浅谈构建适合电视台制播特色的高清制作网.docx
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浅谈构建适合电视台制播特色的高清制作网
浅谈构建适合电视台制播特色的高清制作网
摘要:
本文阐述了一些关于如何搭建适合电视台制播特点的高清非编网的思考,论述了如何构架一个可行的电视台节目制作,播出,存储一体化网络。
最后,并对电视行业的方向进行了前瞻性的探讨。
关键词:
数字高清、三码率编辑、安全性
1课题背景
伴随着国内数字高清技术的发展,可以说电视节目的制作播出已经迈入了“高清时代”。
越来越多的电视频道会采用数字高清技术来进行节目拍摄、制作和播出,相应地,高清制作网系统的需求量也会越来越大。
因此,构建满足高清节目的制播网要求是目前国内各电视台构建非编网的发展方向和目标。
目前,国内各电视台主要是应用标清非编网进行节目制作和播出,同时对于要求编辑简单的节目采用对编。
高清制作网的建设目标是要构建一个全流程化的高清节目后期制作网络系统。
系统将采取网络化、数据化的工作模式完成常规高清节目的制作,并且可以与全台高清制播体系内的其他系统配合,实现高清节目备播、资料归档、资料调用、演播室播出、节目\素材收录等跨系统业务的网络化流程。
作为电视台的高清制作网应该根据其节目流程和业务方式去制定。
下面我们对如何构建适合电视台节目制作的高清网做一些探讨。
2高清网的设计思路
2.1电视台高清网建设的基本目标
建设本高清综合制作网的基本目标,是要提高适应于高清综合制作网制作的节目制作效率、提高节目制作的质量、和保证节目制作系统的安全性。
从制作效率上讲,网络化节目制作的核心思想是:
基于非线性制作技术,通过流水线的生产方式进行规模化节目生产。
利用非线性制作特性,及利用节目生产管理系统上的协同工作平台,使流水线上的各个环节相互等待的时间降到最低。
从而大大提高节目生产的效率。
从节目制作质量上讲,主要体现在以下几个方面:
1)非线性前期设备的采用,使系统中采用原始码率进行编辑,系统中没有复制损失;
2)NLE制作设备的引入,可方便的在制作过程中进行节目的包装,大大提高了节目的外观效果;
3)网络化制作流程,可方便的使用资料库的素材,从而提高了节目内容的精彩程度;
4)全程文件域质量控制体系,使在制作流程中的任一个环节可实时监控系统图象质量,从而保证最终节目输出质量可靠。
从系统安全性上讲,主要从网络层面、用户层面和业务应用层面进行全方位的安全防护:
1)核心设备具备高度的安全性。
网络链路冗余备份、分层接入;业务系统相对独立;客户端单点故障不发散;
2)使用全台统一认证来解决用户的身份识别、验证授权、服务授权的安全问题。
3)通过适合自身台的防病毒软件来实现业务应用层面的安全。
2.2适合电视台业务特点高清非编网的设计思路
“安全播出”是任何电视台在节目制播流程中的第一要求。
在这样的准则下,根据电视业务特点在进行网络设计时,我认为高清非编网的搭建应遵循以下设计原则:
1)安全性原则
本系统要具备极高的可靠性和安全性,所有环节的设计必须依托于安全播出的唯一原则。
在系统设计中必须考虑完善的应急方案,尤其在节目播出环节上,应设计应急预案,并对每种预案有切实可行的操作模式。
在设备选型上要选择世界上同类设备中性能最优良,并经过相关客户使用达到高标准、高质量、高稳定性能的产品。
在操作上要做到简单方便、安全可靠。
设备要有良好的环保性能、抗电磁干扰性能。
设计时要求必须充分考虑系统各个部分、系统各级之间的冗余备份措施,选择的设备必须达到广播级。
2)先进性原则
系统设计要充分考虑目前先进的AV技术、计算机技术以及网络技术,采用先进的技术构建新闻业务网络以及相应管理网络。
要兼顾未来技术动向,在安全性前提下,尽可能做到信息源端口的开放性。
3)高效性原则
基于制作业务量大、操作群体宠杂、工种分配细致等具体特点,要求设计的过程中尽可能的使用自动化处理,降低人工体力、脑力投入量,完成高效率的运转。
4)开放性原则
考虑到需要和各自电视台已有系统实现互联互通,因此高清系统在搭建时应遵各电视台方提供的主干平台统一的标准和接口规范,保证高清网的向下兼容性,提高各台历史资料的和媒资的使用效率。
5)全程数字化、网络化
实现真正意义上的稿件制作审核、节目编辑制作、送播和归档的全程网络化和数字化,真正实现无纸化办公流程和无带化节目生产流程,提高节目的制作效率。
6)可扩展性原则
①视音频文件开放
系统设计选择的视音频压缩编解码格式具备开放性和前瞻性,广播电视设备供应商、系统集成商易于实现针对此编解码标准的文件交换、文件识别,便于进行系统扩展时对软件、硬件进行改造、升级、扩展。
另外,在和其它业务系统进行互联时,要保证所提供的媒体文件格式和编码格式符合台方对这方面的要求和规范。
②规模扩展
根据电视节目工作流程特点,结合实际需要,保证系统功能齐全、结构清晰、扩展灵活。
系统设计中,根据场地及系统的实际需求,对设备机箱规模、机架空间、跳线、监视、存储空间、FC交换机和以太网交换机端口数量、硬盘阵列的带宽、备份传输线路等要留有余量,周边设备按需购置系统整体结构设置要求每个环节能够扩充和升级,并保持整体结构的完整性。
系统功能的软件和硬件也要具有良好的可扩展性,易升级。
子系统设计以及系统整体设计方面要充分考虑今后系统规模的扩展。
子系统存储体具备较大的容量扩充余地,读写带宽需要满足今后业务量增长、工作站点增加后的数据读写带宽要求。
网络数据库管理系统在网络素材、成片节目量不断增长的前提下,仍然能够高效率的响应所有客户端应用申请,不会产生由于系统规模扩充、节目量增加而导致响应速度降低。
3高清制作网模块及规模分析
3.1系统业务模块
高清综合制作网将提供文稿撰写、节目剪辑和配音、内容审核和技术审核、打包合成以及对外接口等功能。
因此高清综合制作网在功能模块上应该包含以下模块:
>节目制作管理,用于实现文稿撰写、节目配音和剪辑、内容审核等功能;
>录象机共享管理,用于实现高清综合制作网内录象机的申请、分配和管理功能;
>对外接口模块,用于实现将网内节目发送到备播、媒资、演播室系统,以及从其它业务子网接收外来的素材。
>网络管理模块,能够进行网内基础信息的管理、各种层面应用参数配置、实现与业务生产、监控系统服务和站点运行情况及业务流程、网络管理相关的数据统计分析功能。
>运行调试模块,使用专门的服务器和工作站搭建的最小模拟环境,为系统升级和配置修改提供测试模拟环境。
其中最后一个模块相对属于冗余,但是对于讲究安全性高的广播电视行业来说,认为是必要的。
3.2系统业务流程
高清综合制作网内部的节目制作工作流程,分为文稿和节目制作流程两条主线。
要求能灵活的配置栏目工作流程,能根据栏目具体的需要,在完整工作流程基础上进行调整,比如设置栏目流程关键节点,以及非关键节点的跳过等功能。
>制作:
素材上载/资料调用、粗编、精编、串编等。
>审查:
节目提交审查、审查任务认领、共享审片系统和网内审查、网内串行和并行方式审查。
>文稿:
申报选题、审查选题、撰写文稿、审查文稿,然后送编辑/配音环节进入节目备播/归档流程或编辑串联单进入演播共享流程。
另外,系统需支持全台制播体系范围内的相关跨系统业务流程:
>和高清总编室系统数据交互:
将节目文件及其元数据送到高清总编室编播系统。
>和共享审片配音系统数据交互:
将待审查节目文件及其元数据送到共享审片配音系统进行后续审查。
将配音文稿、参考视频、待处理音频等音频相关素材发送至共享审片配音系统。
>和演播共享系统数据交互:
将高清综合制作网制作、审核通过的条目文件迁移至演播共享系统进行播出,接收演播共享系统录制的高清素材用于编辑。
>和媒资系统数据交互:
节目备播成功之后,将成品节目时间线进行字幕分离,打包合成后迁移至媒资系统归档,并且将其相关元数据信息一并发送至媒资系统。
要求能够对其策略进行配置,实现节目备播归档、节目备播不归档、节目单独进行归档等功能。
4系统设计关键点
4.1实现与其它系统的互联
高清制作网应注重能够与各台原标清综合制作网以及其他类似综合制作网中实现互联,因此在构架高清网应该对这类问题作为重点考量。
在系统互联交换方面主要包括两个方面:
1)元数据交换及控制信息交互的设计。
控制信息的交互则有两种方式,一是采用Webservice实现系统之间的同步信息交互;二是采用消息中心的模式实现系统之间的异步信息交互。
2)媒体数据传输交换的设计。
4.2三码率编辑设计
在建设高清网,视频格式和码率的选择应需要根据使用的不同用途来选择。
根据我个人的构想以及结合我台的实际情况,我举例如下:
我们会根据上载/下载,粗编/精编、领导审片等不同用途使用“三码率”的设计构想。
具体如下:
部分的视音频编辑站点采用MPEG2-I100Mbps的高码率制作;另外一部分编辑站点,使用中码流MPEG2-I50/30Mbps代理码流的编辑技术,还有1.5Mbps的低码率浏览码流。
使用代理码流技术,能够减少存储预投资,而且画面质量、编辑浏览效果完全符合要求。
三码率设计主要涵盖如下几点:
a)素材采集和导入时,生成“高码流+中码流+低码流”的三路码流。
b)部分精编站点使用高码率编辑和磁带下载;另外部分精编站点使用代理中码率编辑;粗编站点使用低码率浏览编辑。
c)使用代理中码流编辑的故事板,能够在高码流精编站点和后台打包服务器自动打开对应高清码流故事板。
d)代理中码流、低码流和高码流,在编辑时,其特技效果完全一样。
如上图所示,为三码流编辑流程示意图。
*进入新闻素材库的每一条待编素材,都包括高、中、低三码率:
a)高码流主要为MPEG2-I100Mbps高清视频高码流,中码流为MPEG2-I50/30Mbps代理码流,低码流为WMV1.5Mbps的低码率;
b)进入途径主要包括:
*对于介质和磁带的上载导入,大洋非编采集软件能够实现高、中、低三码流的三路实时或超实时采集和生成。
*对于资料调用的素材源,能够通过大洋转码服务器实现素材的原码流转换为高、中、低三码流目标制作格式。
*客户端CPU+GPU软件架构,支持粗编编辑和精编的处理无差异:
a)代理码流编辑,得益开放性的CPU+GPU软件架构,使得软编和有卡编辑的唯一差别只在输入输出上,对编辑过程没有任何影响。
b)无论是部分精编站点的代理中码流编辑,还是精编工作站和打包服务器的高码流输出,都采用完全一样的软件特技和效果,有效避免了“DTV板卡时代采用软件模拟硬件特技无法保障效果模拟的准确性”的问题,实现了无卡编辑画面和最终高码流合成画面的完全一致性。
*故事板实现代理码流和高码流的精确对应性和一致性:
a)在故事板结构中,针对每一条素材,都存在高、中、低三码流链接关联。
b)使用中码流编辑的部分精编站点,在打开故事板时,自动链接对应中码流,整个资源管理器所有素材图标都为中码流。
c)使用高码流的精编站点和打包服务器,在打开故事板时,自动链接对应高码流,整个资源管理器素材图标为高码流。
d)粗编站点编辑的低码流故事板,在精编下载输出和打包合成时,自动对应其高码流故事板。
以上是我对构建适合电视台制播特色高清制作网的一些思考。
此外,对于高清网的建设在与标网建设有一些共同的经验依旧可以借鉴。
下面,我阐述一些我认为在标清网建设中总结的经验,以供参考
5非线编辑制作标清网建设的一些经验
经过一段时间的建设,我台的非线性网络建设项目圆满结束了,接下来是更为关键的维护和二次开发工作。
在建设的过程中,我们从一些失败和不足的地方总结出了一些经验。
(1)考虑可能面对的灾难处理
中心存储体要求必须具有应急备份解决方案,如当中心存储体出现问题时,工作站可直接调用备份存储体中的素材继续进行制作处理,保证整个网络业务的高可用性。
应急备份存储体的容量应至少可以存储100小时的节目素材,系统应提供数据库服务器数据的定期自动备份实施方案。
(2)考虑单机在网络瘫痪时的应急措施
这点作为一条经验单独列出来,是因为这样的考虑是十分必要也是很容易被忽略的。
个别工作站应该保留本地硬盘作为救急。
现在许多非线编网络,尤其是基于SAN的网络系统,都完全依赖网络存贮器而取消了本地硬盘,一旦网络瘫痪或者是服务器崩溃,所有工作站都将无法工作。
所以个别的工作站保留本地硬盘是很有必要的,一旦网络或服务器出现故障,这些配备了本地硬盘的工作站可迅速的切换工作模式,利用本地硬盘进行工作。
由于高清项目尚未完全投入使用,以标清素材为例:
粗略的估计,一个使用了4块120GBSATA硬盘的工作站可以存放30小时的素材,完全可以应付一般的节目的制作。
如此,只需要增加少量的成本就可以换来在严重系统崩溃时的生产不中断,确实是一个值得考虑的选择。
我台出于这样的考虑,精编工作站就配备了120GB的本地硬盘。
(3)考虑非线编网络的安全问题。
首先是要杜绝病毒的侵害。
最根本的方法就是禁止编辑人员将外来的软件在工作站上运行。
极端做法就是屏蔽工作站的软驱、光驱(包括刻录设备)、USB接口、1394接口以及因特网连接。
一旦以后因为业务的需要,本地网与其他网络有了连接,尤其是与外部的因特网有了连接,防范网络攻击就成了一件很重要的事情。
一个安全稳定运行的网络离不开功能强大的管理软件。
因此在搭建非线网络的时候,必须注意到网络管理软件的管理功能。
网管软件必须可以实时监控网络的运行情况,严格地管理节目人员正确的使用非线网络。
此外,网管软件还应能够及时发现网络存在的风险,在故障发生的时候可以帮助技术人员迅速找出故障发生点等等。
6电视节目制播网发展趋势
在广电领域中,现有系统绝大部分都是基于FC+以太的双网结构,经过了各个台多个项目的运行检验,这种技术的成熟度是比较高的。
可以预计在未来一段时间内,双网结构仍将在电视台视音频系统中被广泛应用。
特别是随着高清时代的到来,电视节目制作对网络带宽的要求比标清要高出几倍,如果要制作无压缩的节目,每秒的数据量更是惊人(超过100MB),现有技术中只有FC能够满足要求。
但与此同时,我们也看到,近两年来基于IP的存储技术发展速度之迅猛,大大超出了人们的预估。
许多业界的领导企业包括微软、思科等纷纷推出其基于IP存储的产品,传统的主流存储设备供应商如HDS、EMC、IBM、NetApp等,也都提供了基于NAS或iSCSI技术的产品供用户使用。
越来越多的业内人士开始认识到IP存储是大势所趋。
在广电行业内,国内外主要的非线性设备供应商都提出了基于单网的解决方案,也已经有很多系统采用了这种纯以太的单网结构,其中大部分都是规模比较小、对性能要求相对不高的工作组或频道级项目。
在这些应用环境中,单网结构高性价比的优点发挥的尤其明显,因此这些应用环境也是近期内单网解决方案面向的主要市场。
而随着万兆以太网的出现,以太网的性能又将出现大幅度的提升,千兆到桌面将不再是一个遥远的梦想。
届时,以太网和FC网之间的性能差距将进一步缩小,单网结构将能够支撑更大规模的标清应用,甚至是高清应用。
因此,从长远的角度看,单网结构将是一种更具有发展前景的技术趋势,在未来一段时间内,它将在越来越广泛的领域内,不断对传统的FC+以太网的双网结构带来冲击,并最终有可能取而代之,成为数字媒体网络化存储的标准方案。
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