數(shù)字高清電視是世界的潮流，正處在高速發(fā)展階段。我國從建國50周年首次制播高清節(jié)目時，只擁有個別高清攝像機、錄像機等獨立的制作工具，到今天各種檔次的高清攝像機、錄像機系列，再到演播室，制作、存儲、播出等系統(tǒng)產(chǎn)品的豐富，數(shù)字高清已經(jīng)形成了完整的陣容。面臨北京2008奧運會的舉辦，各大電視臺都在籌辦高清頻道，高清的確離我們越來越近了。

隨著高清制作的普及，業(yè)內(nèi)對高清制作的認(rèn)識也越來越清晰和實際了。不僅大型電視臺和專業(yè)制作公司使用高清拍攝了電視劇和廣告，業(yè)務(wù)用戶和玩家也使用HDV體驗了高清的品質(zhì)。在HDV這樣低成本高清產(chǎn)品日益普及的今天，高檔的數(shù)字高清設(shè)備也逐步有經(jīng)濟(jì)機型出現(xiàn)，向低成本發(fā)展。在系統(tǒng)產(chǎn)品方面，也出現(xiàn)了低成本的高清切換臺。那么，低成本高清怎樣形成系統(tǒng)制作的能力，低成本高清制作節(jié)目是否被市場所接受，這是我們面臨的問題。

什么是低成本的高清，低成本是一門應(yīng)用技術(shù)。

數(shù)字高清的標(biāo)準(zhǔn)有1080/50i和720/50p（對傳統(tǒng)PAL制地區(qū)），我國數(shù)字高清演播室標(biāo)準(zhǔn)是1080/50i。按照高清電視16∶9的寬高比，這個標(biāo)準(zhǔn)也可以解釋為1920*1080/50i；按照4∶2∶2的演播室標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字分量取樣，和10bit（最小8bit）量化，每個高清視頻流可產(chǎn)生超過800Mbps以上的數(shù)據(jù)流量，這個數(shù)據(jù)量對演播室主要設(shè)備攝像機，監(jiān)視器，切換臺，錄像機都提出相當(dāng)高的要求。滿足這個標(biāo)準(zhǔn)的攝像機CCD，就應(yīng)該有200萬以上像素，高端的數(shù)字錄像機也有200Mbps以上的記錄碼率。這是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)型設(shè)備所望塵莫及的。

然而，格式或制式只是規(guī)定了電視的顯示方式或電視制作設(shè)備可以達(dá)到分辨率的上限，或者說，滿足這個標(biāo)準(zhǔn)就可以播出和收看。對于1080/50i和720/50p只是規(guī)定了掃描方式，場頻和行頻，并沒有規(guī)定場和行的內(nèi)容，也沒有規(guī)定必須達(dá)到的水平和垂直清晰度，或者說是規(guī)定了清晰度的上限而不是下限。比如對于1080i，既有1920*1080，也有1440*1080，甚至還有1280*1080。標(biāo)清（720*576）節(jié)目也可以轉(zhuǎn)換成高清（1920*1080）播出，并以高清的形式收看。

從標(biāo)清到高清，空間信息從720*576提高到1920*1080或1280*720；時間信息從50i提高到50p，信息量成倍地增加，尤其是空間信息，是一個很大的信息空間。不同質(zhì)量的高清，都可以存在于這個空間里。這個空間，顯然是經(jīng)濟(jì)型高清和低成本高清生存的空間。高清節(jié)目也有不同的表現(xiàn)方式，質(zhì)量不一定都達(dá)到高清標(biāo)準(zhǔn)的上限，重要的是用戶是否能夠接受。就像當(dāng)年標(biāo)清時代有很多格式的錄像機，代表了不同的技術(shù)質(zhì)量。

電視所表現(xiàn)的圖像品質(zhì)，不僅體現(xiàn)在空間（靜態(tài)清晰度）和時間（動態(tài)清晰度）方面，動態(tài)范圍和信噪比也是重要的影響因素。但這個重要的技術(shù)特征并不受高清或標(biāo)清格式的影響，而是取決眾多非格式技術(shù)因素，如攝像機CCD、電視機的顯像管、A/D轉(zhuǎn)換器和壓縮編碼器等等設(shè)備和器件的品質(zhì)。這些也是討論低成本高清必須涉及的問題。

在數(shù)字時代，高清的傳輸，記錄與存儲都是在數(shù)字領(lǐng)域。高清巨大的數(shù)據(jù)量對傳輸、記錄和存儲都提出挑戰(zhàn)。數(shù)字編碼壓縮是傳輸、記錄和存儲領(lǐng)域普遍使用的關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)用在節(jié)目播出，廣播、錄像機、非線性編輯、媒體資產(chǎn)管理、網(wǎng)絡(luò)視頻、DVD等領(lǐng)域。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)特點，有不同的壓縮編碼方式選擇，如MPEG-2、H.264等。壓縮技術(shù)的核心是利用視頻信息在空間、時間方面的冗余和人眼對一些視覺信息的不敏感性，主動地放棄視覺效率相對低的信息，從而提高應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)性能，獲得整體的高效率，也包括設(shè)備和系統(tǒng)價格的降低。實際上，壓縮技術(shù)也可以稱為低成本技術(shù)。

所謂低成本技術(shù)，是以獲得應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢為前提，是以獲得節(jié)目的整體效果和效益為前提；而不是以犧牲節(jié)目質(zhì)量換取低價格為前提。對低成本的高清演播室，也是首先考慮保證技術(shù)質(zhì)量滿足節(jié)目要求，使用性能滿足節(jié)目制作的要求。價格當(dāng)然是考慮的主要因素，但低成本是一個寬的范疇，是相對的，而不是絕對的。從專門探討低成本高清演播室和現(xiàn)場節(jié)目制作系統(tǒng)這個專題來說，是整體規(guī)劃策略和專業(yè)設(shè)計技術(shù)，對設(shè)備、系統(tǒng)和應(yīng)用的全方位整合。

低成本高清演播室和現(xiàn)場節(jié)目制作系統(tǒng)的定位

因為低成本的范疇是相對和廣泛的，所以在系統(tǒng)中，用相對低端和簡單的設(shè)備，代替昂貴復(fù)雜的系統(tǒng)，完成節(jié)目內(nèi)容的制作需求都屬于這個范疇。簡單地說，低成本高清制作系統(tǒng)是由各種低成本高清設(shè)備如攝像機、切換臺、錄像機、監(jiān)視器等組成，這些設(shè)備是以適當(dāng)?shù)男问酱钆?，滿足必須的使用功能，節(jié)目質(zhì)量能夠體現(xiàn)高清最重要的特點，并能夠被大多數(shù)觀眾容易接受的。

從我們已經(jīng)能夠得到的低成本高清設(shè)備來看，它們本身就具有這樣的特點：滿足高清制式的要求，品質(zhì)不是高檔但足以體現(xiàn)高清的特點，并且有獨到的使用功能；質(zhì)量可靠，規(guī)模相對小，應(yīng)用簡單靈活；功能單一或一機多用。在系統(tǒng)方面，可以通過專門的整體規(guī)劃和配套實施進(jìn)一步降低成本。當(dāng)成本降低到一定程度時，可以促使一種應(yīng)用形式的產(chǎn)生和生存，帶動一個行業(yè)的發(fā)展。低成本高清系統(tǒng)的定位和設(shè)計可以從以下幾個方面考慮：設(shè)備的質(zhì)量和成本；設(shè)備使用的效率和成本；系統(tǒng)的規(guī)模；系統(tǒng)的配套；系統(tǒng)應(yīng)用的靈活性。

低成本高清演播室或現(xiàn)場節(jié)目制作系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域可能有：

1、大型電視臺的某些小規(guī)模應(yīng)用，這種小規(guī)模應(yīng)用的品質(zhì)比較高，但規(guī)模小，應(yīng)用簡單

2、為大型電視臺提供節(jié)目的制作公司，他們需要比較高的性能價格比，

3、中小電視臺為高清制作的準(zhǔn)備，為高清播出提供有特色的節(jié)目。在能夠表現(xiàn)高清特點的前提下，重要的是突出地方特色。

4、科研教育等專業(yè)應(yīng)用，主要考慮使用功能的簡單和多用途。

低成本現(xiàn)場節(jié)目制作的主要設(shè)備

1、低成本數(shù)字高清視頻切換臺具有明顯的多功能應(yīng)用特征。普遍采用視頻數(shù)字分量（SDI/HD-SDI）輸入和輸出接口，4∶2∶2的演播室標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字分量取樣，10bit（最小8bit）量化，支持DVI（RGB）輸入。切換臺的工作狀態(tài)在高清/標(biāo)清可切換，根據(jù)設(shè)定方式工作。對支持高/標(biāo)清混合切換的切換臺要視其輸出方式，輸出高清可以稱為高清切換臺，輸出標(biāo)清則視為標(biāo)清切換臺。8訊道屬于中等規(guī)模，6訊道以下屬于小規(guī)模應(yīng)用。同步方式即可以內(nèi)同步（內(nèi)含2路幀同步器），也可以外同步。一級M/E，一個鍵通道或一級下游鍵。切換和處理方式簡單實用。

HD/SD Digital Video Switcher Comparison Chart

表1

2、攝像機是系統(tǒng)配備時最重要的因素，不僅因為它的價格貴，數(shù)量多，它還影響著整個系統(tǒng)的工作方式。對于演播室和現(xiàn)場制作應(yīng)用，傳統(tǒng)上是使用演播室攝像機系統(tǒng)，攝像機CCU是系統(tǒng)中的重要組成部分。演播室攝像機系統(tǒng)的重要功能是：高質(zhì)量的信號通道（HD/SD-SDI或模擬分量）；攝像機的后臺控制和調(diào)整；返送視頻通道；提示和內(nèi)部通話信號通道。CCU與演播室攝像機之間采用專門的電纜傳輸，保證長距離傳輸?shù)馁|(zhì)量和可靠性，應(yīng)用的便捷性。傳統(tǒng)的演播室攝像機都是高檔攝像機，它的性能優(yōu)秀，但價格昂貴，對于低成本應(yīng)用是最大的障礙。現(xiàn)在ENG攝像機也有HD-SDI輸出的機型，能夠輸出高質(zhì)量視頻信號，提示、通話和返送視頻通道可以由專門的系統(tǒng)集成商來完成，所以，低成本高清現(xiàn)場節(jié)目制作系統(tǒng)應(yīng)該在不使用專門的演播室攝像機和攝像機CCU的情況下，也能夠完成演播室攝像機的主要功能。

當(dāng)前的系統(tǒng)設(shè)備（切換臺）都是數(shù)字信號通道，所以要求攝像機具有數(shù)字信號輸出能力，帶HD-SDI接口的攝像機有：高級演播室攝像機、中高檔ENG攝像機、HDV攝像機、多用途攝像機、網(wǎng)絡(luò)攝像機。其中HDV攝像機的演播室套裝是專門為低成本應(yīng)用設(shè)計的。

對于演播室和現(xiàn)場節(jié)目制作，攝像機對整個節(jié)目質(zhì)量的影響是最直接的。在標(biāo)清電視制作系統(tǒng)中，演播室攝像機幾乎清一色是使用2/3寸CCD的，這個器件的規(guī)格影響了攝像機幾乎所有的技術(shù)指標(biāo)。原因很簡單，CCD的面積大，其可劃分的像素數(shù)就多，感光能力和電荷輸出能力也強。一般說來，CCD面積規(guī)格每大一檔，其動態(tài)范圍就增加一倍；動態(tài)范圍增加，還原色彩的范圍就廣，信噪比就高，低照度性能也好。我們看到，對低成本高清系統(tǒng)，要使用低成本的攝像機，有些甚至是1/3寸CCD的攝像機。這些低成本攝像機相對與高級演播室攝像機無疑是有差距的，但對于高清應(yīng)用來說，它的圖像規(guī)格是高清的，仍然能體現(xiàn)高清最重要的性能。只是它的缺陷更多，或者說它的缺陷更容易暴露。對于這方面的問題，一方面要看使用者對攝像機的掌握程度，是否能夠根據(jù)現(xiàn)場的情況揚長避短；另一方面，要看節(jié)目的內(nèi)容，是否能夠容忍這些缺陷的存在。高清畢竟是高清，相比標(biāo)清還是有明顯的綜合優(yōu)勢。

適合組成低成本高清系統(tǒng)的攝像機有：

表2

3、錄像機是系統(tǒng)的最終記錄設(shè)備，因為系統(tǒng)設(shè)備都是數(shù)字高清輸出，所以也要求錄像機具有HD-SDI接口。符合這個標(biāo)準(zhǔn)的磁帶錄像機有HDCAM和DVCPRO HD，以及藍(lán)光盤錄像機XDCAM。這些錄像機都是高級廣播格式，這些系列中也有相對低成本的產(chǎn)品（如圖）。真正低成本的HDV錄像機可能沒有考慮系統(tǒng)的需要，或者生產(chǎn)商自認(rèn)為HDV格式不適合做現(xiàn)場和演播室應(yīng)用，只為HDV錄像機設(shè)計了1394接口，連接高清系統(tǒng)需要HD-SDI到1394接口轉(zhuǎn)換器。雖然似乎可行，但HDV錄像機的使用功能（如時間延時，動作慢等）對滿足現(xiàn)場節(jié)目制作的需求還是有比較大的差距。

4、監(jiān)視器是系統(tǒng)應(yīng)用中變數(shù)比較大的，一個4或6訊道的現(xiàn)場節(jié)目制作系統(tǒng)，往往要求有6-10臺監(jiān)視器，如果都采用大屏幕的高清監(jiān)視器，系統(tǒng)的體積是比較大的；如果采用小尺寸監(jiān)視器監(jiān)視高清，則標(biāo)清高清就沒什么區(qū)別了。在實際使用中，現(xiàn)場的需求是有很大區(qū)別的，可以根據(jù)使用的攝像機的不同靈活掌握。如果是使用低成本攝像機或HDV攝像機，部分監(jiān)視信號下變換到標(biāo)清監(jiān)視是可行的。

低成本技術(shù)高清現(xiàn)場節(jié)目制作系統(tǒng)可以在以下幾方面體現(xiàn)

對于低成本高清系統(tǒng)最主要的是體現(xiàn)兩大應(yīng)用價值：一是高清，二是低成本。具體的體現(xiàn)方式是根據(jù)實際需求確定，以下幾個方面可以參考。
1、 低成本技術(shù)的核心是使用小規(guī)模切換臺。
2、 高品質(zhì)小規(guī)模系統(tǒng)：系統(tǒng)規(guī)模小，在3訊道以內(nèi)，實景拍攝，單級ME。這樣的應(yīng)用環(huán)境，小規(guī)模切換臺也有用武之地，信號調(diào)度也比較簡單。
3、 不標(biāo)準(zhǔn)的演播室配備：使用ENG攝像機兼做演播室應(yīng)用，甚至不需要系統(tǒng)同步。這種系統(tǒng)應(yīng)用比較靈活，系統(tǒng)配置比較簡單，信號質(zhì)量主要取決于攝像機的質(zhì)量。
4、 使用各種HDV攝像機，信號質(zhì)量主要取決于攝像機的質(zhì)量，對這樣的攝像機，信號質(zhì)量受環(huán)境的影響比較大。根據(jù)攝像機的不同，可以連接成標(biāo)準(zhǔn)的演播室，也可以簡單連接，區(qū)別在于應(yīng)用的復(fù)雜程度。
5、 使用各種多用途攝像機，這些攝像機即可以獨立使用，也可以與其它攝像機配合在系統(tǒng)中使用。
6、 在使用低成本攝像機的情況下，部分監(jiān)視信號可下變換成標(biāo)清用普通監(jiān)視器監(jiān)視。
7、 錄像機方面，如果應(yīng)用需求允許，可以采用普通高清錄像機，高清非線性編輯，硬盤錄像機等。

低成本高清現(xiàn)場節(jié)目制作系統(tǒng)實例

低成本的系統(tǒng)在經(jīng)過特別的設(shè)計和精心的組合后，其低成本就是一個很大的優(yōu)勢，就可以帶動一種應(yīng)用的發(fā)展。datavideo是這個理念的實踐者。這個系統(tǒng)的核心是SE-1000切換臺。SE-1000具有5個HD-SDI視頻輸入通道和一個DVI（RGB）輸入通道，內(nèi)部4∶2∶2取樣10 bit量化，是小規(guī)模高清切換臺的代表。SE-1000內(nèi)裝2路幀同步器，系統(tǒng)既可以工作在外同步狀態(tài)，也可以工作在內(nèi)同步狀態(tài)。具有內(nèi)鍵和外鍵功能，可以對5個視頻輸入的任何1路進(jìn)行鍵操作。這樣的特點使這款切換臺非常適合小規(guī)模的演播室和現(xiàn)場節(jié)目制作。4∶2∶2取樣10 bit量化的視頻通道對輸入視頻幾乎是透明的，與各種檔次的演播室攝像機、錄像機配套都很適合。

SE-1000切換臺的獨到特色是內(nèi)裝6路高清下變換器，可以將每路輸入的數(shù)字高清信號轉(zhuǎn)為模擬標(biāo)清監(jiān)看，這是高清現(xiàn)場節(jié)目制作系統(tǒng)集成的獨到思路和有效手段。具有HD-SDI信號輸入的監(jiān)視器都是體積大，價格貴的高檔監(jiān)視器，系統(tǒng)中要使用多臺監(jiān)視器，它們對系統(tǒng)的體積和價格的貢獻(xiàn)最大。如果將高清轉(zhuǎn)為標(biāo)清，系統(tǒng)就很簡單了。使用標(biāo)清監(jiān)視器監(jiān)視高清信號對節(jié)目制作的影響是有限的，對使用ENG攝像機和多功能攝像機的系統(tǒng)，攝像機的調(diào)整是由前端控制的，是參照攝像機本身的監(jiān)視器來完成的，監(jiān)視部分信號。后臺監(jiān)視器只是作為切換節(jié)目的參考信號，所以使用標(biāo)清監(jiān)視是可取的。

datavideo專門為現(xiàn)場監(jiān)視設(shè)計了16∶9的標(biāo)清監(jiān)視器和作為節(jié)目監(jiān)看的高清監(jiān)視器，可以看到，整個系統(tǒng)的體積小型化，甚至可以安裝在一個獨立的飛行箱內(nèi)。

具有下變換以后的切換臺在連接系統(tǒng)和現(xiàn)場制作時更方便，更開放，更靈活

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經(jīng)過專門的系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備組合，系統(tǒng)的成本真正大幅度降低了。這個系統(tǒng)可以連接任何具有HD-SDI的攝像機、錄像機，包含了除攝像機、錄像機以外的各種系統(tǒng)設(shè)備，包括切換臺、高/標(biāo)清監(jiān)視器、通話和提示系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、和所有內(nèi)部連接。整個系統(tǒng)的價格大約在30萬以內(nèi)，這是大多數(shù)電視臺甚至業(yè)務(wù)用戶都可以承受的價格。而且它的使用非常方便，幾乎和標(biāo)清的系統(tǒng)沒有多少差別，是真正意義的低成本高清現(xiàn)場節(jié)目制作系統(tǒng)。這個系統(tǒng)出現(xiàn)的更大意義是拋磚引玉，正向前面所論述，高清是一個很大的范疇，可以容納更多的內(nèi)容，相信圍繞低成本高清這個思路，會有更多更巧的創(chuàng)新出現(xiàn)。