz Artist客户端都可见，在故障转移解决方案中Viz GH Main Sever会将所有客户端重新指定到已配置好并正在运行的Viz GH Replicafion Server上。（3.4.6号演播室）

其中ReNication与Mainserver为配套的，互为实时热备的模式。

所以我们新闻直播演播室将数据库服务集中管理，配置了主备两台服务器作为所有VIZRT包装的集中数据库（GH库）存放场景文件，这样在任何一台机器上制作模板和场景，都读取的是集中库，不会导致各处库的混乱和脱离管理，同时我们在这两台服务器上又提供了—个共享地址，供存放替换的图片、角标、天气、游滚等的信息。做到了统一管理，条理清晰，热备份。

5.Viz Mosart自动化播控系統：

（1）Viz Mosart综述

Mosart系统简单来说是为演播室自动化控制提供了一个开放接口的软件解决方案，从而支持运行在公开的硬件平台上。Mosart能够支持演播室的所有硬件设备。受Mosart自动控制的硬件设备也允许手动操作（应急情况），或者设置为备播状态，甚至允许手动和自动同时对设备进行控制。而KMosart系统完全支持中文，在系统内部、包括指令和ActiveX插件，都能允许中文命名。

Mosart支持完善的备份机制，能使用一个主/备用服务器建立容错机制，即使发生极其罕见的主服务器宕机，备份服务器会能够立即启用接管，保障用户不中断的直播。系统支持多播控客户端，客户端之间也可以相互备份。此外，Mosart控制的同时，可以任意时间切换回手动的方式，控制受控设备（视频切换台、机器人摄像机、图文包装等）。

（2）Mosart与切换台连接

视频切换台：Mosart控制视频切换台的方式为：RS-422连接。主/备两个服务器的信号流程图如下：

通过串口，Mosart依靠内部Video X-point表单MEPGM crosspoint（ME PGM切换节点）来调用视频切换台上的切出信号与之匹配。

通过记录在XML中的表单文件来实现物理调音台、切换台与MOSART后台软件的源名一致。

（3）Mosart与在线包装控制关系

演播室使用Vizrt在线包装系ZZZ统，其由Vizrt Engine渲染引擎和Vizrt Trio/VCP播控端组成，Mosart可以和Vizrt的Trio/VCP通过TCP/IP网络连接，根据文稿串联单或者手动的方式来控制多种包装元素。包括开窗，字幕角标上屏，大屏渲染图片等自动控制。

Mosart将图形包装元素分为两种类型。一种是全屏包装元素，在系统中标识为主播出条目（Graphics Overlay），另一种是叠加在主播出条目上的包装元素类似字幕，主持人名条，侧板等（MM TRIAL）。这两种包装元素由两个独立的进程在同一个自动化播控服务器上进行控制，并且在备份服务器上同时运行镜像的进程。

所以我们的Mosart系统使用演播室一台DP引擎播放叠加图形包装，一台引8K擎播放全屏图形包装。Mosart发送控制指令到Trio/VCP控制所有的渲染引擎进行播出，在使用Mosart控制播出的同时Trio/VCP软件也可以手动控制进行相同的操作。

（4）Mosart与机器人摄像机控制关系

Mosart通过调用摄像机器人的shot来控制及其他，并能够设定shot的时长。Mosart是通过TCP/IP发送控制命令到摄像机器人控制系统中，由机器人控制系统根据控制命令，对摄像机器人进行控制。

另外还有部分硬件设备与M0sART系统连接关系请见图24：

默认当所有设备与MOSART服务器主机握手成功后，可在Avautomation中查看当前连接状态。Status中绿色部分为已连接上设备及端口状态。

如图25所示，Mosart系统已关联上了切换台、调音台、包装系统、矩阵、灯光台。机器人状态为红色，未连接。待查机器人系统电源或者连接状态。

（5）MOSART导播控制

导播是演播室自动化播控系统中的核心岗位，演播室播出过程中，主要是由导播操作Mosart播控端上的图形界面来控制演播室的大部分设备。一般设置两个屏幕，连接到Mosart播控端上，用于导播的操作。一块屏幕打开Showmaker，一块屏幕打开GUI。

（6）屏幕功能

一个主屏幕是Mosart主播控图形界面（以下简称MosartGUI）.说明如下图。

导播可根据每天新闻节目的串联单打开对应的SHOW单，再以播出条目STORY的形式走完整个直播流程。

三.总结与展望

苏州广播电视总台新大楼融媒体互动演播室群，项目应用1年以来，从播报形式、内容、包装上都给人耳目一新的感觉，有效提升了节目视觉效果，增强了节目互动功能，节目人员使用热情，观众反响良好。莫扎特集控系统更是大大提高了节目制作效率、节约了人力成本、增强了复杂节目各个环节的一致性和准确性。项目投入达到了预期效果。

本项目演播室群一年来接待了国内外各界人士的参观指导达百余场，无论是现场还是荧屏上的效果，都得到了业内外人士的一致好评。endprint