【摘要】 云制作作為新媒體日漸發(fā)展的必然產物，是推動新媒體在廣電行業(yè)發(fā)展中不可忽視的力量，也是廣電行業(yè)當下最熱點的技術。隨著網絡的流暢性和可靠性得到保障，傳統廣電內容生產流程從本地遷移到云端，提高了工作效率。廣播電視行業(yè)進入新媒體時代，將通過強大的云計算服務，構建全新的信息發(fā)布渠道，進行內容的制作與傳播。目前，廣電行業(yè)大力發(fā)展4K超高清業(yè)務，雖然沒有基于4K技術的云制作相關測試，但隨著云資源的優(yōu)化和網絡環(huán)境的提升，未來在云端對于4K的技術需求將愈發(fā)迫切。

本次測試就是基于SIENNA系統，在云端進行4K和高清信號的全流程節(jié)目制作。系統測試結果表明，系統滿足節(jié)目制作的基本需求，通過對系統各輸出節(jié)點延時統計，均滿足測試需求。系統測試達到預期的要求，可為以后再進行云端制作的深入開發(fā)和應用提供系統設計思路和可借鑒的測試 方案。

【關鍵字】 云端制作  新媒體  延時

一．測試背景

“十四五”科技發(fā)展規(guī)劃指出全球范圍內廣播電視網、通信網、互聯網等基礎網絡持續(xù)互融互通，新技術新應用不斷涌現，技術從媒體的保障要素變成了引領要素，對信息的生成方式、傳播方式、接收方式帶來從未有過的革命性影響。從中我們可以看出，廣電、通信和互聯網在新媒體的浪潮下相互影響，互相競爭。開放和共享是互聯網時代最為顯著的特征，互聯網的開放不僅帶來了技術、產品、運營以及商業(yè)模式的改變，同時也給傳統媒體帶來了猛烈的沖擊。

廣播臺、電視臺、平面媒體等傳統媒體掌控幾十年的信息發(fā)布渠道，也在逐漸地轉移到各種新媒體平臺的手中，隨著云的出現，新媒體將更多的社交屬性和多屏互動帶入到節(jié)目內容中來。云制作作為新媒體日漸發(fā)展的必然產物，是推動新媒體在廣電行業(yè)發(fā)展中不可忽視的力量，也是廣電行業(yè)當下最熱點的技術。隨著網絡的流暢性和可靠性得到保障，傳統廣電內容生產流程從本地遷移到云端，提高工作效率，它不僅使得新媒體的業(yè)務更加多元化，也使得新媒體的交互能力大大提高，所以在某種特定的意義上來說，云端制作的出現正是為了滿足和解決廣電新媒體日益增長的需求和難題。
為了驗證云端制作可以完成節(jié)目制作的需求，本次基于SIENNA系統，針對NDI IP切換調度設備、綜合處理設備和網關設備的基本功能、性能進行相關測試。

二．測試環(huán)境

1.云資源

為了進行這次測試，我們跟臺內的網絡部門申請了基于騰訊云的兩個實例，64核128線程、64GB內存、 200Mps帶寬和8核16線程、16GB內存、200Mps帶寬。兩個系統實例分別部署Sienna PE和Router系統、云字幕制作系統和DVG協轉系統、Cogent NMS系統。

2.網絡資源

網絡資源方面，我們也跟臺內網絡部門申請了兩個網口，下行帶寬分別為150M和100M，以及兩張5G上網卡。 150M網口用于接收云端DVG系統輸出的SRT流、RIST流；100M網口用于本地訪問云端Sienna系統的控制和監(jiān)看；5G上網卡用于將Cogent背包信號發(fā)送至云端NMS系統。

3.設備需求

本次測試應用到一些可部署到云端的服務器和本地設備，包括Sienna PE NDI IP綜合處理設備、Sienna NDI IP切換調度設備、DVG 協轉設備、SONY Z280、SONY HX310、Cogent T50、Cogent 5G背包接收服務器、當虹解碼器。

三．測試系統分析

目前，廣電行業(yè)大力發(fā)展4K超高清業(yè)務，雖然沒有基于4K技術的云端制作相關測試，但隨著云資源的優(yōu)化和網絡環(huán)境的提升，未來在云端對于4K的技術需求將愈發(fā)迫切。所以在本次測試中，我們嘗試加入4K信號源進行云端節(jié)目制作。

測試系統分本地為和云上兩個部分，如下圖1所示，本地4K攝像機通過5G背包，由聚合鏈路方式上傳到云端；手機端通過Larix broadcast app，由聯通運營商網絡上傳至云端；云端畫分及PGM監(jiān)看經由臺內100M內網下載至本地監(jiān)看、監(jiān)聽PC；云端PGM由DVG協議轉換為RIST，經100M內網下載至本地PC VLC；云端PGM由DVG協議轉換為RTMP，經聯通運營商網絡下載至本地手機；云端PGM由DVG協議轉換透傳SRT，經100M公網下載至解碼器，輸出12G SDI到本地4K監(jiān)視器。

圖1 云端制作系統框圖

1．信號源部分

測試系統共四個信號源，分別是4K攝像機、高清手機、4K云端媒體播放器、高清云端媒體播放器。

系統由NDI Source模塊接收通過NMS發(fā)送的FULL NDI攝像機信號；SRT接收模塊和IP流轉NDI模塊接收經由手機Larix推送的SRT流信號；媒體播放器模塊播放格式為MXF的云端4K、高清視頻文件。

2．制作部分

切換臺、調音臺模塊對信號源進行切換、調音制作，包括上鍵、開窗操作，輸出PGM、PVW、CLEAN信號；畫中畫模塊將輸入的信號源進行縮放、位置調整，輸出FULL NDI的fill/key信號，送給Vision Mixer模塊的fill/key輸入，通過鍵功能使用；字幕引擎模塊和鍵控器模塊獲取云字幕系統渲染后的字幕信號，輸出FULL NDI的fill/key信號，與Vision Mixer輸出的PGM信號一起送入Downstream key模塊，進行字幕疊加；Multiviewer畫分模塊和Link Web監(jiān)看模塊將信號源、PGM、PVW等信號送入Multiviewer，輸出FULL NDI的多畫面信號，送入Link Web，進行監(jiān)看；編碼器模塊和SRT發(fā)送模塊將最終節(jié)目信號，送入TS Encoder Adv進行編碼，通過UDP傳送至SRT Transmit模塊，輸出SRT信號給DVG系統；NDI目的模塊接收系統中的各個信號源、PGM、 PVW、CLEAN、TX等信號，通過Router的輸入端口或NDI Source Connect模塊，使用Source select功能，將上述信號作為信號源使用；并在Sienna PE中，通過NDI Source Connect模塊，對應Router的輸出端口，通過切換Router交叉點，進行信號的調度。

圖2 4K、高清云端制作系統

3．接收部分

為了滿足多種形式的節(jié)目制作，系統測試接收端模擬了4種接收設備，包括手機端VLC、PC端VLC、本地4K監(jiān)視器、本地PC畫分監(jiān)看。

手機端VLC模擬移動端接收設備的APP；PC端VLC模擬PC接收設備的播放軟件；本地4K監(jiān)視器模擬播出端將云端制作的PGM信號下載到本地進行監(jiān)看或其他處理；本地PC畫分監(jiān)看用于導播進行現場制作。

圖3 高清信號云端制作壓力測試系統

4．高清信號壓力測試

為了滿足目前使用較多的高清制作需求，基于相同的云資源及網絡環(huán)境，進行了高清信號的壓力測試。

如圖3所示，由15個信號發(fā)生器模塊產生高清測試信號作為系統信號源，使用3個Vision Mixer進行串聯，即上一個Vision Mixer的PGM輸出送入下一個Vision Mixer的輸入，再對信號源進行切換、調音制作，以及上鍵開窗操作，系統輸出PGM、PVW、CLEAN信號；在2D DVE畫中畫模塊將輸入的信號源進行縮放、位置調整，輸出FULL NDI的fill/key信號，送給Vision Mixer模塊fill/key輸入，通過鍵功能使用；通過Multiviewer、Link Web畫分、監(jiān)看模塊將各個信號源、PGM、PVW等信號送入Multiviewer模塊，輸出FULL NDI的多畫面信號，送入Link Web，進行監(jiān)看；最后由TS Encoder模塊將最終節(jié)目信號進行編碼，通過UDP傳送至SRT發(fā)送模塊，輸出SRT信號給DVG協議轉換系統；最終通過DVG系統進行協議轉換、分發(fā)。

四．測試結果分析

通過系統資源管理器發(fā)現，云資源占用最多的模塊是具有切換臺和調音臺信號處理功能的Vision Mixer模塊和具有編解碼功能的TS編碼模塊，其次為鍵控器和畫分模塊，媒體播放器模塊和渲染引擎模塊，其他模塊占用云資源則極低。

結合云端制作系統圖和碼率、延時測試表可知，4K攝像機經5G背包上傳至云端的碼率為40Mb/s、延時為2.2s；手機端上傳至云端的碼率為6Mb/s、延時為1.1s；云端4K、高清信號的碼率分別是200Mb/s和100Mb/s；云端信號處理延時為440ms；監(jiān)看鏈路云端延時為190ms，下載本地監(jiān)看延時為2.41s；輸出流經云端DVG協議轉換為RTMP流下載至本地手機VLC碼率為6Mb/s、延時為10.8s；輸出流經云端DVG協議轉換為RIST流下載至本地PC碼率為40Mb/s，再經由本地DVG轉RTP，使用PC端VLC接收延時為5.8s；輸出流經云端DVG透傳至本地解碼器，再由4K監(jiān)視器接收4K信號的延時為4.6s。

圖4 云端制作系統圖

表1 碼率、延時測試表

系統功能方面，Si e n na制作系統可以接收SRT、 UDP、RTMP流以及4K50P信號；輸出SRT、UDP、 RTMP。滿足切換、調音、開窗、字幕等基本制作功能，以及視音頻延時、信號倒換、技術監(jiān)測、加解嵌、聲道轉換、多聲道顯示、信號錄制、TALLY、UMD等傳統設備具有的功能。還可以進行4K、高清同時監(jiān)看，4K、高清同切。在安全性方面，當關閉某一模塊，輸出信號為關閉前的最后一幀畫面；可查看系統配置文件和操作日志。

高清信號壓力測試表明，在本次測試所用云資源和網絡環(huán)境下可進行15路高清信號節(jié)目制作，切換操作流暢，輸出畫面無丟幀、卡頓現象發(fā)生。

最終測試結果表明，系統滿足節(jié)目制作的基本需求。通過對各模塊節(jié)點延時統計，經DVG協轉4K RIST到本地PC端、高清RTMP到手機端、4K SRT到本地監(jiān)視器的延時均滿足測試要求，但編、解碼對畫面質量的影響也是肉眼可見的，本地攝像機畫面與云端畫分顯示畫面存在一定延時，與傳統基帶系統不同，無論碼率設置為多少，系統延時仍是云端制作無法解決的問題，也就限制了云端制作的使用場景，所以云端制作系統更適用于對現場畫面時效性要求不強的節(jié)目制作，也更適合輕量化生產。

五．總結與展望

1．測試項目總結

長久以來，傳統媒體的內容生產深受發(fā)布渠道的影響，具有一點對多點、點對面的傳播機制，在這種傳播機制下，廣電行業(yè)和平面媒體掌控著絕對的話語權。而在新媒體時代，人人都是自媒體，信息的發(fā)布已經不受時間和空間的限制。內容的發(fā)展帶來技術的變革，廣播電視制作一直以來都采用傳統的基帶方式，隨著新媒體時代的到來，云端制作作為一種新興的技術，以其強大的制作能力和近乎無限的存儲能力，以及低廉的成本，對優(yōu)化大數據的處理有著巨大的作用，對廣播電視制作方式的發(fā)展具有顯著的推動作用。

2．展望

隨著網絡技術、數字技術的飛速發(fā)展和移動智能終端廣泛普及，新媒體從幾年前的異軍突起到如今的勢不可擋，其發(fā)展程度令人驚嘆，移動互聯網產業(yè)的發(fā)展和應用生態(tài)也與日俱進，以5G為代表的移動互聯網技術廣泛深入運用，賦能各行各業(yè)，云端制作技術也以其不可阻擋之勢席卷各個行業(yè)。廣播電視行業(yè)進入新媒體時代，將通過強大的云計算服務，構建全新的信息發(fā)布渠道，不用再受技術、渠道、以及服務形式的限制，進行內容的制作與傳播。

未來，廣播電視節(jié)目制作將充分發(fā)揮高帶寬、大容量的優(yōu)勢，利用豐富的本地資源，結合云計算的處理分析能力，進一步優(yōu)化工作流程，通過加強新媒體團隊建設，云端制作在廣電行業(yè)必將得到長足的發(fā)展。B&P

參考文獻

《廣播電視和網絡視聽“十四五”科技發(fā)展規(guī)劃》