高清演播室技术-杨磊.

高清演播室技术HDStudio中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系1高清演播室技术主讲教师：杨磊高清演播室技术HDStudio中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系2第1章高清技术概述第2章演播室技术概述第3章演播室的数字化第4章高清演播室的技术特点第5章高标清之间的幅型变换第6章高清演播室设备第7章高清演播室设计与改造实例第8章高清虚拟演播室技术及实例课程主要内容高清演播室技术HDStudio中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系3广播电视技术系统的构成演播室拍摄新闻素材采集录像编辑录像播出传输发射接收图像及声音前期系统后期系统电视中心卫星广播-S地面广播-T有线电视传输-C字幕/动画/特技电影拍摄电视电影图像及声音图像及声音转播车卫星信号收录磁带库网络制播网络电视移动电视虚拟演播室高清演播室技术HDStudio中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系4原国际无线电咨询委员会（CCIR）对高清晰度电视的定义：“高清晰度电视应是一个透明系统，一个正常视力的观众在距该系统显示屏高度的三倍距离上所看到的图像质量应具有观看原始景物或表演时所得到的印象。”H3H1.1什么是高清第1章高清技术概述高清演播室技术HDStudio中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系51.2高清历史回顾1954年1月，美国NTSC制彩色电视开播1959年12月，法国SECAM制彩色电视开播1964年，德国提出了PAL制1964年，日本开始高清晰度电视研究！（1960年9月，日本NTSC制彩色电视开播，着眼点是迅速建立起自己的彩电工业，向美国以及全世界的市场出口产品）（我国于1959年开始NTSC制彩色电视的研究，中止10年，1969年重新开始进行“彩色电视会战”，尝试PAL制，1973年5月1日试播，并于同年10月1日正式播出。）高清演播室技术HDStudio中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系61964年，日本NHK开始进行下一代电视的研讨，于1970年开始高品位电视的研究（1985年2月命名为Hi-Vision）。NHK认为：下一代电视系统应是一个全新的高质量、高清晰度的电视系统。它没有必要也不可能和现行电视制式相兼容。1972年3月，NHK向CCIR上报了“新研究计划—高清晰度电视的建议”，即HDTV，并于1974年被CCIR采纳。1977年，NHK制定了宽高比为5:3（后来改为16:9）的HDTV暂行标准。1978年，NHK的HDTV暂行标准在CCIR第4次全会上被写入801报告书。1.2.1日本的高清研究高清演播室技术HDStudio中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系7HDTV的扫描格式为1125/60/2:1，亮度20MHz，两个色差分别为7.0MHz和5.5MHz，宽高比先5:3，后为16:9。伴音采用前面3声道、后面1声道的3-1方式。HDTV图像质量极佳，但传输带宽达27MHz，且接收机造价昂贵（1994年上半年在日本，一台32英寸接收机的售价约合1万美元），实用受限。到1984年初，NHK提出MUSE编码方案，频带压缩到8MHz，于1985年3月在日本筑波国际科学技术博览会上进行了MUSE广播实验。1988年9月，用MUSE编码方案成功地对汉城奥运会进行了高清晰度电视实况转播。从1989年6月3日开始，NHK在BS11频道每天1小时HDTV卫星试验广播，直至2007年9月停播。服务了100万户家庭。高清演播室技术HDStudio中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系82000年12月，日本首家提供卫星数字直播业务的PerfectTV利用BSAT-2A卫星采用ISDB-S标准开始直播数字/高清电视节目，2007年收视用户达500万户。2003年12月开始ISDB-T，2007年收视用户达160万户。2005年，日本进一步开始超高清电视（SuperHi-Vision）研究，分辨率为HDTV的16倍，视角达100度，并配有22.2声道的声音。演示用的投影屏幕分别达450英寸和600英寸。100’450’600’高清演播室技术HDStudio中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系91.2.2欧洲的高清研究英国IBA于1981年首先提出MAC制（MultiplexedAnalogueComponents），并在1982年的IBC上作了演示。1982年9月IBA建议用C-MAC方式来传送卫星电视，1983年6月欧洲广播联盟（EBU）通过决议将C-MAC制定为欧洲卫星广播的统一制式。MAC制是欧洲集团针对日本的高清激进过渡方案而提出的一种渐进过渡方案（由D2-MAC到W-MAC再到HD-MAC）。在1986年CCIR第16届全会上，欧洲集团与日本曾就这两种过渡方案进行了激烈的争论（此前日本已说服美国和加拿大采用其MUSE制）。1989年BIRTV上，欧洲的MAC制也曾进行了大规模的宣传及演示，D2-MAC曾在我国做过试验，并曾被广电部推荐为我国卫星电视用传输制式。目睹高清！高清演播室技术HDStudio中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系10HD-MAC也是欧洲的尤里卡95计划的重要部分，1989年在中国全面展示，但在90年代初即受到美国的冲击（我国也同样受到冲击）。因为美国于90年5月提出了全数字高清晰度电视的实现方案——DigiCipher。因此，尤里卡95计划夭折，1991年成立欧洲启动集团ELG，1993年改名DVB。高清演播室技术HDStudio中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系111.2.3美国的高清研究美国很早就关心向HDTV的发展，1983年9月即成立了ATSC。1990年5月，美国通用仪器公司（GI）提出了全数字高清晰度电视的实现方案——DigiCipher，这也是数字高清晰度电视的最早方案。DigiCipher的输入视频源为1050行2:1隔行扫描的YUV分量信号，场频59.94Hz，画面宽高比为16:9，采用了DCT、VLC和ME/MC等技术，最后采用16QAM方式进行传送。后来共7家公司组成大联盟，研究ATSC。高清演播室技术HDStudio中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系121.2.4中国的高清研究国情：改良兼容过渡。IDTV、EDTV、I－PAL、PAL-plus。6MHz12MHz亮度高频分两段进行正交调制，并与色度逐行轮换。水平清晰度提高一倍，并与现行系统兼容。高清演播室技术HDStudio中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系131989年开始“高清晰度电视软科学研究”。1993年，以广科院为主的“高清晰度电视技术研究”项目被国家科委批准为“八五”攻关项目。1994年11月，国务院成立了由11个部委局组成的数字高清晰度电视研究开发协调小组。1996年，国家科委将数字高清电视列为国家重大科技产业工程项目，全力进行数字高清电视的研究开发。1998年6月，中国第一台完全自主开发的高清晰度电视功能样机系统在北京试验成功，并于同年9月8日至12日的5天时间里上中央广播电视发射塔进行了数字高清电视节目的发射和接收实验，取得了成功。1999年10月1日、2日，央视分别用广科院和国家HDTV总体组的两套系统（分别用43频道和45频道播出）成功地进行了国庆50周年盛况的高清电视转播试验。高清演播室技术HDStudio中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系14中央电视台成为国内第一家引入高清HDCAM的电视台。现已有多辆高清车和多个高清演播室。新大楼全面采用高清系统。中央台的第一辆高清车即是为1999年国庆50周年盛况高清转播向SONY定制的6讯道车，后升级为8讯道。奥运前再次向SONY定制20讯道A级高清车。中央台拍摄的第一部大型纪录片是《故宫》，全程HDCAM；第一个演播室也是全HDCAM，包括ENG、录像机等。目前在制播领域应用更多的就是HDCAM格式，因为该格式便于与既有的数字Bata和SR兼容，前后期系统的联接性好。5年内，央视陆续开通3、5、6、8等高清频道，其他频道也是采用高清制作，再下变换到标清播出。北京电视台也将HDCAM作为高清主力格式。高清演播室技术HDStudio中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系15为加快我国电视节目高清化进程，国家广电总局于2009年8月6日发布《广电总局关于促进高清电视发展的通知》。一方面，为了推进高清电视的发展，要求有线数字网络（已完成数字转换的有线网络）应全部接入已经开播的高清频道；且不得收取接入费用，不得向用户额外收费，地面无线播出的高清频道不得加密，不得收费。另一方面，对开播的高清频道有严格的要求，开播的高清频道第一年度的节目高清播出率应高于50%，第二年度应高于70%，第三年度达到全高清播出。第一、二年度高清频道黄金时段（18:30-23:00）应全部播出高清节目，高清时段播出的广告、气象等节目也应高清。高清演播室技术HDStudio中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系162010年9月2日，国家广电总局再发布《广电总局关于进一步促进和规范高清电视发展的通知》。三、严格规范要求，确保技术质量。同播的高清频道节目制作、播出应遵循《广电总局关于高标清同播技术要求的若干意见》（广发〔2010〕34号）的要求，确保技术质量。要进一步加强对频道呈现样式的规范，重大事件转播、综艺、影视剧、体育、专题和广告节目应采用16:9构图播出，其中体育和专题节目可根据需要兼顾4:3保护框；按高清格式制作的新闻节目应采用16:9构图播出，并兼顾4:3保护框。播出高清节目应在屏幕右上角标注“高清”字样，播出非高清节目不得标注“高清”字样。高清节目的伴音应加大5.1环绕立体声制作、播出比例。高清演播室技术HDStudio中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系17第2章演播室技术概述演播室是录制电视节目的重要场所，每个电视台都有大小不等的多个演播室，供不同性质的电视节目采录（或直播），如综艺娱乐类或新闻访谈、体育等专题类。从电视节目制作流程上看，属于电视前期系统。具有直播功能的演播室已成为当今电视演播室的主流。高清演播室技术HDStudio中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系18Therearemanydifferentjobsinvolvedincreatingatelevisionnewsbroadcast.Whiletheanchors,foreground,whoreadthenewsarethemajoron-camerafocus,numerousdirectors,producers,andtechnicalstaffworkbehindthescenestomakethenewscastcomeoffsmoothly.高清演播室技术HDStudio中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系19传统演播室（即模拟演播室）所有视频信号通过视频矩阵来分配和调度，经过特技切换台进行切换和特技处理。音频信号则经过音频矩阵来分配，经过调音台进行处理。即使有些设备是数字化处理的数字设备，但I/O口处仍为模拟信号。所有信号在演播室的切换台经过切换、混合和过渡等处理后，进行记录或送至播出中心，经主控室传送出去。高清演播室技术HDStudio中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系20在整个演播室系统中，所有信号的同步是十分重要的问题。必有确立全台统一的时间基准，使各路视频信号在切换、混合、过渡和特技合成时能够平衡衔接，避免画面的滚动、跳跃、撕裂或丢色的现象。统一的同步基准由电视台主控发送，所有演播室的主同步机的振荡频率和相位都要跟踪主控发出的基准同步信号。高清演播室技术HDStudio中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系21演播室视频系统图高清演播室技术HDStudio中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系22数字演播室的系统结构与传统模拟结构的框架一样，但是所有视频信号通过数字视频矩阵来分配和调度，经过数字特技切换台进行切换和特技处理。音频信号则经过数字音频矩阵来分配，经过数字调音台进行处理。对于复杂的特技处理，还需要配备专用的数字特技机。所有信号在数字