電視新聞的現場制作和直播越來越受到電視臺的重視,相應的節目制作量也越來越大。根據這幾年來相應新聞節目制作的嘗試和經驗,遼寧廣播電視臺創造性的提出設計一臺開放式的移動演播室,將電視臺的演播室搬到老百姓中間這一新的電視新聞制作方式,從功能設計上實現了:1.高清電視信號的采集;2.主持人及嘉賓訪談節目的現場制作(開放式);3.電視信號的衛星傳輸。
技術設計包括:車體改裝系統,配電系統,視音頻現場制作系統,衛星傳輸系統等功能模塊。
一. 車體改裝
鑒于北方高寒地區的氣候,以及外戶時間停泊工作長等特點,遼寧廣播電視臺移動演播室采用直掛式無側拉箱結構,直掛式無側拉結構具有密閉性好、載重性強、保溫性高,尤其是冬季,更能顯示其優點。牽引車頭選用的是德國MAN公司的車頭和底盤,型號為TGM 18.280。該公司是世界級大型貨車生產廠商,技術先進,實力雄厚,我臺的多臺大型轉播車都采用的此品牌牽引車頭,是在實踐檢驗中深獲大家好評的品牌。此款車設計時速接近100km/h,并且有先進的電子檢測裝置,后橋還可以隨動轉向,為行車的安全性和靈活性提供了良好的保障。
車體總長9.94米,車體高3.9米,寬2.5米,箱體長度為7.5米。車體內部空間由兩部分組成,一部分為技術區,一部分為演播區。靠近車頭部分為技術區,整個系統設備的布置和工作人員的主要工作都集中在這個區域;整個車體后半部分為演播區,演播區內長4.3米,寬2.2米,高2.4米,區域內沒有放置設備,只放置一個固定的主播臺,是主播出境和采訪的主要區域。演播室室內兩側和后部三面墻體為透明有機玻璃構成,外附可翻轉鋼板門。當翻轉門閉合時,形成一個完整封閉式的車體,可以隨時移動,當需要工作時,將翻轉門翻轉打開,露出里面的透明演播室,這時主持人就可以以現場環境為背景進行出鏡,充分體現出移動演播室深入現場的特點。翻轉們采用上下對開門方式,首先手動打開下開門的門鎖,打開下開門,然后用液壓控制器打開上開門,上門打開角度略大于90度。
車輛平衡支撐系統采用電動四油缸液壓傳動系統,四個液壓支撐腿分別位于車箱體前后的兩側。操作時通過操作桿可分別實現支撐腿兩兩同時運行,用以調整車體的平衡穩定性。平衡穩定的車體支撐系統能夠有效的保證衛星系統準確快速的尋找衛星。支撐腿未收起時有指示燈,提示工作人員注意。在車后部安裝了倒車監視裝置,并與變速器連接,方便了駕駛員倒車操作。
二. 配電系統
移動演播室配電采用主備電源方式,以外接電源為主,本車自主發電為輔,采用手動倒換方式。轉播車配備有一根100米動力電電源電纜,4×16平方,整車需要外接380伏動力電電源,功率約為25千瓦左右。
當現場取電有困難時,轉播車自己還可以使用車上配備的市電發電機,本車采用的是熊貓發電機,輸出電壓為220伏,發電機油箱120升,在油箱加滿的情況下,整車滿負荷用電可以連續工作10小時左右(如圖)。轉播車配備獨立發電機在我臺現有轉播車中還是第一次,獨立發電機的設置使轉播車可以不受現場條件和環境的限制,使轉播車更深入到新聞發生的第一線進行報道。這臺發電機具有低噪音、低油耗、運行穩定等特點,在實際工作中有著非常好的表現。
車上還配有一臺10千瓦UPS不間斷電源和一臺10千瓦穩壓電源,車上所有的雙電源設備都保證一路電源接入UPS,另一路接入穩壓電源。當車上的外電源突然斷電時,UPS可以保證車上的主要設備工作10分鐘左右,這樣就使工作人員有充分的時間將電源倒換到發電機發電狀態,有效的保證了節目制作安全。
車體空調采用了兩臺日本大金變頻分體式空調,室內機部分采用嵌入式,嵌入式機四面均勻出風對整個工作環境制冷,同時對于設備少、發熱量低的演播區更為優勢,風口為可調節式。
三. 視音頻現場制作系統
我臺移動演播室為全高清設備配備,可以向下兼容標清。系統如圖所示。
系統信號源采用ENG攝像機3臺,可以配置為:ENG有線攝像機高標清2路,高清無線數字攝像機微波一路,室外全景高清攝像機一路,錄像機信號兩路,外接模擬VGA信號一路,高清測試信號一路。
信號源在導演區進行預監,分別進入高清多格式切換臺和多格式矩陣,兩路輸出信號經自動2選1倒換開關,選擇出1路主輸出信號。主輸出HD-SDI信號和經過下變換的SDI信號同時進入高清編碼器,可以根據需求選擇高、標清中的1路進行傳輸。
整個系統的同步由2臺泰克TG700高清同步機,經切換器選擇后提供三電平同步信號。
1.攝像機
轉播車上標配4臺高清攝像機,其中3臺ENG攝像機,1臺戶外全景攝像機。
ENG攝像機型號為松下AJ-HPX3000MC,與我們以前轉播車上的訊道攝像機不同,它沒有基站在車上,需要額外配用電池使用,這樣的使用方式很靈活,即可在車內使用,也可在車外使用,既可以獨自錄制節目,也可通過視頻電纜連接,將信號傳入車上的系統。松下這款攝像機的存儲方式用P2存儲卡,支持多格式錄制和重放功能,攝像機上有5個P2卡插槽,可以插5張P2存儲卡,一張32G存儲卡在記錄高清100M數據流的情況下可以記錄30分鐘的信息,這也大大的豐富了這臺轉播車的信息記錄方式。
另外車上還配有一套高清無線數字微波,采用美國GMS公司的M2T-C發射機,安裝到攝像機上可以形成一套無線攝像機,在無遮擋的情況下,圖像信號可以傳輸1公里。支持高、標清視頻和兩路音頻,模擬和嵌入音頻輸入可選。
戶外攝像機型號為松下AW-E870,已安裝好在車頂上,信號已接入系統,通過液壓支持桿升降,平時降落到車頂部,工作時可以升高,最高可達6米(如圖)。這臺攝像機采用17倍光學變焦鏡頭,水平旋轉角度為320度,向左右各160度,俯仰旋轉角度從+50度到-90度。水平轉速和垂直轉速都達到20度/秒,同時還可以對攝像機的護罩進行加熱、雨刷和除霜功能。戶外攝像機的控制器安裝在車內控制臺上,因此對這臺攝像機的控制全部在車內進行。
這臺攝像機的使用使得移動轉播車的信號內容更加豐富,它提供了一路全景高機位,具有其它攝像機無法比擬的優勢,同時由于它的控制部分全在車內,使得操作更加靈活方便,而且不受天氣的影響,是這臺轉播車的亮點之一。
2.切換臺
轉播車采用松下公司的AV-HS450高清、標清多格式視頻切換臺。標準配備16路輸入,每路輸入通道均內置10bit幀同步器,另外,還內置了4路上變換器與8路彩色校正器。切換臺內置雙監視器多畫面顯示功能,它的一路DVI輸出可以將一塊顯示屏分為4、9、10及16個畫面,2塊屏幕上可同時顯示最多20個通道的信號。這一獨特功能能夠節省空間,減少設備成本,并改善節目制作工作流程。主機和控制面板均標準配置提供雙路冗余電源,使工作安全可靠。

3.音頻系統
轉播車采用主、備調音臺配備,通過2選1開關切換,主調音臺16路輸入,備調音臺12路輸入。主、備調音臺的使用有效的保證了工作的安全性。車內演播區可接兩路有線話筒,提供給車內主持人使用。車上還配有4路無線話筒,供車外外景主持人使用。演播區設計符合聲學指標要求,隔聲度優于STC50,混響時間小于0.4秒,在開啟空調和設備時演播區噪聲小于NC35,聲擴散度100Hz時小于8dB,1000Hz-6300Hz時小于8dB。
4.通話系統
移動演播室的通話系統主要實現車內導演與攝像員、記者和指揮現場之間的無線對講通話,以及現場人員與主站衛星電話及民用公話網之間的聯通。主要由通話主站、GSM電話橋、電話耦合器、無線對講機組成。該系統以通話主站為核心,通過4線-2線轉換器和電話耦合器連接GSM電話橋、無線對講機、移動電話及民用電話網,形成一個星型通話網絡。
通話系統采用滿足RoHs要求的PARTYLINE主站,該主站為兩通道設計,具有音質清晰的內嵌揚聲器,每個通道的音量可調,可使用鵝頸話筒或耳麥進行通話。
由于移動演播室的使用與傳統轉播車的不同,車外攝像人員與車上導播的聯系主要依靠對講機,車上配備了8套摩托羅拉對講機,對講基站接入通話系統,實現有線和無線通話的有效連接。車內還配有一臺電話耦合器接入通話系統,連接上電話線后,即可實現導播、主持人與第三方的通話聯系。
通話系統中還配有GSM通話模塊,可以將我們常用的GSM手機卡插入,通過手機電話方式與第三方進行聯系。
5.編輯機系統
與我們以前的錄制設備不同的是,這次移動演播室沒有采用磁帶錄像機,而是使用的SONY專業高清光盤小型錄像機,型號為XDCAM HD PDW-F1600。與傳統磁帶編輯機相比本機具有如下一些新的特性:PDW-F1600輕巧、便捷,只有半機架寬,3U高,可提供1920×1080圖像分辨率,以及8通道、24比特的無壓縮音頻記錄,具有極高質量的視音頻記錄能力,內置上/下(高清/標清)轉換器,具有多格式(1080i/720P)記錄靈活性,可進行高清/標清轉換,在重放時可進行1080i和720P的交叉轉換,標準配置有4:2:2高清內容的24P(23.98)記錄/重放功能,還可支持傳統的視頻格式,包括標清MPEG IMX、DVCAM和高清XDCAM HD420格式,以及24P逐行格式,兼容雙層(50GB,PFD50DLA)和單層(23.3GB,PFD23A)專業光盤介質,支持多種壓縮格式和幀頻,當采用最高碼流壓縮時,即壓縮方式為MPEG HD 422、50Mbps時,1張50G光盤可以記錄95分鐘的節目信息。
6.燈光系統
演播區內已安裝好5套LED冷光源照明燈用于演播室場景的照明,采用的是Litepanels公司的1×1系列燈具,其中3套為面光,2套為輪廓光。
7.偏振片系統
當移動演播室在外景環境下使用時,有可能會遇到這種情況,外環境的光線比較強烈,而演播室內的面光達不到足夠的補償效果,使得出鏡主持人的背景(外景)非常亮,而主持人的面部則顯得比較暗。而演播室內受空間環境限制,不能夠再布置更多的燈光來補償面光,為了解決這個問題,我們采用了Rosco VIEW偏振片系統。
Rosco VIEW偏振片系統具有如下特性:光學清晰,寬幅,高穿透;中性灰度,抗UV;攝像端曝光補償操作,簡易快捷;90度交叉旋轉,遮蓋全部日光;不斷調整并補償因窗外照射日光強曝而引起的光度變化;無需更換濾鏡,對難以反復調整濾鏡的環境而言更為適用;
寬廣窗面應用更為經濟節省;2塊或更多數量偏光鏡可通過無縫連接以覆蓋任意尺寸窗面。
Rosco VIEW偏振片系統由兩部分組成,一部分為寬幅偏振片(偏光片),另一部分為安裝在攝像機前端的光學玻璃偏振鏡。它的工作原理是,當這兩部分一同應用時,通過旋轉安裝在攝像機前的Rosco VIEW鏡片,來改變(鏡片與安裝Rosco VIEW的窗戶之間的偏光片)交叉偏振角度,從而實現不用調整室內燈光,即可隨意調節窗外光線亮度及曝光度的效果。[page]
四. 傳輸系統
系統概述:衛星傳輸采用主備鏈路系統,在編碼器、上變換器、高功放等各節點都做了設備冗余備份和自動切換功能,天線在發射信號的同時可由下行鏈路的接收機和頻譜儀監看上星信號。SDI視音頻信號經編碼器進行H.264(標清還可使用MPEG-2)編碼壓縮為4至20Mb/s數據流,再經調制器進行調制(DVB-S或DVB-S2,QPSK或8PSK等),輸出L波段信號,變頻器把L波段信號變換為KU波段信號,再經高功放把KU波段信號進行功率放大,通過天線系統發射到衛星的轉發器,臺內通過天線接收該轉發器的下行信號,解碼器還原出衛星車上傳的電視信號。
1.天線
采用德國諾達SKYRAY MAS 1900 KU頻段車載天線,主要設備配置包括:1.9米口徑菱形反射面;方位、俯仰和極化驅動;ACU天線控制單元;PAS定位輔助系統;GPS接收機;電子羅盤。
該天線能夠自動和手動控制,方位角可在±177可調,仰角可在20~86連續可調,極化方式為線性極化,極化則可以在-45~135之間連續調整,調整時的速度分為高、低兩檔,高速為2/秒,低速為1/秒。發射增益46dBi,工作風速為100公里/小時,生存飛速為140公里/小時,工作溫度為-30℃~+50℃,生存溫度為-40℃~+60℃,能夠抵抗特大暴雨。
2.天線控制器—ACU4100
可以實時顯示天線的方位、俯仰、極化的角度,可以對天線進行緊急制動。本車ACU從信號處理子系統和限制開關收集數據信息,進行分析,以控制馬達的轉動,實現對天線的方位、俯仰和極化角度的調整,以及對天線驅動裝置的控制。ACU與旋轉裝置進行通信聯系,具有3種基本操作模式:自動控制、手動控制和緊急操作。
3.Moxy服務器-串口服務器
將各種串口信號轉換為IP數據,主要是在自動尋星的過程中,將GPS和電磁羅盤的數據以及天線方位角、仰角和極化角的數據經過轉換后供筆記本電腦上的APS軟件自動尋星時使用。
4.自動對星子系統
APS軟件—對星軟件,可通過它進行衛星及DVB參數的配置與修改,并進行自動對星。
本車在衛星天線上安裝了GPS接收機、電子羅盤以及傾斜儀。APS軟件內已經設置好了今后可能使用的衛星及DVB載波相關的參數,可以根據實際情況選擇使用。根據GPS接收到的經緯度,APS將自動計算出對星的方位角、俯仰角和極化角。電子羅盤給出了天線當前的位置,因此APS將驅動天線轉動到對星的角度。當天線對上衛星后,IRD就解調出DVB的信號,APS借助這一信號進一步精調天線,直到完全對準衛星。
5.安捷倫N9320B頻譜分析儀
安捷倫N9320B 頻譜分析儀是一款具有9 kHz 到3.0 GHz 頻率范圍的掃頻式頻譜分析儀。它可作為尋星及組建自動控制系統所需的主要設備,同時在終端測試系統中滿足不同測試和應用需求。
6.編碼調制器—TANDBERG E5788
系統中E5788是用于完成信號壓縮編碼調制功能的設備,提供標清和高清編碼模式,支持4:2:2 HD等各種先進的編碼方案及DVB-S2調制的能力。它非常靈活,提供單獨延遲最優化的MPEG-2 SD、MPEG-4 HD/SD和MPEG-4 SD編碼器,它們可單獨或組合使用。RAS、BISS和大量先進的音頻功能相結合,提供最高水平的完全一體化的MPEG-4 AVC DSNG。E5788編碼器編碼性能超群,支持在1080i和720p的大量水平分辨率。本系統選用L波段輸出。
7.高功放—諾達HPA 3413BU內置上變頻器
編碼調制器輸出的已調制波不能直接進行衛星傳輸,必須經過上變頻器變換為可以進行衛星傳輸的C或KU波段,再經過高功放進行功率放大,送至天線的饋源。本系統采用德國諾達公司的400瓦KU波段行波管高功放,型號為HPA3413BU,是包含上變頻器模塊的室外型高功放。由于采用內置BUC(上變頻模塊)的高功率放大器,其中頻輸入為L頻段,與輸出為L頻段的編碼調制器結合,可以省去常規的獨立式上變頻器,節約機架空間。
本車變頻器設備核心的變頻模塊包括本振、頻率合成器、混頻器和濾波器,能夠提供精確的頻率調諧和頻率穩定性。本車變頻器的獨特之處還在于具有幅度均衡器,有助于進行斜率校正并保證最佳的傳輸性能。而1KHZ的步長值則可進一步增強信號的精確性。所有設備都具有極低的相位噪聲和雜散,并能在寬廣的溫度范圍內工作。變頻器的所以功能都能通過前面板或串行遙控接口(RS485、RS22、LAN)進行控制。
本車的高功放系統包括一臺室外型400瓦行波管高功放和一個室內遠端監測控制單元,具有現代衛星通信應用中所有必備的功能和特性,如串行/并行M&C監控接口、本地和遠程面板等。設備中的高壓部分被完全密封,所有的電子部件都經過表面涂層處理,能夠防塵防潮。
8.冗余控制開關—RCU5010
通過RCU5010可以控制互為備份的兩條發射鏈路,并可控制HPA的各種狀態及發射衰減。所有的RF射頻參數均可通過RCU5010的前面板進行監視和控制,而模塊化的結構則可確保操作和維護的簡便易行。
9.解碼器—RX8200
用于系統自環檢測及衛星信號的解碼監看。RX8200使用MPEG-2或MPEG-4 AVC技術,能夠適應于標清和高清,此接收機有DVB-S2,IP和ASI輸入選擇。
10.L波段跳線盤
為了方便系統內部環測,配備了L波段跳線盤,調制器的輸出、下行LNB信號等,均可通過L波段跳線盤選擇環路測試或頻譜監看。
五.結束語
移動演播室是一種新概念的轉播車,最大的特點就是將演播室集成在轉播車中,并且可以實現完全開放,在設備配備上也采用了全新的方式,因此這臺轉播車在全國的電視系統里也是第一輛。這臺轉播車我們將它定位為活動的前方演播室,適用于新聞類節目的前方出鏡、分演播室,文藝節目和體育轉播的前方演播室等。投入使用以來,多次成功的完成了臺里的直播和錄播工作,均取得圓滿的成功,其創新性的節目制作環境和新穎的技術制作手段給節目部門和電視觀眾都留下了深刻的印象。B&P