【摘要】本文主要介紹浙江廣電集團國際影視中心演播室集群系統設計思路，以及VSM集中控制管理系統在浙江國際影視中心演播室集群中的應用作了簡析。

　　【關鍵詞】VSM 演播室集群 集中控制管理系統 設備共享

一．引言

　　浙江國際影視中心是浙江省重點文化產業項目，項目建設旨在提升影視制作水平，促進產業集聚發展，推進文化大省建設。浙江國際影視中心由影視制作綜合大樓、影視文化綜合服務大樓和影視獨立制作區等組成。2500/1200㎡/600A㎡/600B㎡演播廳位于影視制作綜合大樓裙樓，包括2500㎡演播廳導控間、1200㎡演播廳導控間、600A㎡/600B㎡演播廳演播廳導控間、分控中心及配套機房等。視頻系統集成需充分滿足《中國好聲音》、《中國夢想秀》等同檔次大型綜藝節目制播要求，兼顧綜藝節目、大型活動、舞臺表演等多類型、多場景、多格式電視節目直播和錄播需求，600B㎡演播廳為其它頻道定向使用，因此2500/1200㎡/600A㎡演播室集群系統綜合考慮與600B㎡演播廳、裙樓3樓4個280㎡演播廳的擴展接入與集群制播能力。

圖1演播室及控制用房分布圖

二.頻系統總體設計思路

　　浙江國際影視中心2500/1200㎡/600A㎡演播廳集群系統設計為集群緊耦合架構，實現設備共享、系統互聯、功能互補與統一管控，能更好地滿足大型節目級聯制播要求。

　　演播廳集群系統項目視頻系統采用高清格式，具備4K和新媒體節目擴展制作能力。系統為A/B切換臺和矩陣三選一主備鏈路結構，主備信號機箱獨立，主備鏈路通道分離，設備互聯采用IP網絡、傳統直連等方式連接，全程信號質量監控，確保系統運行安全。調光工位可按照光區分布與節目制作需要靈活設計，電視墻監看可根據節目特性自定義信號源和場景布局，實現全域通訊無縫覆蓋，強化多通道錄制與慢動作制作設備配置，增設分控中心矩陣提高信號調度能力，適配不同規模不同類型節目現場制作需求。

圖2 際影視中心演播室集群視頻系統框圖

　　演播廳集群系統項目規模龐大，而且考慮到了設備之間的靈活調用，所以在設計系統時采用了設備集中布局與網絡化工作模式，實現信號資源與設備資源的充分共享，進一步優化制播流程，提高工作效率，降低生產成本。

　　系統中共有40個訊道的攝像機，兩臺SONY MVS-7000X高端制作切換臺，以及三臺最大規模可達288x288的視頻矩陣。如此大規模的系統，其需要設備與資源共享的需求給設計人員提出了極大的挑戰，通過對系統需求的梳理，確定需要通過一套集中控制系統將視頻系統的信號調度、管理和控制進行整合。確定在系統中引入集中控制管理系統后，我們總結了三點對集中控制管理系統的需求：

　　★集中控制管理系統要有普遍的兼容性，最大范圍的將演播廳視頻系統的設備囊括進控制范圍。

　　★集中控制管理系統不能增加系統的復雜性，同時要保證自身系統的安全性的同時不影響視音頻系統的安全性。

　　★集中控制管理系統需要有良好的用戶界面，不會給用戶造成使用負擔。

　　經過反復的論證和嚴格的招標流程，最終我們采用德國LSB集團的VSM集中控制管理系統作為浙江國際影視中心演播廳群的集中控制管理系統。

三．VSM集中控制管理系統功能介紹

　　通過對VSM系統功能的消化我們針對未來2500/1200㎡/600A㎡演播室節目制作和日程系統維護過程中設計了一些具有實用價值的功能，現通過本文進行以下總結:

　　1．什么是VSM系統

　　VSM的全名是Virtual Studio Manager，中文名是虛擬演播室管理系統。它通過定制的管理服務器和通訊單元，實現系統內的所有設備的控制通訊。VSM應用大大優化了視頻制作系統的控制平臺，通過這套系統，可以完成對矩陣、切換臺、攝像機、調音臺、通話矩陣、錄像機、EVS等一系列相關產品的統一配置，調用。快速的完成系統快拍，實現方便靈活的參數設置。它是一個凌駕于所有硬件系統之上，具有自己控制硬件面板的多用戶管理平臺。對于本項目的大型演播室集群來說，系統結構復雜，用途多變，采用傳統的方式進行控制和系統制作方式轉換，勢必會大大增加技術人員的工作量和難度。使用VSM系統可以站在全局的角度進行整體控制，將復雜的操作簡化，大大提高工作效率。

　　VSM系統可以控制目前主流廣播電視視音頻設備，其中包括：

　　視頻切換臺——SONY MVS系列、Snell Khuna系列、GV karrera/kayenne系列等

　　視頻矩陣——Evertz EQX/Xenon、GV NV系列、Snell 、Axon 、SONY等

　　視頻周邊——Evertz 7800系列、GV Densite系列、Axon Synapse系列、Imagine 6800系列等

　　調音臺——LAWO MC²系列、Studer VISTA系列、Stagetec AURUS/NEXUS系列等

　　VSM系統可以控制的設備基本涵蓋了2500/1200㎡/600A㎡演播群項目所采用的設備，所以在系統設計時將所有可控制和管理的設備都連接到VSM系統，在傳統的視音頻系統之上建立起一個控制系統。

　　2．VSM的基本結構原理

圖3 M的基本結構

　　從圖3以看到VSM系統中的核心為兩臺服務器，它們之間互為主備關系，主備服務器可以實現在線熱備，服務器之間的配置也可以實現同步。通過網絡和控制面板以及通訊單元連接。對于支持網絡控制的設備，控制服務器可以直接經過網絡實現控制，而對于只支持串口甚至GPIO信號控制的設備，通訊單元可以將服務器的網絡控制信號轉換成RS422或者GPIO，最終實現控制。

　　整個架構比較清晰，沒有復雜的連接，所有的設備都圍繞交換機實現心型連接。技術人員可以通過平板電腦的圖形化界面進行控制，進一步增加了人機界面的友善程度。

　　3、VSM系統特點

　　3.1面板切換及使用

　　3.1.1 VSM面板可同時設置成視音頻矩陣和切換臺的切換面板

　　3.1.2 根據用戶需要任意改變布局方式、源的數量

　　3.1.3 顯示字符是用戶自己定義的英文或拼音

　　3.1.4 一塊面板可以虛擬聯接到N塊面板，切換作為其中任一一塊面板來使用

　　3.2源名跟隨

　　VSM提供源名給切換臺、視音頻矩陣、分割器及VSM的UMD單元，完成動態源名功能

　　3.2.1分類管理

　　用戶可以根據自己的習慣或者節目的制作要求把一些常用的通道設置成一個個小的矩陣進行管理，同時也可以把這些交叉點信息以快拍的形式存儲下來，設置在面板上方便日常的存儲調用。

　　3.2.2級聯使用

　　在做好前期規劃的情況下，VSM能輕松的實現多系統的級聯,把幾個獨立的小系統合并成超大的系統，實現不同的節目制作需求，在不影響現在制作習慣的前提下，為以后更大的節目制作打下堅實的基礎。

　　4.SM系統功能

　　根據今后節目制作的具體需要總結出在本項目中，VSM系統需要實現的功能：

　　動態UMD/Tally系統

　　自由用戶界面設置

　　全局快拍

　　邏輯和物理GPIO

　　矩陣控制

　　音頻控制

　　實時監看狀態

　　時間表安排

　　設備資源管理

　　報警處理

　　Tieline管理

　　參數控制

　　SNMP

　　全局標簽

四．VSM系統在本項目中的應用介紹

　　在本系統中采用配置主備VSM服務器基于一套VSM Lisence,實現系統級聯工作。完成對矩陣系統信號路由的控制、切換臺路由的控制、GPI Tally、UMD動態顯示、周邊板卡關鍵參數的調整、對VTR 或慢動作硬盤進行簡單的控制、調度攝像機的OCP面板、Joystick override功能、GPI/O的功能擴展等；還配置了大量的硬件面板以滿足系統靈活調度，統一管理的需要。與此同時，系統中還配置了VSM 的軟件客戶端授權，可以在電腦上制作個性化的圖形控制界面和軟件控制面板以及考慮到未來演播室VSM系統使用的安全性，設計通過VSM的權限設置，進行工作人員分級權限管理。下面就VSM系統在本項目中實現功能作如下介紹和分析：

　　1．切換臺和矩陣控制

　　浙江國際影視中心2500/1200㎡/600A㎡演播群中采用了2臺SONY MVS-7000X切換臺和3臺Evertz EQX大型高清視頻矩陣，這些切換臺和矩陣構成了整個視頻系統的核心，它們需要擔負起所有節目的制作和信號的調度。

　　切換臺和矩陣都連接到VSM服務器后，通過VSM面板實現對兩者的控制。在系統中配置的所有VSM面板的按鍵都帶液晶顯示屏幕，可以在上面顯示字符、數字和圖案。VSM面板的按鍵布局和普通的矩陣面板非常相似，其按鍵也可以被賦予矩陣和切換臺面板相同的功能，只要將切換臺或矩陣的信號源和目的配置在VSM面板上就可以替代原廠的面板實現信號切換的操作。

圖四VSM部分矩陣面板

　　VSM系統通過S-BUS協議可以實現對切換臺交叉點的獲取，還可以控制切換臺進行切換。在本系統中MVS-7000X切換臺的S-BUS協議通過SONY原廠HKSP-R80板卡將同軸接口轉換成網絡接口實現和VSM系統的連接。與矩陣的連接則是直接通過網絡，每個矩陣的以太網接口都連接到VSM服務器所在的網絡中，VSM可以通過網絡協議（EQX矩陣采用的是Quartz協議）實現矩陣交叉點的獲取和矩陣的控制。

　　為了使系統能夠更加的靈活，切換臺有大量的輸入信號是通過矩陣調度獲得的，所有進入矩陣的信號都可以送給切換臺。以往來說，將矩陣送來的信號配置在切換臺面板的按鍵上時，需要根據不同的信號重新命名按鍵，但這樣的效率非常低，而VSM服務器可以根據矩陣送切換臺輸出母線上的信號自動將源名送到切換臺按鍵上方的OLED顯示屏幕中，而且可以根據不同的信號實時發送新的源名，這樣可以大大方便技術人員根據不同制作需求更改信號源。

　　2．電視墻矩陣和UMD系統控制

　　VSM系統通過與矩陣通信獲得矩陣路由交叉點的源名信息，通過與制作切換臺連接獲取當前狀態下的Tally信息，將兩個信息組合分析后，再通過與畫面分割器的連接，告知畫面分割的UMD顯示窗，顯示動態UMD信息和切換臺Tally信息。

圖5UMD顯示原理

　　VSM系統中配置多個GPIO接口轉換器，可以實現攝像機的紅綠Tally觸發功能，在系統設計時，我們將攝像機的紅Tally和綠Tally分別取自兩個不同的接口轉換器，這樣可以減少單一故障點。

　　3．系統全局快拍控制

　　在系統設計之初我們考慮到2500/1200㎡/600A㎡演播群要兼顧不同節目的制作需求，因此在制作不同節目的時候，系統的設置和一些路由可以預先修改后存儲在服務器上，一旦演播室制作的節目改變，我們只要調取不同的預設配置就可以實現系統功能的整體變更。

　　VSM系統中可以存儲電視墻的信號源設置、切換臺面板源名設置、矩陣的交叉點狀態、周邊板卡的參數、系統的應急狀態等等不同的配置。一旦這些參數保存下來，我們可以選擇其中一些配置調用，也可以整體的進行全系統的整體配置調用。這樣無疑大大減輕了技術人員在修改系統配置以應對節目制作需求時的工作量。

　　4．設備參數調整

　　在傳統演播室中，視音頻工程師經常需要使用原廠的軟件修改一些視音頻處理設備/板卡的參數，但是演播室中很多設備并不都是來自一個廠家，因此技術人員的電腦中需要安裝不同廠家的軟件，如果遇到不同廠家的設備參數都需要修改，就要在各個軟件中來回操作，效率非常的低。

　　VSM系統和目前廣電主流的周邊設備廠家開展合作，向VSM系統開放了其切換臺、矩陣、畫面分割器、周邊板卡SNMP和串口協議，VSM系統可以直接控制這些品牌的設備上的主要參數然后進行調整。

　　5．訊道靈活調度

　　整個演播室群系統共用40個訊道的攝像機，需要根據不同節目的需求靈活的調整訊道數量，與之相對應的監看、矩陣和切換臺的路由改變，如果通過傳統修改線路的方式會大量提升我們的工作量。

　　依靠VSM系統的信號調度和管理功能，可以將矩陣所有信號路由打上邏輯標簽，統一納入VSM的管理下。將每一個物理的CCU轉化成系統中的某一邏輯訊道，這樣1至40臺CCU所代表的并不是固定CAM1-CAM40，而是可以通過VSM靈活定義。

圖六VSM調度迅道邏輯圖

　　而在物理連接層面，我們在視頻系統設計時讓所有CCU的信號都進入矩陣，同時矩陣和切換臺之間也預留了大量的連接，一旦訊道規模需要改變，利用VSM的預設將不同訊道信號調度進入切換臺，同時VSM向切換臺發送所對應的訊道邏輯標號，對于使用人員來說不再需要關心具體是有哪些CCU將被使用，而是只要系統目前訊道的數量滿足節目制作需求即可。

　　6．設備應急

　　上面提到VSM系統給所有的設備打上了邏輯標簽，但對于使用者來說只需要關心所需的設備（亦或是“資源”）可以使用，而不需要關心具體使用了哪一臺設備。

　　這樣的特性使得我們可以通過VSM系統，靈活的保證應急設備的啟用。在某一個設備故障時，只需要簡單用相同的設備，通過邏輯標簽重新賦予的方式，在不改變內容顯示和源名的情況下，就可以完成所有的應急替代工作。使導演和節目制作人員不會因此改變使用習慣，提高了故障解決速度。

圖7設備應急邏輯圖

　　7．位操作

　　由于調光工位需要進行畫面質量的監控，需要在這個工位配合調光技術人員的操作實現快速的畫面切換監看，每個調光工位對應4個攝像機，監看采用四分割顯示，畫面分割器輸出的SDI信號進入矩陣，再由矩陣調度進入監視器中。

　　在節目制作時，調光人員會經常選擇四個訊道中的某一路畫面單獨監看，從而進行進一步的畫面光圈調整。在本系統中，RCP上由Joystick控制的GPO接口連接到VSM系統中的GPIO單元，將Joystick的按壓操作由VSM轉換成矩陣的路由切換，完成調光工位的監看由四畫面變為單畫面。

圖8VSM在調光工位控制原理圖

　　除了Joystick控制監看方式的變換，以及調用不同的系統快拍，迅速改變通道數量之外。系統中可以根據Tally或者信號切換來聯動控制攝像機通話，在導播切到某一路攝像機時，導播和調光工位的通話面板可以由VSM自動開啟和攝像師的通話，或者完成提高通話音頻幅度的操作。

　　8.放設備控制

　　本系統中配置了多臺EVS和VTR，其中EVS主機安裝在分控中心機房中，在傳統的演播室中，節目制作時導播切換到EVS或VTR信號時需要操作人員配合導播進行視頻素材的播放，但是人員的操作并不能保證時間的精確。有些系統中會將EVS和VTR接在切換臺的控制接口上，通過VDCP等協議進行切換聯動操作。但是這種操作方式仍然有局限性，它不能解決矩陣應急時的控制，以及其他遠離切換臺面板的工位控制EVS和VTR的需求。

　　為了實現EVS和VTR全面控制的同時，也滿足其他工位對此類設備的控制需求。系統中將VSM系統中的SmartHub設備的串口連接VTR的控制接口上，SmartHub是一種TCP/IP轉Serial設備，可以將硬件面板或軟件發出的控制命令轉換成標準的錄像機串口控制信號，這樣就可以實現錄像機的遠程控制。EVS的以太網接口連接到VSM系統的網絡中，VSM系統可以通過LINX Protocol直接控制EVS的各種操作。

　　通過VSM控制軟件和SmartHub，可以在導播切換時觸發EVS和VTR的播放錄制等操作。系統還可以將各種控制功能配置在VSM系統的面板上，由于VSM的面板按鍵上有液晶屏幕，我們甚至可以將播放、錄制、暫停等圖標也顯示在按鍵上，使操作更直觀方便。

圖九VSM控制EVS和VTR的示意圖

　　9．畫面分割布局控制

　　本系統中采用的監看方式是Evertz EQX矩陣+VIPX畫面分割器的方式，矩陣輸出的監看信號直接通過XLINK總線送到配套的畫面分割器中，所有的矩陣輸入和輸出畫面都可以通過軟件調度到大屏幕上監看。監看系統靈活性增加后，系統中龐大的信號如何調度也成了我們需要考慮的問題。通過VSM系統我們可以將矩陣中的所有的信號（包括輸入和輸出）當成監看系統的信號源，用面板和圖形化界面調度的方式就可以輕松的改變每一塊分割畫面的信號。

圖十VSM控制畫面分割邏輯圖

　　10．VSM軟件界面和圖形化界面

　　VSM主要有兩種界面，一種是底層工程師的設置界面，在常規高級工程師設計后此界面基本不用反復修改，或者只需簡單修改即可。

圖十一VSM系統工程師的設置界面

　　這個頁面主要是對系統結構如矩陣交叉點信息、切換臺信息、畫面分割器信息、周邊板卡需要修改的參數信息等進行基本設置。

　　考慮到初級技術人員和節目制作人員對硬件和系統結構并不會非常清楚，VSM系統還有一種圖形化界面，所有的硬件面板都可以在經過授權的電腦上顯示出其控制界面，按鍵布局和硬件面板相同。系統中配置了4臺平板電腦，上面有圖形化控制界面可以將導控室的桌面布局或大屏幕分割的圖片嵌入到VSM系統的控制界面上，模擬出逼真的使用環境，幫助技術人員更好的使用VSM的各種功能。

圖十二VSM圖形化界面

　　上圖是技術調光區使用的一個在VSM里面虛擬的實景案例圖。通過VSM可以方便的完成信號的選擇，攝像機RCP面板的JOYSTICK選擇等功能。

　　在圖形界面層，用戶的大部分工作都是根據自己的實際情況規則自己的操作界面，通過簡單的圖形拖拽即可完成。

　　11、系統和設備監控

　　VSM系統本身具有一套監控系統，其可以獲取多種設備的參數，已經能夠幫助技術人員監控系統中設備的狀態。

　　VSM系統具有WEB頁面嵌入功能，可以通過http協議進入監控模塊的WEB頁面的進行狀態顯示和設置修改。監控模塊以直觀的圖形界面顯示系統中信號的狀態，支持實時點擊查看和修改，能以系統拓撲顯示上行鏈路和下行鏈路狀態，綠色為正常紅色為錯誤、橙色為有告警；可通過點擊圖形顯示來調出想應設備調整界面進行設備調整；可提供直觀的監看界面，顯示機柜圖、機箱內部插板圖和路由原理圖并建立鏈接關系，監控系統中的可以繪制機柜布置圖（物理結構圖）、系統資源圖、信號路由圖（視頻系統路由含嵌入音頻路由），各個圖紙之間有著明確的對應鏈接關系，兩張圖之間可以雙向導航，只需通過簡單的鼠標點擊即可進行不同層面的互查。

五．總結

　　通過對本系統應用總結，可以得出VSM系統實現了以往傳統的視頻系統很難實現，甚至不具備的系統復雜的功能，通過靈活設置的用戶界面控制所有設備，應對與不同節目制作需求，大大減少了技術人員的工作量，豐富了視頻工程師完成節目制作手段，必將成為今后廣電系統設計的“萬能工具箱”。