【摘要】 隨著移動互聯網、大數據、人工智能等新一代信息技術的迅猛發展，廣播電視媒體融合的發展在用戶互動方面又面臨著新的機遇與挑戰。在節目制作、新媒體傳播等領域，廣播電視臺和制作公司在加快推進節目制作數字化、網絡化的基礎上，越來越多地采用移動互聯網和大數據等技術，對“采、編、播、存、用”流程進行改造，形成“云+網”的網絡化協同制作模式和“云+移動端”的新媒體傳播模式，加強對互聯網用戶，特別是移動互聯網用戶的吸引力和互動性。為推動山西廣播電視臺（以下簡稱 “山西臺”）媒體轉型升級，提升山西臺在網絡空間的傳播力、影響力、公信力和輿論引導能力，積極響應國家新聞出版廣電總局提出的《關于進一步加快廣播電視媒體與新興媒體融合發展的意見》的要求，新建了一個融媒體演播室。筆者作為該演播室的設計人員，在本文中分享了系統設計及應用情況。
【關鍵詞】 12G SDI NDI 虛擬及全景制作 AI智能自動跟蹤拍攝
山西臺融媒體演播室總體上體現了12G SDI超高清、NDI高清虛擬演播室節目制作及推流、360°全景制作、AI自動智能跟蹤拍攝，可實現實時外景連線和嘉賓采訪，能夠承擔起山西臺融媒技術中心的節目錄制、直播、推流等工作。
一．系統施工及應用情況
圖1 新媒體演播室平面簡圖
山西臺融媒體演播室的建設地址位于西配樓一層東北角，演播室長約9.95米、寬6米，面積約60平方米，導播間面積約12平方米。山西臺融媒體演播室的建設與其它改造項目同時開工，時間緊、任務重，施工場地被交通廣播臨時征用成廣播直播間，無形中增加了施工難度和時間進度，在保證交通廣播直播安全的情況下，從2020年10月17日開始每天0點至凌晨4點的四個小時進行機架和設備的安裝，以及纜線的鋪設和系統的集成。經過十天的不眠不休，在2020年10月28日凌晨4點融媒體演播室正式建成。隨后幾日仍舊是凌晨時間對設備進行調試和對其穩定性進行測試，符合使用要求。
山西臺融媒體演播室在2020年12月12日鄭太高鐵開通當日，進行了2小時40分的黃河Plus客戶端與交通廣播并機直播鄭太高鐵開通的任務，于2020年12月26日，進行了1小時的黃河Plus客戶端與交通廣播并機直播太原地鐵2號線開通的任務。兩次任務高標準、嚴要求的順利完成，體現出山西臺充分利用互聯網、移動互聯網等新興信息傳播渠道進行內容分發，并充分挖掘其互動能力。獲取用戶的需求和反饋，注重用戶體驗，滿足多樣化、個性化的信息需求，針對細分用戶的信息傳播需求，建立以用戶為中心的服務體系。
圖2 黃河Plus客戶端直播截圖
二．視音頻系統介紹
山西臺融媒體演播室使用方便靈活，兼顧傳統電視制作和新媒體內容制作，可通過12G SDI超高清信號和NDI高清信號進行混合節目制作和推流，并根據網絡環境自定義分辨率及碼流。具有實時二維和三維虛擬場景制作及真三維VR全景演播室制作功能，可進行實時外景連線和嘉賓采訪，能夠承擔起山西臺融媒技術中心的節目錄制、直播、流媒體推送等各項工作任務。
圖3 視頻系統示意圖
1.12G SDI超高清視頻制作
系統配置了一臺8K超高清視頻切換臺用于信號的調度和切換，具備40路12G SDI輸入和24路可獨立指派的12G SDI輸出，每路輸入都支持HD到4K的上變換，并配置一臺外置控制面板。具有四路多畫面輸出，其中一路多畫面輸出接入一臺55英寸4K液晶電視，用于導播的大屏監看。
圖4 山西臺融媒體演播室現場照片
2.NDI高清虛擬演播室制作
NDI（Network Device Interface）是NewTek公司開發的基于LAN（本地局域網絡）的專利免費的IP傳輸和現場制作標準和網絡設備接口協議，允許網絡設備通過IP網絡進行識別和互相通訊，并對廣播級質量的低延時幀精度的視音頻多流進行實時的編碼、傳輸和接收。兼容NDI的網絡設備通過LAN來共享視頻信號，并通過標準通用COTS以太網來進行簡單、高效的傳輸和制作，NDI傳輸比同軸電纜傳輸具有更高的性價比、穩定性和抗干擾能力，以及低延時、幀精度視頻編碼、數據流相互識別和通信等特點。NDI制作可以靈活地獲取任意信號的輸入輸出，是一種創新的IP工作模式。
攝像機、轉換器等一些設備輸出的NDI信號命名為“NDI|HX”，這是用于描述NDI傳輸流的變體格式（長GOP H.264），適用于在網絡帶寬有限的情況下，單個1080p60的NDI流僅10Mbps，可保證低延時的低碼率傳輸。
NDI 4支持iOS操作系統(iPhone、iPad)的攝像機App，只需連接到Wi-Fi，就可以使用手持攝像機App進行高達4K的高質量的視音頻拍攝輸出，無需占用過多的帶寬資源。在6月份，NDI5正式上線，新增了NDI橋接、遠程接入、音頻直連等功能。除了NDI信號源，還支持I/O卡、網絡攝像頭、聲卡作為信號源接入系統。
使用NDI可以隨時隨地進行異地節目制作，并且靈活地控制信號源的輸入輸出，也可以方便地與其他NDI通道進行聯合節目制作。NDI采用內部時鐘幀同步，不同位置系統的時鐘都可以從屬于同一個線上的NTP（網絡時鐘協議）服務器，因此可以使大量NDI流達到精確幀同步。
NDI高清虛擬演播室制作采用了多功能一體機，具有視頻切換、三維轉場、音頻混音、圖文字幕、動畫疊加、畫面監看、硬盤回放、實時錄制、色鍵摳像、真三維虛擬演播室、流媒體編碼發布、攝像機控制等功能。
3.音頻制作
本系統的音頻制作采用了數字調音臺，具有16路模擬音頻輸入通道，直接接入1臺音頻工作站、2臺錄像機和1臺無線通話主機輸出的線路音頻信號，以及演播廳和辦公區接口箱、機柜接口板的信號。另外配置了一塊16進16出MADI接口擴展卡，用于接收超高清視頻切換臺的MADI接口輸出的解嵌音頻信號，統一進行混音制作，數字調音臺輸出一對立體聲模擬節目音頻信號給多功能一體機進行音頻加嵌。
圖5 多功能一體機示意圖
圖6 音頻系統示意圖
三．AI智能自動跟蹤拍攝
本系統配置了三臺一體化云臺攝像機，購買NewTek原廠NDI授權后即可支持高清NDI|HX編碼輸出，另外具有4K/50P的12G SDI和單模光纖輸出。一體化云臺攝像機支持AI智能自動追蹤拍攝，可通過“運動檢測”和“人臉識別”技術對攝像機輸出的視頻流進行智能自動追蹤，不需要安裝虛擬傳感器，只通過一根網線就可以實現攝像機遙控、虛擬數據跟蹤、NDI視頻傳輸、AI智能自動跟蹤等多個功能的數據連接，充分發揮了IP網絡的優勢，使得系統大大簡化。
總結
根據媒體深度融合和智慧廣電的發展需要，融媒體制播的輕量化、多功能、智能化是未來的發展趨勢，NDI可以滿足輕量化的制作需求，多功能一體機可以滿足多功能的制作需求，AI可以滿足智能化的制作需求。未來隨著各類技術的不斷創新、應用設備的不斷完善、系統結構的逐步優化，將更好地實現廣電系統的媒體融合制播，制作出更加靈活方便的制播形式，為廣電行業的進一步發展創造新的機遇。B&P