概述

在當(dāng)前4K/UHD迅猛發(fā)展大背景下，阜陽(yáng)廣播電視臺(tái)轉(zhuǎn)播車(chē)采用超高清廣播電視標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)大型現(xiàn)場(chǎng)節(jié)目制作的目標(biāo)應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)為12+4訊道,即12個(gè)有線超高清訊道和4個(gè)無(wú)線訊道，制作核心平臺(tái)為4K/UHD系統(tǒng)，滿足HDR和BT.2020；車(chē)內(nèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含視頻、音頻、通話、時(shí)鐘和TALLY系統(tǒng)及系統(tǒng)集成，高清同播時(shí)采用4K下變換方式，滿足SDR和BT.709，在動(dòng)態(tài)范圍及色域上根據(jù)流程進(jìn)行管理。

視頻信號(hào)傳輸鏈路采用UHD無(wú)壓縮12G基帶技術(shù)，具有無(wú)信號(hào)質(zhì)量損耗、延時(shí)量低的優(yōu)點(diǎn), 系統(tǒng)構(gòu)架清晰，安全可靠，信號(hào)即插即用，調(diào)配靈活，操作直觀簡(jiǎn)捷，維護(hù)管理方便。

本車(chē)不僅可以單獨(dú)完成節(jié)目制作工作，還可以與信號(hào)傳輸保障車(chē)制作系統(tǒng)進(jìn)行級(jí)聯(lián)，能夠承擔(dān)新聞?lì)愔辈ァⅢw育賽事、綜藝晚會(huì)、競(jìng)技娛樂(lè)、專題制作等節(jié)目的現(xiàn)場(chǎng)錄制和直播等任務(wù),并具有新媒體發(fā)布的功能。未來(lái)考慮通過(guò)增加ST.2110 IP網(wǎng)關(guān)的方式可以實(shí)現(xiàn)4K/UHD節(jié)目IP流的輸出。

圖1 全車(chē)結(jié)構(gòu)圖

一．設(shè)計(jì)原則 

1．安全性可靠

轉(zhuǎn)播車(chē)的系統(tǒng)構(gòu)架安全可靠，主要系統(tǒng)不存在單一崩潰點(diǎn)，主要設(shè)備配置留有冗余，系統(tǒng)信號(hào)具有自動(dòng)恢復(fù)能力，具有合理的監(jiān)測(cè)和排查手段。

2．技術(shù)先進(jìn)性 

系統(tǒng)設(shè)計(jì)著眼于未來(lái)幾年廣播電視事業(yè)的發(fā)展，并結(jié)合本臺(tái)節(jié)目制作、節(jié)目發(fā)展需求，功能和性能設(shè)計(jì)上保持與國(guó)際視頻、音頻發(fā)展潮流同步，即參考國(guó)際大型廣播電視制作機(jī)構(gòu)的生產(chǎn)環(huán)境、流程和系統(tǒng)配置，保持系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)設(shè)計(jì)的先進(jìn)性。

3．網(wǎng)絡(luò)性 

在系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)都采用具備網(wǎng)絡(luò)功能的設(shè)備，無(wú)論切換臺(tái)、矩陣、調(diào)音臺(tái)，還是周邊模塊都具備本身自己的 Ethernet 或其它網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，設(shè)計(jì)理念符合未來(lái)廣電中心的集中調(diào)度、集中分配、互為備份的設(shè)計(jì)思路。 

4．易用性 

系統(tǒng)設(shè)計(jì)兼顧轉(zhuǎn)播車(chē)的操作習(xí)慣和使用特點(diǎn)，信號(hào)調(diào)配靈活，通過(guò)計(jì)算機(jī)界面直觀地設(shè)置各種設(shè)備的參數(shù)，操作界面直觀簡(jiǎn)易，使用方便。 

5．可擴(kuò)展可升級(jí)性 

系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有可擴(kuò)展可升級(jí)性，在保證基本配置的前提下，預(yù)留充分的擴(kuò)展空間，在保證初期系統(tǒng)功能的前提下，預(yù)留升級(jí)能力，保證在將來(lái)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一以后可以進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)。 

二．具體設(shè)計(jì)方案

1．轉(zhuǎn)播車(chē)車(chē)體

考慮到整個(gè)轉(zhuǎn)播車(chē)承重、設(shè)備安全及駕駛舒適性，車(chē)頭采用奔馳1842車(chē)頭，車(chē)身采用拖掛式雙側(cè)拉箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，總長(zhǎng)達(dá)16米,分技術(shù)區(qū)、導(dǎo)演制作區(qū)、音頻區(qū)、慢動(dòng)作區(qū)、新媒體制作區(qū)等5個(gè)功能區(qū)。 

圖2 視頻系統(tǒng)框架圖

車(chē)內(nèi)裝飾材料全部選用阻燃環(huán)保型材料，做到“三無(wú)”—無(wú)污染、無(wú) 變形、無(wú)異味；“五防”—防塵、防水、防磨、防靜電、防電磁干擾。

2．視頻部分

視頻系統(tǒng)采用4K超高清技術(shù)，制作核心設(shè)備采用12G-SDI切換臺(tái)和視頻矩陣，工作在4K/UHD模式。

超高清切換臺(tái)采用Panasonic的Live Production Suite分體架構(gòu)切換臺(tái)，通過(guò)網(wǎng)關(guān)、交叉點(diǎn)、混像切換、管理這四類(lèi)模塊的組合，該切換臺(tái)擁有2級(jí)M/E、4K/12G-SDI信號(hào)20入和12出的處理能力，同步基準(zhǔn)支持高清三電平同步或模擬黑場(chǎng)。4K節(jié)目制作環(huán)境下，每級(jí)M/E均支持2個(gè)高性能鍵控器和2個(gè)PinP功能鍵，視頻輸入及輸出母線全部支持彩色校正功能。操作面板為冗余電源配置，菜單顯示觸控面板也可以通過(guò)電腦連接切換臺(tái)WEB頁(yè)面進(jìn)行備份。切換臺(tái)具備兩條獨(dú)立的DSK PGM母線，可以對(duì)ME和DSK進(jìn)行分組及面板分配，同時(shí)制作兩版節(jié)目。

矩陣是系統(tǒng)信號(hào)調(diào)度的中心，負(fù)責(zé)應(yīng)急、錄像、監(jiān)看、輔助輸出等信號(hào)調(diào)配和切換，采用80×80的多碼流矩陣，兼容12G/3G/1.5G-SDI等格式。輸入信號(hào)包括全部UHD和HD信號(hào)源，滿足節(jié)目的應(yīng)急及錄像機(jī)錄制的輸入選擇，通過(guò)矩陣環(huán)接交叉變換設(shè)備滿足外部4K、高清信號(hào)的需求，矩陣還可以通過(guò)與跳線器配合,給指定通道提供信號(hào)。 

系統(tǒng)采用穩(wěn)定可靠的4K周邊系統(tǒng)和高清周邊系統(tǒng)。4K的周邊功能模塊配置主要是12G視分、12G幀同步、12G音頻加嵌、12G音頻解嵌、12G和3G Quad Link的互轉(zhuǎn)；高清的周邊功能模塊將參數(shù)提高到3G標(biāo)準(zhǔn)，可以方便系統(tǒng)共用，主要模塊包括視分、幀同步、音頻加嵌、音頻解嵌。其它如4K/UHD和HD之間的轉(zhuǎn)換、HDR/SDR轉(zhuǎn)換、BT.2020/709轉(zhuǎn)換，采用獨(dú)立通道的轉(zhuǎn)換器，分別由矩陣進(jìn)行路由指派，能夠?qū)γ總€(gè)轉(zhuǎn)換的信號(hào)進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，方便信號(hào)的靈活調(diào)度和輸出，具備4個(gè)4K 3G QUADLINK外來(lái)或4個(gè)12G外來(lái)或4個(gè)高清外來(lái)的輸入信號(hào)處理能力，能夠輸出4K 3G QUADLINK或12G信號(hào),還可對(duì)應(yīng)高清輸出。

輸出通道為主備雙鏈路設(shè)計(jì)，系統(tǒng)無(wú)論工作在直播還是錄播模式，末級(jí)鏈路無(wú)須倒換或重新路由，兩種模式下均具備應(yīng)急倒換及鍵控器功能，應(yīng)急通道2選1切換板，具備幀同步、加嵌及鍵混功能。配置了1臺(tái)4K字幕機(jī)，鍵源信號(hào)和鍵填充信號(hào)分別進(jìn)行分配后送給切換臺(tái)和應(yīng)急通道鍵混器。車(chē)內(nèi)的主記錄系統(tǒng)采用4K/UHD 3840x2160@50p方式，同時(shí)也設(shè)計(jì)了輔助記錄系統(tǒng)，能夠?qū)τ嵉佬盘?hào)進(jìn)行單掛收錄，放像機(jī)為2臺(tái)4K單通道，錄像機(jī)配置為2臺(tái)4K 4通道和1臺(tái)4K單通道，可輸出4K測(cè)試信號(hào)。

車(chē)內(nèi)技術(shù)區(qū)、導(dǎo)播區(qū)和音頻區(qū)的訊道監(jiān)看采用高清系統(tǒng)（BT.709，SDR，-10dB增益差設(shè)置），信號(hào)的技術(shù)監(jiān)看采用示波器和4K/UHD（HDR）監(jiān)視器配合監(jiān)看PGM信號(hào)的播出效果，既可以監(jiān)看波形和矢量等客觀技術(shù)指標(biāo)，還可以監(jiān)看圖像效果等主觀感受，同樣訊道的光圈調(diào)整參考以波形監(jiān)視器的電平值和監(jiān)視器的圖像輸出為共同依據(jù)，在制作信號(hào)輸出策略上，能夠根據(jù)播出平臺(tái)的需求，在多種分辨率、色域和動(dòng)態(tài)范圍標(biāo)準(zhǔn)中選擇2種獨(dú)立的組合輸出。

圖3 視頻系統(tǒng)

導(dǎo)演區(qū)和第二制作區(qū)大屏都采用多畫(huà)面分屏器輸出功能，能夠最大支持8面大屏和62路子畫(huà)面輸出。

3．音頻部分

轉(zhuǎn)播車(chē)音頻系統(tǒng)采用5.1聲道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，滿足二級(jí)調(diào)音及一級(jí)調(diào)音制作兩套節(jié)目的需求，滿足單聲道、立體聲以及環(huán)繞聲節(jié)目制作要求。音頻系統(tǒng)具備處理足夠數(shù)量模擬、數(shù)字、視頻中嵌入的音頻信號(hào)接入能力，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)播車(chē)與現(xiàn)場(chǎng)之間的話筒拾音、音頻信號(hào) 返送和音頻車(chē)級(jí)聯(lián)問(wèn)題，攝像機(jī)話筒通道也可作為信號(hào)傳輸(拾音)的重要補(bǔ)充。

整個(gè)音頻系統(tǒng)由主備調(diào)音臺(tái)、音頻周邊設(shè)備（音頻播放機(jī)、音分、模數(shù)轉(zhuǎn)換、跳線盤(pán)等）及監(jiān)聽(tīng)設(shè)備組成。主調(diào)音臺(tái)采用雅馬哈DM2000、備調(diào)音臺(tái)采用雅馬哈DM1000，都有足夠數(shù)量的輸入/輸出連接到車(chē)尾接口板，能同時(shí)輸出多套節(jié)目的信號(hào)，主備調(diào)音臺(tái)組成的兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的制作系統(tǒng)并行的工作方式，接口板上重要音頻信號(hào)源通過(guò)分離器分離后分別輸送給主備調(diào)音臺(tái)處理，由主備調(diào)音臺(tái)分別提供相應(yīng)的PGM信號(hào)，主備PGM信號(hào)經(jīng)二選一選擇切換送給播出、接口面板和錄像機(jī)。主調(diào)音臺(tái)可與備用調(diào)音臺(tái)聯(lián)機(jī)實(shí)現(xiàn)音頻資源共享或二級(jí)調(diào)音。

整個(gè)音頻區(qū)具有獨(dú)立的操作空間，與導(dǎo)演制作用斷墻區(qū)隔。斷墻上開(kāi)設(shè)一個(gè)雙層玻璃觀察窗，以便于音頻區(qū)與導(dǎo)演制作區(qū)工作人員的手勢(shì)交流，音頻區(qū)右墻壁設(shè)有 一個(gè)出入門(mén)（向內(nèi)開(kāi)），方便音頻區(qū)工作人員的出入同時(shí)不會(huì)干擾其它人員進(jìn)出車(chē)內(nèi)。

4．內(nèi)部通話及TALLY部分

內(nèi)部通話系統(tǒng)采用clear-com數(shù)字矩陣式系統(tǒng)，采用4線式的通話標(biāo)準(zhǔn)，配置 16 個(gè)四線和 32 個(gè) IP 端口，2 個(gè)兩線端口，10 通道四線混合放大器，每通道配備獨(dú)立電平調(diào)節(jié)旋鈕，可對(duì)通道輸入輸 出電平進(jìn)行調(diào)節(jié)。內(nèi)部通話系統(tǒng)支持手機(jī)或平板電腦應(yīng)用。在車(chē)內(nèi)為導(dǎo)播、備播、二排導(dǎo)播、技術(shù)監(jiān)控、調(diào)度、錄像、音頻和車(chē)尾板工位都配置了通話面板，在與車(chē)外工作人員的聯(lián)絡(luò)上，采用無(wú)線半雙工對(duì)講方式，將無(wú)線對(duì)講基站接入通話矩陣中，車(chē)外人員攜帶對(duì)講機(jī)即可與車(chē)內(nèi)工作人員進(jìn)行通話。內(nèi)部通話系統(tǒng)支持手機(jī)或平板電腦應(yīng)用。

圖4 內(nèi)部通話系統(tǒng)

為提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和制作靈活性，各區(qū)域監(jiān)視器的視頻源名顯示、Tally指示實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管理。通過(guò)矩陣和切換臺(tái)的互聯(lián)，進(jìn)入矩陣的源名信息可由切換臺(tái)跟隨顯示，信源名稱可在所有監(jiān)視系統(tǒng)上顯示出來(lái)。Tally系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)演切換提示、應(yīng)急切換提示等功能，從顯示方式上可分為獨(dú)立顯示單元、屏幕分割器及攝像機(jī)系統(tǒng)三種方式。

系統(tǒng)中導(dǎo)演區(qū)、技術(shù)區(qū)、音頻區(qū)和慢動(dòng)作區(qū)監(jiān)視系統(tǒng)的Tally指示由畫(huà)面分割器自帶UMD功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要功能包括信號(hào)源名稱的顯示和字符雙色狀態(tài)的變化，指示主監(jiān)狀態(tài)和預(yù)監(jiān)狀態(tài)。

攝像機(jī)系統(tǒng)通過(guò)攝像機(jī)管理單元，獲取Tally指示，將切換臺(tái)的ME的交叉點(diǎn)信息傳輸給攝像機(jī)，攝像機(jī)系統(tǒng)的Tally可以與監(jiān)視系統(tǒng)Tally同步變化，顯示紅綠色不同的切換狀態(tài)。

與外系統(tǒng)級(jí)聯(lián)時(shí)，本車(chē)支持TSL協(xié)議，提供網(wǎng)口對(duì)應(yīng)。作為主車(chē)時(shí)，這個(gè)網(wǎng)口用于指派輸出切換臺(tái)和矩陣的Tally信息；作為從車(chē)時(shí)，這個(gè)網(wǎng)口將聯(lián)通到Tally服務(wù)器，接收主車(chē)Tally信息。為了考慮其它子從系統(tǒng)的配置的兼容性，還預(yù)留了8組GPI OUT。

5．同步與時(shí)鐘系統(tǒng)

同步系統(tǒng)采用主備同步加自動(dòng)倒換的設(shè)計(jì)方案，主備同步機(jī)具有模擬/數(shù)字黑場(chǎng)，高清三電平信號(hào)的提供能力。主同步機(jī)具備數(shù)字高清、標(biāo)清測(cè)試信號(hào)及音頻測(cè)試信號(hào)模塊，自動(dòng)同步倒換器可以自動(dòng)切換BB （BLACK BURST黑場(chǎng)同步）信號(hào)、TRI-LEVEL高清三電平、Wordclock同步等同步信號(hào)。

系統(tǒng)選用BB信號(hào)作為主同步源，經(jīng)過(guò)分配提供給系統(tǒng)中的全部設(shè)備。考慮到系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)使用，預(yù)留1路同步基準(zhǔn)輸入端口，并提供2路同步信號(hào)輸出到車(chē)外接口板，以實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)時(shí)的同步應(yīng)用。

在4K電視制作系統(tǒng)，由于視頻切換臺(tái)、特技處理、同步機(jī)、分割畫(huà)面顯示系統(tǒng)、4K/高清變換等設(shè)備對(duì)視頻信號(hào)的處理時(shí)間比數(shù)字音頻的處理時(shí)間長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)不同的處理環(huán)節(jié)，會(huì)造成不同的延時(shí)量。為了保證播出/錄像、監(jiān)視/監(jiān)聽(tīng)的視音頻信號(hào)的同步對(duì)位，可利用數(shù)字調(diào)音臺(tái)的數(shù)字音頻延時(shí)功能或在音頻系統(tǒng)的適當(dāng)環(huán)節(jié)中“插入數(shù)字音頻延時(shí)器” 來(lái)對(duì)音頻進(jìn)行延時(shí)處理，以達(dá)到視音頻信號(hào)的同步。

圖5 同步系統(tǒng)圖

時(shí)鐘系統(tǒng)采用GPS時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)方案，GPS時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器可自動(dòng)尋找并接收兩顆以上的衛(wèi)星GPS信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)北京時(shí)間校時(shí)。當(dāng)遇到陰雨天氣或轉(zhuǎn)播車(chē)停靠地點(diǎn)無(wú)法接收衛(wèi)星信號(hào)時(shí)系統(tǒng)時(shí)鐘由GPS時(shí)鐘發(fā)生器的高頻本機(jī)振蕩器提供，可支持一周以上的穩(wěn)定精確的時(shí)間輸出。

GPS時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器提供子鐘驅(qū)動(dòng)輸出和標(biāo)準(zhǔn)EBU時(shí)間碼輸出兩種方式。

各個(gè)工作區(qū)都有相應(yīng)時(shí)鐘顯示，具備EBU時(shí)碼輸出，導(dǎo)演區(qū)、技術(shù)區(qū)、音頻區(qū)時(shí)鐘都具備標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間、倒計(jì)時(shí)顯示功能。

GPS時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器輸出的EBU時(shí)間碼信號(hào)經(jīng)時(shí)間碼分配器分配到系統(tǒng)的各錄像機(jī)及音頻系統(tǒng)中，以實(shí)現(xiàn)絕對(duì)時(shí)碼的記錄功能；標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)、倒計(jì)時(shí)信號(hào)可輸出至車(chē)外板，用于向轉(zhuǎn)播區(qū)、現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)演等有需要的區(qū)域提供。

圖6 時(shí)鐘系統(tǒng)圖

6．新媒體部分

轉(zhuǎn)播車(chē)還配置了一臺(tái)多鐵克流媒體推流服務(wù)器，可通過(guò)車(chē)尾部接口盤(pán)上的光纖接入互聯(lián)網(wǎng)參與網(wǎng)絡(luò)播出，同時(shí)在新媒體區(qū)配置 2 臺(tái) 55 英寸廣播級(jí)工業(yè)屏，用于新媒體推送節(jié)目時(shí)的制作監(jiān)看。

7．車(chē)內(nèi)外接口

在轉(zhuǎn)播車(chē)的尾部，安裝有內(nèi)外接口盤(pán)，內(nèi)外接口盤(pán)都有足夠的接口，方便各類(lèi)視頻、音頻信號(hào)以及通訊、互聯(lián)網(wǎng)、同步、光纖、電源、控制、天線、TALLY 等信號(hào)與車(chē)外系統(tǒng)之間迅速地連接；在外接口板上配置矩陣面板、通話面板及小型監(jiān)視器等，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入輸出信號(hào)的確認(rèn)，同時(shí)接口板上配置了1臺(tái)雙聯(lián)數(shù)字監(jiān)視器，輸入通道可由矩陣控制面板選擇不同的輸入源，用來(lái)監(jiān)看進(jìn)出轉(zhuǎn)播車(chē)各種信號(hào)。內(nèi)外接口盤(pán)同時(shí)具有級(jí)聯(lián)其他 EFP 系統(tǒng)或電視轉(zhuǎn)播車(chē)的能力，為系統(tǒng)擴(kuò)展級(jí)聯(lián)提供預(yù)留端口。

8．供電及空調(diào)

轉(zhuǎn)播車(chē)采用三相五線接入方式，外部供電通過(guò)隔離變壓器轉(zhuǎn)為單相輸出，同時(shí)進(jìn)入3個(gè)10KW的UPS和穩(wěn)壓器， UPS采用并機(jī)方式。

空調(diào)采用4臺(tái)空調(diào)，一臺(tái)負(fù)責(zé)機(jī)柜和設(shè)備冷卻，另三臺(tái)負(fù)責(zé)整個(gè)工作區(qū)內(nèi)的降溫，保證車(chē)內(nèi)溫度適宜。

三．系統(tǒng)工藝特色

1．4K HDR BT.2020和HD SDR BT.709同播

視頻系統(tǒng)能夠進(jìn)行4K/UH D和H D節(jié)目的同播制
作，視頻制作的主要格式采用4K/U HD，分辨率達(dá)到3840x2160@50p，HD格式的同播制作采用4K/UHD的信號(hào)下變換。支持HDR（高動(dòng)態(tài)范圍）/SDR（標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍），和HDR/SDR轉(zhuǎn)換。HDR采用適合現(xiàn)場(chǎng)制作的HLG標(biāo)準(zhǔn)（混合LOG GAMMA方式），動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)1200%。同時(shí)在色域上支持BT.709和BT.2020，以及色域之間的轉(zhuǎn)換。

在4K HDR和HD SDR同播時(shí)，采用增益差（8－12dB）的設(shè)置。這樣可以保證4K/HD同播時(shí)，在HDR和SDR顯示屏上看到的圖像亮度接近。攝像機(jī)CCU可以同時(shí)輸出4K/HDR和HD/SDR的圖像，4K/HDR圖像接入到切換臺(tái)和矩陣，進(jìn)入核心制作系統(tǒng)。為了在技術(shù)調(diào)整區(qū)對(duì)HDR圖像進(jìn)行準(zhǔn)確的光圈調(diào)整，最好的方案是在HDR監(jiān)視器上直接觀看圖像效果，但是HDR監(jiān)視器本身的外形尺寸偏大（24寸以上，無(wú)法在技術(shù)調(diào)整區(qū)內(nèi)進(jìn)行機(jī)架安裝）、亮度高（容易造成用眼疲勞）、成本高，因此還不適宜在訊道調(diào)整環(huán)節(jié)直接應(yīng)用。在技術(shù)調(diào)整區(qū)采用SDR監(jiān)視器監(jiān)看光圈調(diào)整效果時(shí)，需要在SDR監(jiān)視器上看到的SDR圖像效果，與在HDR監(jiān)視器上看到的HDR圖像在亮度感覺(jué)上接近。這樣就要CCU設(shè)定HDR和SDR圖像輸出的增益差。根據(jù)多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最終選定10dB增益差的設(shè)定，在技術(shù)調(diào)整區(qū)，以這個(gè) -10dB的SDR圖像作為亮度參考。

HLG模式可以充分發(fā)揮4K攝像機(jī)高動(dòng)態(tài)范圍的表現(xiàn)力，擴(kuò)展了拍攝創(chuàng)作的空間，在SDR時(shí)代那些盡力避免出現(xiàn)的逆光拍攝等，現(xiàn)在HDR模式下變?yōu)榭梢試L試的新的應(yīng)用場(chǎng)景。在拍攝強(qiáng)反差圖像時(shí)，可以利用攝像機(jī)提供的可變HLG模式，對(duì)固定HLG曲線的暗部GAMMA和亮部拐點(diǎn)做調(diào)整，使得圖像的動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)一步擴(kuò)展。

可變HLG模式提供了豐富的漸變效果，可以在黑暗圖像區(qū)域渲染對(duì)比度，顏色和陰影，在高亮圖像區(qū)域增加亮度的過(guò)渡控制，還原更真實(shí)的圖像效果，而這些區(qū)域之前無(wú)法再現(xiàn)還原。

視頻系統(tǒng)的UHD HDR采用BT.2020色域，HD SDR采用BT.709色域，色彩還原的一致性在UHD和HD同播時(shí)非常重要。一開(kāi)始的時(shí)候，HD下變換的圖像總感覺(jué)偏紅，我們檢查了通道下變換的參數(shù)設(shè)置，并沒(méi)有問(wèn)題。經(jīng)過(guò)和廠家工程師的溝通才發(fā)現(xiàn)在攝像機(jī)CCU的輸出設(shè)定中關(guān)于色域的選擇，而一開(kāi)始的時(shí)候忽略了這個(gè)細(xì)節(jié)，選擇的是NORMAL。N0RMAL的色域設(shè)定在系統(tǒng)格式選為UHD HDR時(shí)，色域空間轉(zhuǎn)換為了BT.2020，但電平值是和709是一樣的，這樣的結(jié)果就使得色彩飽和度高于709。這樣在下變換通道出來(lái)的HD信號(hào)出現(xiàn)了顏色偏紅的現(xiàn)象。根據(jù)廠家工程師對(duì)參數(shù)設(shè)定的說(shuō)明，已及在實(shí)踐中的反復(fù)嘗試，我們最終在NORMAL、WIDE_G和WIDE_G2中選擇了WIDE_ G的色域設(shè)定。

這個(gè)設(shè)定保證了2020和709色彩的一致，最終確保UHD和HD圖像觀看的基本一致。在我們臺(tái)主要播出通道還是高清的情況下，這個(gè)設(shè)定非常合適。

2．4K/UHD 12G-SDI信號(hào)傳輸

車(chē)內(nèi)視頻信號(hào)傳輸采用12G-SDI標(biāo)準(zhǔn)，能夠以基帶信號(hào)傳輸無(wú)壓縮的4K/UHD信號(hào)。在系統(tǒng)級(jí)聯(lián)和信號(hào)擴(kuò)展方面，充分考慮4K/UHD信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的多樣性，保留12G、3G Quad Link接口。

12G-SDI信號(hào)接口與現(xiàn)在通用的3G/HD-SDI信號(hào)接口相同，主流的線纜和接插件供應(yīng)商CANARE和BELDEN都已經(jīng)擁有成熟的12G-SDI產(chǎn)品。以CANARE產(chǎn)品為例，12G的超低損耗電纜可以傳輸102米。在多段連接的信號(hào)測(cè)試中，

經(jīng)過(guò)40段輸入再輸出的信號(hào)眼圖仍能清晰分辨。這樣采用12G-SDI信號(hào)傳輸標(biāo)準(zhǔn)的視頻系統(tǒng)，在集成中可以沿用視頻基帶系統(tǒng)多年積累的鏈路設(shè)計(jì)和使用經(jīng)驗(yàn)。

視頻信號(hào)從采集到處理、分配和傳輸時(shí)，會(huì)通過(guò)多段線纜和多個(gè)設(shè)備，要對(duì)信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行保證。我們?cè)谌缦碌亩喽尉€纜的連接測(cè)試中，將信號(hào)發(fā)生器輸出的12G-SDI信號(hào)，采用1米電纜從矩陣的輸出連接到輸入，經(jīng)過(guò)40段后接到示波器上進(jìn)行觀測(cè)，這時(shí)的12G-SDI信號(hào)眼圖仍能清晰分辨。

12G-SDI信號(hào)在通過(guò)無(wú)源的線纜、雙通和跳線盤(pán)的設(shè)備時(shí)，會(huì)發(fā)生信號(hào)衰減，衰減后線纜的傳輸距離會(huì)變短。通過(guò)如下的測(cè)試，可以看到對(duì)應(yīng)各種傳輸路徑時(shí)，通過(guò)無(wú)源設(shè)備和線纜的衰減后，總的信號(hào)增益仍然可以控制在正值，即信號(hào)質(zhì)量沒(méi)有影響。為了讓UHD輸出通道盡量減少跳線盤(pán)和雙通等環(huán)節(jié)帶來(lái)的信號(hào)衰減，我們特意只保留了12G DA的1個(gè)跳線通路用于檢測(cè)板卡的狀態(tài)，而用其它不經(jīng)過(guò)跳線的端口進(jìn)行輸出。

四．綜述

整個(gè)轉(zhuǎn)播車(chē)的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)工程，涉及到廣電節(jié)目制作各環(huán)節(jié)，整個(gè)項(xiàng)目經(jīng)過(guò)多方論證修改，根據(jù)我臺(tái)實(shí)際情況，最終確定設(shè)計(jì)方案。整車(chē)與2020年7月底完成集成、測(cè)試，并投入使用，目前轉(zhuǎn)播車(chē)工作穩(wěn)定，畫(huà)面質(zhì)量較佳，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。B&P