如何构建非线性制作网络系统

口徐俭　【摘要】本文从非线性制作网络系统的网络化目　标、网络结构、系统硬件、系统功能以及系统扩展　能力等方面，详细论述了如何构建适合于电视节目　制作的非线性制作网络系统。　【关键词】以太网　ＦＣ—ＳＡＮ非线・胜编辑非线性　制作网络系统　在视频编辑技术沿着数字化、网络化和信息化不　断发展的今天，非线性编辑系统要能够广泛地运用于　电视新闻、专题、广告等各类节目的制作．必须要实　现网络化。电视台在构建非线性制作网络系统时必须　从先进性、可靠性、实用性、兼容性、扩展性、可维　护性等方面加以认真考虑，可以一步设计、分期实　施、逐步完善建成，最终实现在网络环境下完成从素　材上载到节目编辑、配字幕、配声音、审片、合成、　下载播出、存储等工作以及各个环节的管理任务。　一．网络化的目标　非线性制作网络系统必须采用先进、可靠的硬　件．必须针对新闻、专题、　广告等节目的网络制作环　境专门设计专业编辑软件和网络管理软件。不应简单　地将普通单机应用软件在共享素材的网络环境下使　用。那么非线性制作网络系统要实现的网络化目标有　那些呢？笔者认为主要有：（１）网络素材共享，即允　许很多用户同时操作某一个素材。（２）网络资源共　享，即允许一个用户分享另外一个用户的计算机资　源。（３）网络操作共享，即可以利用网络上的任何一　台计算机来操作整个网络，可以在任何一台计算机上　恢复刚才在另外一台计算机上所中断的操作。可以把　某台计算机所不擅长的操作交由其它擅长的计算机去　完成。（４）网络信息共享，即能够在远程异地了解到　网络的状态，网络上所有的信息能够以各种方式发布　到其它网络上。（５）制播分离．即非线性制作网络系　统与播出网络系统要相互独立，实现制作与播出分　离，互不干扰，保证节目播出的安全可靠性。　二．双网结构　系统采用以太网和Ｆｃ—ＳＡＮ（光纤通道存储区域　网）双网共存的网络结构，包括文稿、编辑、配音、　字幕、特技、节目串编、审片、下载播出和节目存档　拟演播室可无缝连接到视频制作网络系统，为后期制　作提供素材，或由视频制作网络系统提供视音频节目　片段在虚拟演播室中参与现场直播。以太网连接制作　环节的所有工作站，以太网在系统管理方面具有优　势．但在带宽和实时传输方面存在不足．工作站访问　共享数据需通过媒体服务器。以太网拓扑结构可为点　对点式、总线式、交换式等．由于其网络结构不是面　向通道连接的．在连接和协议方面的开销很大，其实　际数据传输率仅为整个带宽的４０９５左右．对于１０００Ｍ以　太网仅为４００｝ＩｂＤｓ。ＦＣ既是把设备连接到网络上的一　种高速通道．又是一种网络结构，Ｆｃ支持点对点式、　仲裁环式、交换式等拓扑结构．Ｆｃ将网络和设备的通　讯协议与物理传输介质隔离开．兼容多种高级协议。　Ｆｃ—ＳＡＮ的标称带宽为１０Ｏ０｝１ｂＤｓ，单环网络实际数据　传输率约为８００Ｈｂｐｓ（ＩＯＯＭＢＤｓ）左右．双环网络可达　２Ｏ０｝１Ｂｐｓ。ＦＣ－ＳＡＮ通常由一个以共享存储器为中心的　物理连接层和一个管理这些连接的管理层组成．用于　实现在计算机系统与共享存储器之间或者共享存储器　之间传输数据。ＦＣ－ＳＡＮ在各实时视音频工作站与共享　存储媒体间建立直接高速的连接．无需通过中间的媒　体服务器．既实现了视频素材数据在网络中的最直接　的同时共享．叉保证工作站和共享存储媒体之间直接　进行稳定高速的数据传输．但在系统管理方面，在用　户权限控制和工作站之间管理数据交换方面存在不　足。Ｆｃ—ＳＡＮ负责实时的高质量广播级视频数据流的传　送、存储、共享和管理．以太网负责系统管理信息、　低质量的视频数据流、音频数据流、文稿数据等的传　送、存储和共享．Ｆｃ—ＳＡＮ管理软件负责对网络共享信　息的读写权限进行管理和控制。　三．系统硬件　系统采用以太网和Ｆｃ－ＳＡＮ双网结构。其中Ｆｃ－ｓＡ　硬件有双ＦＣ交换机、Ｆｃ网卡、Ｆｃ　ＲＡＩＤ３共享硬盘阵列　（采用热备份　ＩＤ３｝空制器、双电源、双风扇）等。　ＦＣ－ＳＡＮ采用两台ＦＣ交换机级联．用于连接所有有卡工　作站（如上下载工作站和精编工作站等）以及共享硬盘　阵列（共享存储器）．。如果其中一个ＦＣ交换机出现故　障．可以使用另外一个Ｆ

Ｃ交换机使大部分工作站点继　维普资讯 http://www.cqvip.com ．、鞠豳豳　音频信号的特性进行必要的调整与处理，尽可能地　保证素材的上载质量和最终成片节目的技术质量。　４．２素材管理　非线性制作网络系统最主要的信息是视音频素　材，双网结构使得同一个内容以两种不同压缩Ｌ１：；８９　素材存在，系统能够自动识别并分别用于编辑或下　载，为有效地组织和管理素材，方便用户使用，必　须对素材数据进行有效的管理。在网络系统中所有　的视音频素材可分为画面、声音和字幕三类，传统　的基于目录和文件的网络视音频素材管理模式是将　视音频素材的网络属性分成用户／部门／栏目／频道　等多层文件级别，其缺点是重复设置、效率不高。　建议采用基于数据库的标题式管理模式，以各栏目　的每个标题属性为中心。对网络视音频素材进行管　理，其余属性如用户、￣＝１］ｉ－Ｊ、频道只具有相应统计　功能。只要通过网络确定了标题。在随后进行的工　作中的上载素材、文稿、配音等素材资源信息就全　部由网络系统的应用软件自动归人所建的标题下．　记者和编辑们只需关心自己所制作节目（栏目）的　标题，只要标题一确定，一切与之相关联的网络素　材资源信息都将自动获得。记者和编辑们可以通过　简单直观的操作界面就可以完成实际的应用。在素　材库中可查看素材被哪些用户和节目所使用，节目　名称、节目存放路径以及用户名称也都有详尽记　录，可有效防止误删素材。另外。针对素材与成片　的比例较低、节目制作复杂程度不高、制作周期较　短的一类节目如新闻类节目，可将素材直接采集、　压缩存人共享硬盘阵列，各工作站利用共享硬盘阵　列中的素材编辑制作节目。而针对素材与成片的比　例较高、节目制作复杂程度较高、制作周期较长的　版块化栏目．可将素材采集、压缩存人工作站的本　地硬盘，待节目制作完成后，将成片传输至共享硬　盘阵列供串编。必须指出的是．与素材管理相关的　一个重要问题是必须对网络系统的数据压缩率、最　大业务数据流量、素材／成片比例、共享硬盘阵列　总容量进行分析和确定。新闻、专题、广告等节目　的素材／成片比例通常是各不相同的．而数据压缩　率可相同也可不同。假设系统对视频素材采取４：　２：２７５式采样、８比特量化。则对于ＰＡＬ￣Ｕ式来说．　亮度信号每行的采样点为７２０点，两个色差信号每　行的的采样点各为３６０点。每帧正程为５７６行．每秒　为２５帧，则未压缩视频素材的数据码率为（７２０×　５７６＋３６０Ｘ２Ｘ５７６）Ｘ２５．约为２０ＭＢＤｓ，如果某节目　采用３：１压缩，则每小时视频素材数据占用的硬盘　空间为２０／３×６０×６０，约为２５ＧＢ（包括音频素材数　据占用的硬盘空间），如果该节目的素材／成片比例　统崩溃。以太网硬件有双以太网交换机、干兆以太网　卡、百兆以太网卡、热备份双管理服务器、热备份双　媒体服务器等。以太网是主干为干兆、客户端为百兆　的高速以太网络。通过干兆接口连接一主一备两台管　理服务器用于整个网络的管理，而一主一备两台媒体　服务器用于高压缩比、低码率视音频数据和文稿数据　的存储。各类工作站有上载工作站、收录工作站、快　编工作站、粗编工作站、精编工作站、配音工作站、　文稿录入工作站、串编工作站、审片工作站、下载　（播出）工作站等。由于　６Ｇ—２格式压缩效率高、图　像质量好。能有效地节约存储空间和网络带宽，目前　已可应用于摄录、编辑、制作、播出、传输和存储等　环节．因此非线性制作网络系统应采用Ｈ　ＥＧ－２　ＩＢＰ帧的　帧精度编辑方式，且支持多种格式的视频素材共享与　编辑，视频编辑硬件平台要采用基于｝ｆ）ＥＧ－２格式的视　频板卡，视频播出服务器可采用Ｍａｔｒｏｘ　ＯｉｇｉＳｅｒｖｅｒ　ＤⅣ卡，上下载工作站和精编工作站采用Ｍａｔｒｏｘ　Ｄｉｇ１Ｓｕ１ｔｅ　Ｄ１、／卡，粗编工作站采用Ｍａｔｒｏｘ　ＲＴ２０００－￣．。　四．系统功能　系统由素材上载、素材管理、文稿处理、节目　编辑和节目下载（播出）等部分组成，各部分可同　时独立完成电视节目编辑制作等工作流程中相应环　节的工作。而各环节又由网络及其管理软件组成一　个完整的、综合性的、数字化的和网络化的非线性　视频制作网络系统。　４．１素材上载　收录工作站和上载工作站应可直接自动收录和　上载数字卫星广播的ＨＰＥＧＩ１数据流或卫星视音频节　目．并可控￣ＪＶＴＲ以手动或自动方式将磁带上的视音　频素材数据上载到系统中，上载工作站及上载软件　支持视频素材数据的双路径高低两种压缩比采集和　上载。高画质低压缩比视频素材数据存储到ＦＣ共享　硬盘阵列中，供精编（复杂编辑）、串编和下载播　出时调用．低画质高压缩比视频素材数据和音频数　据存储到以太网媒体服务器的硬盘中．供粗编工作　站（镜像工作站）粗编（镜像编辑）时调用．所形　成的故事板文件和编辑后的素材文件也存放在以太　网媒体服务器中，精编工作站通过网络调用以太网　媒体服务器中的这两种文件和Ｆｃ—ＳＡＮ中对应的高画　质视频素材．进行加特技、加字幕、配解说音、插　入播音员录像等复杂编辑后供下载播出。快编工作　站支持先上载再编辑和边上载边编辑等工作方式．　可将快编工作站作为一台编辑录机．用一般的编辑　控制器来操作它和一台放像机．在编辑控制器上进　行一对一的对编操作，大大节省素材上载时间。对　

于模拟视音频信号的数字化采集，应可对输入的视　维普资讯 http://www.cqvip.com 长度固定为２５分钟，则该节目占用的硬盘空间为　２５／６０×２５×６×２，约为１２５ＧＢ，依此方法可算出其　余节目占用的硬盘空间．最后算出网络系统共享硬　盘阵列自匀总的存储容量。　４。３节目编辑　双网结构的非线性制作网络系统通常利用高压　缩比素材进行粗编、配音和审查，利用低压缩比素　材进行快编、精编、串编、下载和播出．成片节目　的视音频技术质量要求达到广播级。编辑软件具有　目动存盘、操作反・Ｉ每功能，具有较高的稳定性和友　好的用户界面，编辑操作简单易学，支持实日寸查　询、浏览、回放网络视音频素材，支持通用的编辑　决策表（ＥＤＬ）和各种复杂的后期编辑操作，如视音　频素材的奥辑、三点编辑、特技的实日寸设置、多轨　合成、字幕叠加等，能实现多种二、三维特技和复　杂特技。串编工作站实日寸性强，功能简便易用，串　编工作站能在网络状态下完成：（１）对由粗编工　作站编辑出的节目进行精编，字幕合成、特技合成　等。（２）若节目采用录播方式日寸，用其将演播室　的播音员录像和口播词录人上载到系统中，再根据　某时段节目中各节目的播出顺序，将各节目和节目　间的演播室画面串连编辑成一个完整的节目．而后　控制一台ＶＴＲ；Ｎ这个节目下载录制下来。　（３）若节　目采用直播方式日寸。；陌编辑完成的各节目传送给视　频播出服务器。串编工作站的节目串联单中节目的　播出顺序可随意地改变。广告串编工作站完成广告　素材的采集、字幕实日寸叠加、实日寸特技，以多种形　式检索广告素材、设置播出日寸段、编辑播出表后即　可迷行下载或播出。广告管理工作站负责广告合同　数据、广告播出串联单、客户往来帐、广告业务员　业绩汇总表、广告播出清单等内容的动态管理。字　幕软件应能完成强大的图文制作功能和较丰富的图　文播出，字幕系统既可进行真三维立体字等效果丰　富的字幕制作，又可进行快速高效的模板字幕制　作．实现多层图文字幕和动画的同屏独立实日寸播　出。．配音工作站与以太网服务器连接，完全兼容传　统的配音方式，可完成节目的后期音轨合成和配　吾．并确保图像与声音（唱词）的同步，播音员酉己　音日寸可以直接从新闻文稿中得到解说词屏幕提词，　不仅支持根据声音配画面，而且支持根据画面加声　音，可用录像机预卷方式进行插人、覆盖酉己音，也　支持外部调音台的混叠酉己音。精编工作站同日寸连接　在ＦＣ—ＳＡＮＴＯ以太网上，粗编工作站仅连接在以大网　上　网络系统中存在着两套完全对应但又有高低质　量差另９的数据流素材。粗编工作站和精编工作站所　软件具有相同的人机界面、操作模式和预演效果。　精编工作站通过ＦＣ—ｓＡＮ访问存储在共享硬盘阵列中　的低压缩比、高码率数据流素材（２０￣５０ＭｂＤｓ），粗　编工作站（又称镜像工作站）通过以太网访问存储　在媒体服务器上的高压缩比、低码率数据流素材（４　￣ｌＯＭｂＤｓ），粗编工作站所进行的编辑称为镜像编　辑。所有的编辑（快编、粗编或精编等）操作，部　是在故事板界面上通过日寸间轨来完成的，故事板界　面最多拥有十个日寸间轨，可以对画面、声音和字幕　等内容进行操作，也可以把不需要的日寸间轨隐藏起　来以简化屏幕显示。在日寸间轨上拖动光标的日寸候，　图像、声音和字幕同日寸出现，当调整其中任何一个　部分的时候，与其对应的其他两个部分也同时变　化，可以通过标志、字幕以及声音等形式实现快速　搜索和画面定位，也可以看到领导对节目的审查意　见。快编工作站支持先上载再编辑和边上载边编　辑、一放一非（磁带到磁盘）等多种编辑模式。可　将快编工作站作为一台编辑录机，用一般的编辑控　制器来操作它和一台放像机，在编辑控制器上进行　一对一对编操作。还可将快编工作站与串编工作站　融合形成带双窗口的串编工作站，一个素材监视窗　口，另一个日寸间轨监视窗口，这些功能都非常贴近　记者、编辑的操作习惯。　４．４文稿处理　非线性制作网络系统必须实现节目文稿与节目编　辑制作流程的融合，文稿处理部分涉及配音、字幕、　编辑、审片和下载等各个环节，必须保证节目制作过　程中各环节节目文稿内容的一致性，实现节目文稿的　统一管理、使用、存档与检索，文稿文件存放在娱体　服务器上，各工作站可通过以太网共享文稿，实现文　稿处理无纸化、网络化。在各种工作站上都可利用文　稿来指引和帮助工作。文稿录人工作站不仅能够进行　文稿编辑，还应可以进行视音频的浏览和编校，记者　和编辑们能方便地在文稿和视音频编辑之间进行切　换，可以根据文稿进行配音或编校，或者根据画面进　行文稿的修改。文稿录人工作站连接在以太网上，也　可让所有的专用工作站兼有文稿录人功能。播音员在　配音工作站上得到各节目标题的画面解说词，即可用　与配音工作站连接的拾音设备将解说词口播录人到系　统中，供快编工作站、精编工作站和串编工作站等作　画面配音用，编辑操作人员可按节目标题的画面编辑　脚本的要求进行视音频编辑。字幕机负责生成各节目　标题所需的所有字幕。可由用户设计字幕播出模板，　而后存储到字幕模板库中反复使用，自动生成可供播