【媒体报道】

精准的操作源于一目了然
                ——对高清单箱载EFP系统设计的思考 
北京领先艾维科技有限公司 何克成 
  关键词:选择监视,监看最重要的信息;大屏幕自由分割,每个讯道都有监看高清的权利;精巧的设计,保证操作者的最佳视角;单箱载,简单轻便就是稳定的保障。
  电视节目现场制作对设备的要求非常专业。特别是直播,对系统操作的准确和安全要求甚高,甚至是苛刻。就象有领导经常说的“要万无一失!”。如何保证万无一失,对系统设备,对操作者和参与者都提出专业化、严格的要求。其中,对现场情况的监看和全面把握,是执行准确操作的前提和必要条件,是节目完美的基础。
对电视节目现场制作,现场监看和掌握的情况有几个特别重要的方面。
1、对技术质量的检查
  对电视信号技术质量的检查,主要靠监视器和视频测试仪器如波形监视器。检查的内容有清晰度、动态范围、信噪比、色彩还原等内容。监视这些内容,对视频监视器的质量是有严格要求的。一般来说,对清晰度的观察,就需要高清晰度的监视器。比如标准清晰度,显示精度要达到720×576;对高清晰度,显示精度要求达到1920×1080。对其它指标,有更多的专业内容,可以说,监视是调整和操作的根据和准绳。也可以说,监视的质量标准要高于系统的质量标准。
2、对监视数量和操作人性化的要求
  面对瞬息变化的现场情况,操作人员要完成构图、调整、切换、字幕、记录等操作,对现场信息要全面把握,监视窗口的数量要充足;监视和操作的关系要符合人机工程学——要看的仔细,看得方便,看得全面。所以,对监视的视角也要设计得讲究。
3、全面掌握现场动态和发出提示信息
  现场制作的一个重要特征是不可重复,所以对安全可靠的要求非常苛刻,同时这种要求也反映在监看方面。监看的视频内容要全面,除摄像机通道的构图和质量外,还有放像机、录像机信号,特技信号,字幕信号,慢动作信号等等;监看的辅助信息要全面,除视频内容外,还有音频、提示、时间和操作信息提示。
设计一个EFP系统,要求包括所有以上这些内容,是非常专业的,也是非常复杂的。对于空间充裕的大型演播室和转播车来说,满足这些条件只是金钱的问题;而对于比较小型的系统,就比较为难了。在空间利用方面当然有更大的难度,在设备的利用效率上,也要考虑性能价格比。
  小型箱载EFP系统是近两年来蓬勃兴起的应用趋势。近二年以来,我们设计了多种单箱载EFP系统,受到了基层用户的普遍欢迎。当然,这也得益于系统设备性能的提高,尤其是显示设备的小型化。对于单箱载小型EFP系统,用户需求的热点在于:现场制作和直播、小型化、轻便又便宜、功能强、质量好、集成度高、使用的方便和稳定可靠。
对高水平的现场制作,小型化单箱载系统的功能仍然有局限性。其中主要突出的问题是显示质量以及显示数量与应用需求的差距,由于显示器的体积大,在一个箱载系统中,安装的数量和尺寸都是局限的。无论是对液晶或CRT显示器,系统的小型化和显示质量都是矛盾的。
小型液晶监视器是箱载系统普遍采用的,4寸液晶显示器像素达到320×240(4:3)左右,在19寸机柜内可以横向安装4台;8寸显示器可以支持640×480(4:3),在19寸机柜内可以安装2台;当前17寸液晶最大分辨率可以达到1600×900(16:9),这个尺寸也是19英寸标准机柜所能容纳的最大尺寸。即使这样,它的显示精度对全高清显示显然是不够的。
传统的多箱系统中,显示器占据了主要的空间,但显示质量仍不能满足高清晰度监视的要求
  多箱的系统是早期EFP系统普遍应用的,但系统的移动性能不能和单箱相比。主要体现在整体重量、现场连接、人工需求等方面。在多箱系统中,显示器在系统中所占的体积是显而易见的。
图中显示的是一个标准清晰度的6讯道数字演播室,不管在体积方面还是重量方面,都不能满足方便移动应用的需求。就是这样一个庞大的系统,仍然不能满足现场监看对清晰度的要求,原因是监视器的尺寸不够大。但这个形式还是比演播车方便,因为它可以深入到现场里面,现场连接的距离比演播车短得多。
  在实际应用中,对于标准清晰度显示,需要14寸以上监视器(700电视线或1024×768像素),对于高清显示,需要24寸以上监视器(1000电视线或1920×1080像素)
  系统对显示器的数量也有明确的要求,监视数量一般为:摄像机讯道数量,其它视频源(录像机,DVD),预监、节目、辅助输出,字幕机,录像机等。对一个4讯道的EFP系统,监视数量可以达到讯道数量的一倍,需求8个监视窗口。
可以看到,显示器的质量和体积对箱载演播室的体积和重量是影响很大的;对高质量数字箱载演播室,是否可以在单箱内完成集成,显示器的数量和质量是最关键的因素。
  我们经过研究发现,在实际应用中,切换导演同时注意监视的数量并不一定那么多,而主要监视有限几个窗口,而在另一个时机,他可能关注另外几个窗口。这给我们的启发是,导播人员在做切换决定时,只关注少数几个监视窗,或者说不是所有的窗口需要同时监视;在关注技术质量时,并不做切换决定,在做切换决定时,并不注意技术质量。所以,只要在需要的时候把所需要的显示信息调出来,就可以满足需求。通过开关选择,用4个监视器就能做到监视8个视频源。这种通过切换显示增加显示数量的办法在监视器中是普遍采用的方法,一般的视频监视器都具有选择开关,监视2路甚至更多信号。
  我们遇到的情况是,在市场上销售的多联装监视器,有输入选择设置并不多。在系统集成时需要根据系统的实际需求对显示设备进行改造,增加选择输入接口和开关,也就是增加了显示器的数量。
  对单箱载演播室,除了为显示器设计切换开关外,还要设计内部和外部的接口电路,才能使整个系统像一个完整的设备一样。这就是单箱载的好处,操作一个系统,就像操作一个单机设备那样简单、明了。
  使用开关,跳线或矩阵来切换和选择显示信号是通常采用的方法;当前也流行分割屏技术,就是用一块大显示屏代替原来的多个小型监视器。通常有4分割到32分割,演播室应用对显示清晰度有专业要求,一般分割在16分割以内,而且对显示器的分辨率要求高(至少是1920*1080)。如果对清晰度要求特别,达到全高清,就一定要保留切换到单屏显示的功能。
  高清系统对显示器提出更高的要求,是对系统新的挑战。我国广播电视演播室标准为1920*1080/50i,符合这样显示精度的显示器尺寸应在24寸以上。这也就意味着,真高清显示器无法直接安装在标准19英寸机箱内,而箱载演播室就是要使用具有标准安装机架的箱体。对高清EFP系统的显示功能设计,5讯道系统需要10个24寸以上屏幕。不要说单箱系统,就是对多箱和演播室也是有很大难度的。所以,就必须采用分割屏显示技术
  实际上在高清转播车系统中,分割屏幕显示是普遍采用技术。利用大屏幕的优势,充分展示高清的细节和特点,也可以方便地改变显示结构和分割内容,把最关键的信息呈现给制作和导播人员。专业的分割屏幕系统更多地考虑了现场制作对信息显示的要求,除了视频信息以外,提示信号、音频信号、时间信息,都可以通过大屏幕显示系统以最合适的位置和角度呈现给制作人员.
当代高清转播车普遍采用分割屏幕技术,上图为本文作者在IBC考察转播车技术
  大屏幕分割显示的另一个好处是可以根据需要灵活设置显示内容的数量、内容、尺寸,甚至将这些设置存储,供随时调用。对箱载演播室来说,应用灵活是最重要的一个特征,今天是3讯道系统,明天可以是5讯道;这次有放像机和录像机,下次可能是字幕机。系统的格局是要根据需要而改变的,使用和操作人员也是可能变化的。显示系统也要求根据这个特点而变化,将经常使用和可能使用的显示方式存储在系统中,可以根据需要随时改变。利用这样的功能,一个屏幕就起到多屏幕的效果。这样的功能是否能在紧张的制作环节中发挥作用,操作的灵活性就特别重要。要快;要准确;要轻灵,这可不是一般的要求。
单箱载EFP系统采用分割屏技术的关键是自由分割,全屏和小屏的转换可以直接在屏幕上快捷操作
  如果把对屏幕的分割,设置,修改,编辑等功能都实现,靠一般的开关设置是远远不够的,只能用当代的计算机操作系统来解决。有计算机技术的辅助,显示信息和操作就可以简单到用鼠标来控制,用网络端口来传输,用U盘来存储。
对于单箱载制作系统,没有像演播室、转播车那样的空间和位置,显示设备和其它制作设备的关系是设计的难点。对于现场制作系统的操作需求,导演要求在操作设备的位置和习惯的操作姿势情况下,一眼就看清全部显示内容。
单箱载EFP系统集成对自由分割显示系统的要求是:
  *全高清显示器不可能装在设备箱内(尺寸大于24英寸)
  *显示器与设备箱的连接最简单(只连接一条DVI电缆)
  *显示器在操作人员的最佳视角内(在操作人员的正面,平视)
  *显示器能被操作人员方便操作(距离在一米以内)
  *显示器的高度、视角、距离可以被调整,满足不同操作人员的需求
  能完全满足这样的需求,对设计者是非常挑战的。北京领先艾维的设计人员在长期的实践和研究的基础上,发明了一个巧妙的机构,将显示器与设备箱连成一个完美的整体。
  显示器用专门的卡座固定在设备箱的上部,专门设计的机构使显示器方便地固定和拆卸,就象摄像机置于三角架托板上一样;显示器与系统设备只有一条DVI电缆连接,体现了现场制作对简单化的要求。为显示器设计专门的支架,可以调整高度、俯仰、视角,适应不同的操作人员和操作环境。
“精准的操作源于一目了然”,它的含义在于满足监视数量监视质量、
操作视角、操作习惯、操作速度和人性化等全部需求
  现在的一个5讯道视频输入高/标清兼容单箱载EFP系统,采用了10画面自由分割系统和24寸高清液晶显示器作为整个EFP系统的显示,有诸多的好处:
  1、 体积小、重量轻。包括切换台、录像机等主要系统设备在内,只有标准机箱9U高(约50CM),全重不超过60KG。
  2、 完整体现全高清的显示系统。虽然只有一台显示器,24寸的屏幕完全可以满足监视高清的能力。依靠自由分割屏幕系统,每一个讯道都有监视高清的能力和权利,用鼠标即可以在屏幕上直接切换。可以方便地更换显示屏,在空间允许情况下,用52寸屏幕监看,更能体现高清的技术特点。
  3、 显示色彩完美的一致性,因为是一块显示屏,没有任何显示器造成的色差,这是多屏幕系统无法比拟的。
  4、 可以编辑的显示分配方式,数量、位置、尺寸、可以随意调整。
  5、 可以编辑的显示内容,视频、音频、时间、提示、图标。
通过一个简单、巧妙的设计,使系统的监视系统满足了现场制作所有苛刻的需求,而对系统的体积和连接又非常简单。而且当显示器离开设备箱以后,箱体的空间扩大了,可以容纳更多的设备。我们可以安置高清磁带录像机,光盘录像机,和其它各种视频、音频设备。最重要的是,显示系统的操作如此简单,可以随心所欲。操作者在最恰当的角度,轻松地看到所有需要的内容,把握所以需要的信息。正所谓:精准的操作,源于一目了然。
(全文完)