城市电视台新闻高清演播厅的发展状况与技术策略

郭平

一、引言

电视呈像和传播技术发展经历了从模拟到标清、高清，再到4K/8K超高清的发展历程。党的十九届五中全会中明确指出要“推进媒体深度融合，实施全媒体传播工程，做强新型主流媒体”，就必须以新技术为支撑和引领。国家广电总局在全国广播电视十四五发展规划中要求加快电视高清化发展，积极布局4K/8K超高清技术。武汉市着力打造“五个中心”，加快建设国家中心城市和国际化大都市，这都要求武汉广播电视台必须打造与城市发展相匹配的区域新型主流媒体，以一流的媒体技术宣传武汉城市新形象。目前，各地广电媒体都在积极部署和实施4K超高清电视节目制作，策划建造4K超高清转播车、演播厅、后期制作网、播出系统等，央视、广东广播电视台等开播了4K超高清电视试验频道。武汉广播电视台当前技术发展的一项紧迫而重要的任务是全频道高清化及建设4K频道、制作和播出系统，这也是抢占行业发展制高点的新要求。

武汉广播电视台400㎡融媒体4K超高清新闻演播厅技术改造符合以下几个条件：一是4K超高清设备技术标准已经颁布，设备性能趋于稳定，条件相对成熟；二是高清设备经过市场检验，性价比最优，可节约改造成本；三是该厅原标清系统核心设备出现老化，安全播出存在重大隐患。四是虽然我台暂时没有4K频道，考虑技术建设的前瞻性，以及未来发展4K提前储备知识和人才；五是台领导全力推动技术改造升级作为台事业产业发展技术引领的内在驱动，综上所述该厅高清化改造恰逢其时。

二、演播厅建设技术策略

台400㎡演播厅原是2007年建设的4机位标清视音频系统，使用近12年设备老化严重。2019年是国家广电总局要求电视频道高清化改造的节点，也是武汉举办世界军人运动会的年份。虽然比全国其它城市台改造时间相对偏晚，但是具备后发优势。项目组认为该厅仅配置5个讯道，没有转播车系统庞大、复杂，采用4K 12G基带信号作为核心设备标准在性价比方面比较有优势，没有选择4K IP架构的设计方案。系统总体架构采用高清兼容4K 12G标准，配置5讯道日本Sony 4300 4K HDR型号摄像机，切换台是Sony XVS-6000，选用美国PESA 72＊72路大规模视频矩阵。核心设备具备4K信号制作能力，日常节目制作按照高清标准送播出机房、回采至后期制作网，同时可录制4K标准的节目。

三、演播厅应用特点与设计原则

该厅是新闻频道各栏目高清制作播出的重要场地，优先考虑原则是在演播厅现有环境下实现安全播出。“导向立台、新闻立台”已经成为城市电视台的运作策略，系统设计着力突破传统媒体的思维框架，融合互联网技术、突出融媒体的设计理念；并依托“中央厨房”融媒体新闻生产平台，强化与微信、微博、APP、掌上武汉、见微等互动体验，做到节目直播的同时快速推送到有关新媒体平台与用户进行多终端实时互动；创新播报形态，充分利用演播厅多场景、多空间、背景大屏、虚拟植入系统、大屏包装系统、在线包装系统、互动触摸点评系统、吊轨机器人系统、4G多视窗连线等新技术，呈现更立体、更丰富的节目互动形态，提高节目的观赏性、增加节目的灵动性。

1、安全、可靠性原则：直播及准直播是该厅主要新闻类节目的制作方式，安全策略是优先考虑的因素。系统要求设计简单、运行稳定可靠、具备冗余和备份、维护管理方便。有可靠性高的主、备通道，无单一崩溃点；有结构简捷、操作迅速的应急方案。

2、空间实用性原则：该厅号称400㎡，实际有效使用空间只有200㎡。如何充分利用空间，让演播厅发挥更大作用。项目组征求各种设计方案，确定可以伸缩的活动地台，可旋转主播桌，可自由移动拼接的三块LED大屏，带地面滑轨的103寸等离子屏，以及空中吊轨机器人，充分利用动态背景最大变化展现演播厅的环境。采用电动升降绿幕的方式设置了虚拟抠像区域，可以实现拍摄背景虚实结合。还在演播厅北面设计了多个新媒体制作工位，为节目提供更多样化制作的环境。

3、高清播出原则：新闻频道是高清频道，演播厅系统设计确立高清制作播出原则，同时兼顾4K的制作，实现高清/4K兼容。

四、演播厅的总体要求及各系统具体要求

1、总体要求：系统为五个讯道，核心采用4K超高清切换台+矩阵，矩阵作为切换台的备份和信号调度中心，双PGM通道，主备二选一/加嵌/分配，无单一崩溃点。新增吊装轨道机器人系统，具有完善的应急方案和备用应急方案。音频系统主、备调音台均采用数字信号，双二选一音频应急切换开关。配备3台松下Panasonic P2卡录像机（1放2录），3台BMD高清硬盘录像机（其中1台是4K信号），1台艾迪普CG ONE高清字幕机，2台维斯Vizrt在线包装工作站，2台维斯Vizrt大屏包装工作站，信号互为备份。

2、视频系统：视频信号以切换台为制作核心，日常直录播节目为高清格式，分辨率为1920×1080，画面宽高比16：9，帧率为50，逐行或2：1隔行扫描，隔行50场，逐行24帧；同时系统也可选择4K信号，使用SMPTE 2110系列标准的4K HDR制作，采用分辨率为3840×2160，帧率为50，逐行扫描，通过上下变换兼容高清信号的输入和输出。5台讯道机其中2台佳能CANON 14倍4K广角镜头，3台佳能CANON 18倍4K标准镜头；承托设备1台昭特吊轨机器人云台，另外4台意大利加通尼CARTONI气压升降云台。（见视频系统框图）

3、应急系统：采用切换台加调度矩阵的方式作为应急备份系统，通过视频主、备二选一开关切换至备路矩阵系统。矩阵应急时可以叠加字幕，通过下游键控器实现，从系统设计角度有力确保新闻直播的安全。

4、视频监看：系统监视墙配置12块Sony OLED kd-55寸监看大屏，满足所有接入信号、主要输出信号的监视。监看信号达到64路，画面分割布局合理，其中 PVW、PGM等主要信号应急时也能正常监看。为方便内场主持人监看配置一块Sony OLED kd-85寸大屏。

5、切换台及矩阵：切换台选用Sony XVS-6000，使用处理器实现4K和高清双格式制作，40路高清输入，8路高清输出，6路4K-12G输入，6路4K-12G输出，2级M/E，有4路以上全功能键、开窗等常规功能，高清和4K通过不同M/E可以做到同步输出。PESA Fusion 4K多格式视频矩阵，72*72路输入输出，轻松实现4K（4线3G、12G）、3G直接任意转换。

6、同步系统：主备同步机采用日本Leader同步机加自动倒换器的方式，提供数字音频系统的同步信号及Wordclock数据时钟同步信号。

7、音频系统：主调音台配置一台瑞士STUDER OnAir3000，操作面板可以模块化安装；备用调音台采用一台英国声艺Soundcraft Si EXPRESSION，体积小巧，直接放入机柜。主要链路均为数字信号，双二选一开关设计，监听音箱主备配置，立体声系统。主持人话筒采用美国舒尔SHURE无线领夹话筒，桌面采用德国Schoeps 修普斯播音话筒。（见音频系统框图）

视频系统框图

8、通话系统：通话系统采用博士RTS矩阵结构系列，4线制。输入信源包含摄像机、通话面板、通话腰包及电话信号。

9、周边系统：周边设备全部采用荷兰艾崧AXON同一型号机箱，视频、音频信号处理板卡为同一品牌。机箱内预留30%空间，同时预留相应板卡槽位。将主备路视频周边板卡分别安装在不同的机箱内，保证在机箱电源故障时，依然有备份板卡可以正常工作。

10、灯光系统：选用美国ETC element2调光台作为主台，英国zero88灯控台作为备份。为了控制成本，灯具采用进口和国产灯具搭配方式。26盏飞利浦140瓦PL Profile1 MK11成像灯，38盏星光100瓦LED平板柔光灯，26盏佑图200瓦LED高效聚光灯，12盏佑图150瓦LED PAR灯，选用佑图建设灯光TRUSS吊挂系统。

11、背景大屏系统：安装了威创2*4共计8块67寸DLP背投拼接大屏（利旧），一个松下103寸等离子触摸屏(利旧），三套可旋转总面积10㎡洲明P1.9 LED小间距拼接屏，2套15.6＊1.9总面积近30㎡铁歌P10 LED贴膜透明屏。本系统难点是为了满足多种不同分辨率显示屏的信号统一调度，确保整体显示效果，设计主备视频调度系统保障整个系统使用安全。

12、吊轨机器人系统：配备了英国昭特SHOTOKU SmartRail吊装轨道机器人，包含长度达25米U形吊装滑轨、台车驱动系统、三段式升降柱驱动系统、防碰撞末端停止传感器和机械制动装置、带虚拟VR数据输出，用摄像机位的自动化、智能化多维立体展示演播厅的空间环境。

五、演播厅的建设亮点

400㎡演播厅系统确定高清制作播出原则，能够兼顾4K的制作，核心设备如切换台、信号调度矩阵、摄像机等均采用市场占有率高、进口一线品牌；周边一些非核心设备选用国产优秀品牌；演播厅灯光也是进口和国产灯具相结合，在设备性能和成本投入当中找到平衡点。该厅建成后在武汉市举办世界军人运动会电视新闻直播中发挥了重要作用，先后受到各级领导和兄弟电视台的参观，获得一致好评。演播厅2019年10月改造运行，当年是国内城市电视台第一家4K超高清新闻演播厅。该项目建设有几个亮点：

第一是满足高清+4K同步制作节目。演播厅通过4K摄像机、切换台、矩阵等视频系统，在高清制作播出的同时可以录制4K版本的资料保存。第二是吊轨机器人系统。它是目前国内最长的吊轨机器人，直轨和弯轨相结合长约25米，上下三节升降柱，通过智能化程序控制，让观众全方位了解演播厅整体环境。第三是LED透明玻璃屏。大屏将原有导控室的玻璃背景做了半透明处理，既可以显示透明的视频画面，也可以将控制机房若隐若现，增加演播厅的科技感。第四是舞美环境多场景设计。为了满足不同栏目坐播、站播等多种样态，按照程序电动控制主播桌、移动地台，移动103寸屏，三联拼接屏都可以呈现多样造型。旋转楼梯将5楼融媒体新闻生产平台与4楼演播厅上下融为一体，也是主持人节目出镜的备选方案。灯光选用先进LED灯具，所有灯光和场景环境光通过灯控台统一控制，满足不同节目栏目的需求。第五是包装系统。除了原有的大屏包装、在线包装、触摸点评等系统，还增加了虚拟植入系统，节目形式更加丰富多彩。

作为承担武汉广播电视台新闻频道时政和民生类节目制作的直、录播平台，有《武汉新闻》、《中国时间》、《民生e线》三档直播节目，有《长江视点》、《政协论坛》、《人大视窗》、《城管时间》、《双语周报》等多档录像节目，获得良好的收视受众。2021年3月制作的4K超高清节目《政协论坛》获得中国电影电视技术学会及索尼中国专业系统集团举办第八届“超高清杯”大赛新闻资讯类唯一三等奖（一、二等奖空缺），检验了该厅4K系统信号质量能够满足技术要求。