超高清全媒体演播中心新媒体区系统设计

张 维

（贵州广播电视台，贵州 贵阳 550002）

1 项目建设背景

当前，融合媒体、超高清电视等新技术层出不穷，互联网已成为信息文化传播的主阵地和意识形态最前沿，广播电视行业发展的重要资源和核心竞争力遭受严重削弱。

在当前媒体融合竞争更为激烈、任务更为紧迫的时刻，贵州省《关于进一步推动媒体深度融合发展的总体方案》指出当前媒体融合工作已到了向纵深推进的关键时刻，明确提出了到2020 年底贵州省媒体融合发展的目标要求。这是指导贵州广播电视台做好今后一个时期媒体融合发展工作的重要依据。

在此背景下，贵州广播电视台于2020 年3 月开始建设超高清（Ultra High Definition，UHD）4K全媒体演播中心。项目于2020 年10 月建成并投入使用。其中，新媒体区的建成并投入使用，使以往以传统基带播出为主的生产端得到了更大扩展，能同时满足传统广播电视节目与新媒体节目融合制作的需求，适应全媒体环境下新的融合业务技术开展，为贵州广播电视台深度融合发展、转型升级提供强有力的技术支撑。

2 整体架构设计

超高清（4K）全媒体新闻演播系统为演播室集群，包括时政新闻演播区技术系统、民生新闻演播区技术系统以及新媒体制作区技术系统。各技术系统可独立使用也可级联使用，系统级联时采用松耦合方式。演播中心新媒体区俯视图如图1 所示。

图1 演播中心新媒体区俯视图

演播中心一层为时政新闻演播区和民生新闻演播区。新媒体区位于二层，配置2 块85 寸液晶显示屏、独立灯光控制系统以及落地隔音玻璃，可同时与其他两个区进行直播及节目制作，互不干扰，配有可升降绿幕，支持虚拟现实（Virtual Reality，VR）、增强现实（Augmented Reality，AR）在线播出。

2.1 核心切换制作系统

新媒体制作区的视音频系统核心切换设备配置一台NewTek TriCaster TC1（以下简称TC1）多功能一体化切换台，集切换台、调音台及在线包装功能于一体，适用于现场制作和网络流媒体播出。切换台能快捷实现开窗、抠像、字幕及抓帧等功能，能对单独的信号源、PGM 信号及ME 级信号等进行多轨录制。系统框架如图2 所示。

图2 新媒体区视音频系统框图

2.2 无人值守摄像系统

新媒体演播区配置3 台无人值守PTZ（全方位移动、镜头变倍、变焦控制）摄像头。导播可以在导控室TC1 切换台上通过遥杆远程控制摄像头，进行推、拉、摇、聚焦等操作[1]，既满足了便捷、快速节目制作需求，又节省了现场摄像工位。

2.3 音频系统

新媒体演播区配置2 套Shure AD1 无线话筒进行现场拾音。导控室配置一台12 路Studer Mirco数字调音台，将音频信号混入TC1 切换台进行PGM音频嵌入，可接收来自时政和民生演播区的音频信号，实现多演播区混合制作。

2.4 网关I/O

新媒体演播区配置一台NC1 服务器即网关（I/O），负责将基带信号或网络数据流转换为标准网络设备接口（Network Device Interface，NDI），用来解决系统中传统设备基带信号源的转换以及数据流资源信号源的转换。网关将前端资源统一转换成NDI，在系统内部采用NDI 进行交换。NC1 服务器支持8 通道NDI 数据流处理，核心切换设备基于NDI 处理，可实现即时访问并无缝切换IP 数据流。

2.5 AR/VR 制作

TC1 切换台支持AR/VR 在线制作，无需外接包装字幕机，只需将制作好的场景模块文件导入切换台主机，选择合适的图层，即可将摄像信号与虚拟场景进行混合，实现AR 制作。当需要VR 制作时，将新媒体区的可升降绿幕放下，在TC1 切换台上开启抠像功能，将绿幕部分图像扣除，再与制作好的场景进行画面合成，即可实现VR 制作。图3 为VR抠像合成后的效果。

图3 VR 合成效果图

2.6 系统级联

时政演播区、民生演播区及新媒体区的各技术系统可实现级联使用。新媒体区通过信号接口箱实现与时政区、民生区的视频、音频、通话信号交互，满足融媒体环境下对大新闻节目直播的生产需求。

3 系统安全设计

新媒体演播区的优势在于节目快速制作，形式灵活多样，但系统在冗余备份方面存在一定不足[2]。流媒体推流的发布方式决定了安全播出还会受网络环境、主机性能等因素影响，倘若直播过程中宕机或网络中断，极易造成安全播出事故。因此，需要多方面兼顾，以保证直播安全[3]。

3.1 组网结构

配置一台内网专用交换机，负责局域网NDI 协议设备的连接，作为基于NDI 数据流交换的封闭网络。

配置一台外网专用交换机，负责接收外网IP 流的网关以及向外网推送IP 流的服务器进行防火墙隔离，部署安全策略。

3.2 核心切换设备TC1 单一故障点备份

由于TC1 切换台存在单一故障点，例如系统死机、软件故障、切换面板无法操作等，所以设计了另一条独立链路，包括应急矩阵面板和备份推流服务器。推流服务器的配置参数与TC1 的推流配置参数一致，当TC1 切换台出现硬件故障或者推流故障时，可切换至应急矩阵面板进行操作。PGM 信号通过备份推流服务器进行同步推流，只需在发布端进行流切换即可。

当外网专线出现故障，可以使用民生矩阵调取新媒体区的基带信号，再通过基带接口连接4G 无线背包完成直播推流[4]。

3.3 PTZ 摄像头备份方案

PTZ 摄像头实现无人值守功能，必须选用NDI信号，因此PTZ 摄像头信号链路可能会受网络或交换机故障的影响[5]。PTZ 摄像头具有基带和NDI 两路独立信号链路，在NDI 信号中断时，可以通过手动切换至基带信号，若需要调整机位，可以通过技术保障人员手动调整PTZ 摄像头机位完成构图。

PTZ 摄像头在实际使用中，还需注意以下问题。

（1）每一个PTZ 摄像头必须设置内网固定IP地址。若设为自动获取IP 地址，则TC1 主机无法通过NDI 接收摄像头信号，只能使用摄像头基带信号。光圈及快门大小可以通过NC1 主机访问摄像头固定IP 地址进行修改。

（2）摄像头可输出多种视频格式，如720p、1 080p 50i、1 080p 60p 等，因新媒体区液晶电视刷新率均为60 Hz，且PTZ 摄像头快门没有1/60，为防止画面在液晶屏上出现闪烁，PTZ 摄像头视频输出格式选择1 080p 60p。

3.4 垫 片

遇到直播突发情况时，TC1 可以播放提前存储在本地硬盘的垫片完成应急切换。垫片音频可以直接通过TC1 播放，无需通过Studer Mirco 调音台进行操作。

4 应用分析

4.1 常规网络直播

贵州广播电视台公共频道《百姓健康》栏目，每周一、周二晚间使用新媒体区进行网络直播，直播信号推流至百姓关注App 进行网络直播。与此同时，电视端同步播出提前录制好的《百姓健康》节目。观众在收看电视端节目的同时，可以通过手机/pad 等新媒体端实时收看网络直播，从而实现“大小屏联动”。

网络直播每期邀请一位某个领域的专业医生作为嘉宾做客新媒体直播间，观众可以通过新媒体端向嘉宾提问感兴趣的话题，嘉宾予以实时解答，从而实现“零距离”双向互动，拉近专业医生与观众的传播距离，改变了直播间、专业医生、观众三者之间的空间关系，形成多维度全方位互动，大大提升了观众收看体验及收看效果。《百姓健康》网络直播自开通以来，单场在线观看人数保持在1 万人以上。

4.2 联合网络直播

除常规网络直播外，新媒体区还承担了特别节目网络直播和混合直播需求，顺利完成了《三八女性维权》《地铁2 号线全线通车》《2021 直击高考》《红星照耀贵州》等特别节目的网络直播，取得了良好的社会效益，也为媒体融合制播积累了宝贵的实战经验。

5 结 语

新媒体区作为演播中心的重要组成部分，不仅能单独进行快速、灵活的网络节目制作，还可以作为外场网络直播后台进行联合直播，满足了复杂网络视频直播和制作需要，使演播中心功能更趋于完善，节目制作能力得到进一步提升，为贵州广播电视台的媒体融合发展提供了重要技术支撑。