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浅析数字转播车规模设计管理
[摘要]本文以设计数字转播车规模时所面临的问题为引子，提出以建造八或十讯道中型转播车与六讯道以下的中小型转播车进行一级切换并车，代替建造十四讯道以上超大型转播车的思路。分析了模拟转播车进行一级切换并车的技术难点，说明了利用数字电视技术进行一级切换并车的优势。
[关键词]数字转播车规模设计一级并车
随着电视技术数字化进程的不断推进，从一九九八年以来，国内许多电视台陆陆续续开始计划建造数字转播车。要建造数字转播车，首先要考虑的是要建造多大的车，实际上也就是要决定建造多少讯道的转播车，也就是先要设计转播车的规模。由此引出本文所要叙述的第一个问题。
进行转播车规模设计时所面临的问题
众所周知，电视转播车的优劣体现了一个台的实力；而且建造转播车所要花的时间和精力，比用同样的经费购买摄像机、录像机要多得多，各台的技术决策者都有一个共同的想法：要么不做，要做就做最好的（起码根据各台现有的实力来看是最好的）。
因此，在决定所建造转播车的规模时，都希望起码能满足今后多年的需要。经济实力雄厚、曾经或者有机会举办大型运动会和大型晚会的台，希望所建造转播车的摄像机讯道在十六个左右。然而，要容纳这么多设备，采用十二米左右的车体，很难做一个令人满意的布局设计；采用可满足需要的超长车，不仅因行动不便，影响常规节目的使用，而且可能违反交通部门的规定根本就不允许上路。这是兄弟台作出决定的难点。经济实力比较差，所在地举行大型运动会的机会比较少的台，在考虑新建转播车的规模时，也同样有难处。我台就是这么一个台，对我们来说做一个十六讯道的车很浪费，因为这两年在福建举行超大规模的运动会和晚会的几率几乎为零；但是，话又得说回来，同样从经济实力考虑，福建电视台投资建造转播车的机会很少，如果现在建一辆中型（八讯道左右）的车，一旦福建有机会举办大型活动（转播车的寿命大都在十年以上，这十年内不是没有可能的），又很难满足需要。可见对我们来说，同样是一个两难的选择。
数字技术带来规模设计思路的突破
那么，有没有一个两全其美的方案呢？用现在时髦的话说就是有没有一个“双赢”的方案呢？其实解决的方案是十分现成的，那就是遇到大型节目时采用两车并车使用的方法增加讯道；平时两辆车分别使用，转播或制作中小型节目。实际上，近年来由于前些年安装的模拟转播车多为六讯道以下的，遇到转播或制作大型节目时，已经经常采用并车的方式增加讯道。
并车转播解决了讯道不够的问题，避免了建造超大转播车在使用率方面的浪费，并解决了因车体太大行动不灵活的问题。然而，模拟车并车几乎都采用两级切换的办法。按这种方式并车的问题是：总导演只能看到经从车分导演选择后送来的一个讯道的图象，总导演的意图很难准确实现；分导演所调度的摄像员并不能依据TALLY指示灯判断自己所摄的画面是否为正在播出或采用的画面。因此，目前模拟转播车采用的并车方式，不能解决转播车规模设计所遇到的问题。
显而易见，我们觉得要解决规模设计的问题，一级切换是关键。这是因为：从使用者（总导演）的角度考虑，只要他（或她）能看到所有讯道的画面，能够随心所欲地切换所有讯道的画面（一级切换），能够直接指挥调度所有摄像员（通话和TALLY指示灯功能直接有效），其他问题就是次要的。也就是说，十几部摄像机是装在一辆车子上，还是分装在两部车子上，对使用者（总导演）来说并不重要。
但是，对工程技术人员来说事情就大不一样了。模拟转播车并车之所以几乎全采用两级切换的方式，除了当初设计转播车时没有考虑一级并车切换的需求（没有引出并车所需设备的有关接口）以外，主要的问题是：在模拟环境中，当摄像机分装在两辆车上，各自为阵归各自的系统时，并车时同步和视频指标的精确调整十分繁琐困难。
模拟转播车要实现一级切换并车必须解决以下几个技术问题：
一、两车同步系统一致的问题。要做到一级切换，解决同步一致问题常用的有两种方法，其一是用主车的同步基准锁住从车的同步信号发生器，其二是采用两级切换时常使用的用帧同步机锁住从车送来信号的方法。在模拟状态下，由于每个讯道的视频信号经过的路径不同，这两种方法都必须对从车提供的每个讯道做行同步和付载波相位调整，只不过两种方法的调整部位不同，前者直接调摄像机，后者在帧同步机上调。要实现一级切换并车用第二种方法需要多部帧同步机。显然，对每个讯道都做同步调整是可以实现的，但费时费力颇多。
二、对从车所送的各讯道的视频信号指标进行调整的问题。由于并车时传输视频信号通道所涉及主要是传输电缆，很少加入线性不好的有源电路，因此现场视频指标的调整通常只涉及到校准视频幅度和色度补偿。这些调整通常在摄像机输出端所加的视频分配放大器上进行，当然也可以直接在摄像机上调整。这样的调整并不难，但是如果电缆稍长些，模拟信号传输所引起的某些视频指标降低是不可能完全恢复的，而且并车结束后，还得作恢复原系统的调整。
三、两车通话系统的连接问题。只要解决好信号电平和阻抗匹配的问题，解决这个问题技术上难度不大。如果两车使用的都是比较规范的通话系统，只要弄清采用四线制还是两线制，在实践中连接起来并不难。
四、播出提示（TALLY）灯问题。这部分要解决的问题是查清切换台和摄像机的TALLY接口提供的是接点，还是电源，额定电流多大？目前，许多摄像机都提供红、绿两种播出提示灯，只要事先告诉摄像员，就可以给予充分应用。
五、电视墙的设置问题。这方面不仅要考虑提供足够数量的讯道监视器，还要考虑它们都在导播台工作人员的有利视角内。往往数量够了视角就成问题，照顾了视角又很难摆上足够的监视器。最难权衡的是，没有并车时出现多余的监视器，而这些监视器又占据了比较好的位置（因往往把常用的摄像机讯道监视器摆在视角较好的位置）。可以通过选购有两路输入的监视器，做并车和非并车的两种监视画面分布设置，解决非并车时多余监视器占据有利位置的问题。最近出现的等离子体显示器和可以有多种设置的多分画面分割器，可以比较好的解决问题。采用这种方式的不足之处是，一是费用相对较高，二是对等离子体显示器缺乏信心，当心它出问题时，导演成了“睁眼瞎”。但是，如果导演区、技术区、音响区都用此方案，用一（或两）个多分画面分割器带三个等离子显示器，不仅可以降低一些费用，也可为导演区作应急备份，会比较好些。
数字技术给电视事业带来了许多好处。有了数字电视技术这个基础，一级切换并车要容易得多了。有了它数字电视转播车规模设计思路的突破才有了技术保障。数字电视技术具体给我们带来什么好处呢？一九九八年初，当我们在为我台一个演播室作数字化改造的设计安装调试时，发现解决上述第一个问题对于采用数字切换台的系统来说实在太容易了。在锁相连线正确完成以后，几乎不要作行、副载波相位调整（前提时误差在数字切换台的锁定窗口以内，根据我们实践的情况看这是十分容易做到的）。上述第二个问题，也因为数字信号固有的优点，解决起来容易得多。实际上只要传输电缆不要超过极限，也不需要在作什么调整。至于第三、第四个问题，只要设计时考虑好信号电平和阻抗匹配问题，将有关设备的接口引到输入/输出接口板即可。第五个问题的解决，前面已有阐述。
由此可见，只要设计时做一级切换并车的考虑，我们以两部中小型数字转播车代替超大型数字转播车的思路，不仅可行，而且具体实施并车时技术上也不繁琐困难，可以称得上是一个双赢方案。
我台进行一级切换并车实践的情况
为了为即将建造的数字转播车的规模设计提供决策依据，也为了将来让模拟车比较方便地与新建数字转播车实现一级切换并车提供方便，我台对模拟四讯道转播车做了小改造，在模拟转播车上把一些一级切换并车需要的设备接口引到输出/输入接口板上（见附图1和附图2）。由于我台还没有数字转播车，就以数字演播厅系统代替之进行一级切换并车实践。现分几个部分介绍如下:
视频系统方面的实践与改造：
一、解决并车时两个系统的同步锁相，以及模拟车上各讯道的信号到达数字演播厅（实验时以数字演播厅代替，今后为数字主车下同）数字切换台入口时的相位一致问题。按附图1，连接好有关视频电缆以后，我们没有做任何相位调整，系统就能正常工作。附图1中，从演播厅送往模拟转播车的黑场锁相信号是模拟的。所采用的视频电缆是75-5模拟同轴电缆。之所以采用模拟电缆，主要是当时台里没有现成的数字同轴电缆，并且据资料介绍以及我们以往的经验，用100米模拟电缆传送SDI信号不会有太大问题，不会影响我们这次实验的结论。我们之所以先将模拟的摄像机输出信号进行模数转换，是由于我们选用的数字切换台没有模拟输入端。实际上，将模拟信号送到具有模拟输入端的数字切换台也同样能实现便于同步调整的目的。我们曾将池上HL-43摄像机输出的模拟信号送到GVG-1200（具有模拟输入选购件的数字切换台），建成一个模拟向数字过渡的系统，尝到了数字切换台对各输入信号源相位一致调整十分便利（几乎不用调）的甜头。我们这次采用的是汤姆逊的9250切换台，据资料介绍其锁定窗口（Automaticphasebuffer）为43.5微秒。
二、对视频信号传输过程中指标下降的问题进行探讨。用同轴电缆传输模拟信号的质量下降问题，大家都有经验，也有不少文章做了论述，我们就不班门弄斧了。从附图1中可以看到，我台这次实践采用先将模拟信号转换为SDI信号，再用100米模拟视频电缆传送的方式。我们让模拟转播车的信号（已经经过模/数转换）经过数字切换台输出，然后再进行数/模转换，最后进入模拟测试仪器。结果发现信号质量几乎保持不变。显然，如果用数字电缆传送直接由数字摄像机产生的数字信号就更不成问题了。另一方面，由于一级切换并车主要是解决讯道不够的问题，在这种情况下，两车距离通常在三十米以内，这时模拟摄像机的信号传输后质量不会有很大劣化，可以直接用模拟信号传给数字车。事实上，由于目前模拟信号仍占大多数，新的数字车上都会设计模拟信号的输入口（车内设数个模数转换器）或直接选购有模拟输入选购件的数字切换台，因此一辆模拟车与一辆数字车的一级切换并车也较容易实现。这个结论对多数电视台来说意义更大。
三、由于我台已有BARCO的四分画面控制器，正好可以作为新增讯道的监视器，我们用一台17英寸计算机显示器作为显示单元，而没有去购置等离子体（Plasma）显示器。在选择显示器时我们发现有些型号的显示器无法显示从四分画面控制器输出的信号，我们分析原因是这类显示器的垂直扫描频率达不到视频信号所要求的50Hz。
播出TALLY指示灯系统
播出TALLY灯的指示在一级切换并车使用时同样十分重要，它使导播与摄像师之间实现快速默契沟通。目前许多摄像机机头及基站上都配有TALLY红灯和TALLY绿灯，一般情况下TALLY红灯在转播车设计时已经规定为本车系统所用，TALLY绿灯不用。利用这个TALLY绿灯来作为两车并接的主车切换提示灯。主切换系统的切换台TALLY灯接口应留有外接系统的TALLY灯输出接口，同时通过多芯电缆分别与外接系统摄像机基站TALLY绿灯接口连接。同时，主切换系统的多分画面分割器，已经有TALLY功能，配有对应的TALLY输入端口。详细情况请看附图2。
音频系统和通话系统
由于我台转播或制作大型节目时主调音台习惯放在现场，因此音频系统考虑为两级调音的方式。通话系统是整个并接系统相互联系、统一调度的关键，它的好坏直接影响了节目制作。我们在模拟转播车外接输入输出口板上新增了通话及音频输入输出口，在短距离传输时我们可以采用多芯电缆，当然信号受到了一定的干扰和衰减，但通话质量还是令人满意的。
总之，我们可以采用两个中小型转播车系统来并接成一个大的制作系统，以实现制作大型节目的要求。通常这两个中小型转播车，能够各自独立灵活地运行，满足通常制作节目的需求。这种连接方式特别适合于中小型电视台。如果较少制作大型电视节目，并且本电视台已有小型转播车想建造超大转播车时，采用此种方法较为经济实惠。
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