数字演播技术

数字演播室技术主讲教师：杨磊1

第1章演播室技术概述

第2章数字演播室及数字视音频

第3章数字演播室串行数字接口

第4章复杂的幅型变换

第5章数字演播室设备

第6章数字演播室设计与改造实例

第7章虚拟演播室技术

第8章高清虚拟演播室实例

课程主要内容2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3第1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。4

Therearemanydifferentjobsinvolvedincreatingatelevisionnewsbroadcast.Whiletheanchors,foreground,whoreadthenewsarethemajoron-camerafocus,numerousdirectors,producers,andtechnicalstaffworkbehindthescenestomakethenewscastcomeoffsmoothly.5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。6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。7演播室视频系统图8

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。音频部分相对视频来说有不同的技术。9第2章数字演播室及数字视音频国际上从20世纪60年代末就开始了数字电视的研究，并把研究内容归纳为两个方面：其一是电视演播中心的数字化，包括电视设备的数字化和PCM编码标准的确定；其二是电视信号传输的数字化，着重研究以信源及信道码率压缩为主的高效编码方法。到70年代初，欧美各国相继在电视演播中心数字化方面取得了一定的进展，而这些进展主要体现在各独立电视设备的数字化处理方面：设备内部全数字处理，但具有模拟的输入输出接口，可以在演播中心内与模拟电视设备混合使用。10发表日期设备名称发表的公司备注1973年数字时基校正器英国广播公司（BBC）BBC最先发表样机，但美国CVS公司最先进行商品化生产。1973年电视制式转换器英国独立广播公司（IBA）由美国NTSC信号经卫星送到英国转换为欧洲PAL信号。1974年帧同步机美国国家广播公司（NBC）最先用于NBC电视台，1975年后在美、日成为商品。1976年数字式电子静止图像存储器美国哥伦比亚广播公司（CBS）与安培（Ampex）公司1977年数字式噪声抑制器法国汤姆逊公司（THOMSON）1978年数字视频特技日本NEC公司英国宽泰公司与日本NEC公司发表的日期相近。1978年数字录像机英国广播公司（BBC）因磁带消耗量极大而未能进行实用。一、最早的数字电视设备面世11上表所列的各独立电视设备的数字化，使原来单一性的模拟电视系统转变为数字/模拟混合式的电视系统，但当其中串入的独立设备增多时，由于每一台数字设备都有一次模/数、数/模的编/解码转换过程，使各环节的量化噪声积累，图像质量下降。因此，提出了从摄像机到发射机调制器之间所有处理和操作的全数字化问题，使各数字设备之间的信号格式不再转来转去，而是直接的“数字—数字”接口。这种全数字环境也使得各国各种格式的电视节目能以一定的标准方便地互相交换。12为了统一全世界数字电视制式，前国际无线电咨询委员会（CCIR）于1982年提出了全数字演播室标准——CCIR601建议书（CCIR后来成为ITU下属的无线电委员会，简称ITU-R，因此该建议书相应改为现在的ITU-RBT.601）。二、ITU-RBT.601标准出台13

ITU-RBT.601全称：演播室数字电视编码参数（Studioencodingparametersofdigitaltelevisionforstandard4:3andwide-screen16:9aspectratios)编码信号为分量信号(Y，CR，CB)，取样频率对Y是13.5MHz，对CR和CB分别是6.75MHz（简记为4:2:2），取样结构是正交结构，量化级是8比特，可选用10比特及PCM编码方式等等。我国相应国标：演播室数字电视编码参数规范（Thespecificationsofencodingparametersofdigitaltelevisionforstudio），GB／T14857-93

ITU-RBT.601规定了演播室分量信号的编码参数，是信号取样标准，但不是接口标准。其对应接口标准分别由SMPTE和EBU标准化，→ITU-RBT.656。1415

4:2:2samplingisusedinITU-RBT.601,D-1,D-5,AmpexDCT,DigitalBetacam,Digital-S,andDVCPRO50formats。16

4:1:1samplingisusedin525/59.94(“NTSC”)DVandDVCAM,andinboth525/59.94and625/50(“PAL”)DVCPRO。17

Co-sited4:2:0samplingisusedin625/50(“PAL”)DVandDVCAMformats.CrandCbsamplesareonalternatelinesineachfield(aframeviewwouldshowtwolinesofYCr,Ypairs,thentwolinesofYCb,Ypairs).Notethatthisisdifferentfromthe4:2:0chromasamplepositioninginJPEG,MPEG-1,andH.261formats!Theyuseinterstitiallysited4:2:0sampling!18模拟电视信号随时间连续变化。对连续信号以一定的时间间隔进行取样，便可得到在时间上离散的一系列样值，而取样时间间隔的倒数即为取样频率。理论上从电视信号的黑电平到白电平之间可以有无数个亮度值，因此需要将取样后的值用有限个离散值表示（即量化），因为实际上显像管和人眼视觉都不可能分辨出无限多的亮度值。每一个量化数值均可用一个n位的二进制数码来表示，这就叫编码。三、数字电视信号的形成19数字电视中信号的量化分层一般为256=28，所以要用8位二进制码表示。20以PAL制为例：行频为15.625kHz，则亮度信号在水平方向的取样点数应为13.5MHz/15.625kHz

=864点/行，但行扫描逆程期间不用传信号，则水平方向的实际样点数应为864×(64-12)/64=702点/行（BT.601规定为720点/行）。场逆程期间（两场共49行）也不需要传信号，因此垂直方向的有效扫描行数为576行/帧。两个色差信号的取样点数在水平和垂直方向均减半，即：水平360点/行，垂直288行/帧，因而每秒钟的像素速率为

(720×576+2×360×288)×25帧/s=15.552Mbit/s。每个像素按8bit量化，总码率为15.552×8=124.4Mbit/s。四、数字视频信号的基本码率21

复合编码是将复合彩色信号直接编码成PCM形式。码率低，设备简单，适用于在模拟系统中插入单个数字设备的情况。缺点是取样频率必须与彩色副载频保持一定的关系，而各种制式的副载频各不相同，难以统一。另外，采用复合编码时由取样频率和副载频间的差拍造成的干扰将影响图像的质量。分量编码是将三基色信号R、G、B分量或亮度和色差信号Y、CR、CB分别编码成PCM形式。与制式无关，只要取样频率与行频有一定的关系，便于制式转换和统一，而且由于Y、CR、CB分别编码，可采用时分复用方式，避免亮色互串，可获得高质量的图像。缺点是总码率较高，设备价格相应较贵。五、复合编码与分量编码22六、数字分量并行接口接口是一个涉及两台设备或两个系统间相互连接规范的概念，这种规范包括互连电路形式、数量和功能，以及由这些电路交换的信号的类型和形式。并行接口是把数据字的各个比特通过分别的通道同时传送的接口。

525／59.94系统的并行接口标准由SMPTE125M定义，625／50系统的并行接口由EBUTech3267定义。两者都被ITU-R采用合并为Rec.656。→ITU-RBT.65623

ITU-RBT.656标准要求视频数据流结构要最大限度地满足“525行/59.94Hz”和“625行/50Hz”两大扫描体系，进而明确规定了在对这两大扫描体系的视频信号进行数字化时其行、场消隐的时间基准；规定了视频数据流可有并行及串行两种形式，进而分别给出了8bit视频数据在并行传输及串行传输时的具体格式、串行传输时的比特顺序（先传低位，后传高位）；还给出了同步脉冲信号的频率及方波宽度、脉冲沿抖动等具体参数。24

Rec.656标准的物理接口使用11对双绞线的25针“D”型接插座（10对为数据，第11对为27MHz的时钟）。在传输时以样值为单位，按CB，Y，CR，Y，CB，Y⋯⋯顺序将各比特并行传输，速率为27Mb／s。在每一电视有效行的开始前和结束时，分别有4比特的有效视频起始标志SAV（StartofActiveVideo）和有效视频结束标志EAV（EndofActiveVideo）。整个数字有效行包括720个亮度字和720个色度字(CB，CR各360个)。

ITU-R的最新接口标准可提供10比特精度的接口，当用于传送8比特数据时，在最低位加两个零。由于数字分量信号的EAV和SAV已含同步信息，因而无需再传送同步信号，在行、场消隐期间可传送数字音频信号和其它辅助数据。25ITU-RBT.656规定的帧划分方法水平（H）、垂直（V）和场（F）信号作为嵌入到视频数据流中的一串比特来发送，这一串比特构成了一个控制字。26ITU-RBT.656规定的视频数据流特性图中AB为控制字节（ControlByte），由值1、F、V、H和4个误码检测及校正位组成。有效视频（ActiveVideo）部分由720个Y、360个CB和360个CR（共计1440个样点）组成，而整个视频帧结构除了这1440个有效视频样点值外，还包括NTCS制258字节或PAL制280字节的水平消隐（EAV和SAV代码之间的空间）以及垂直消隐（V＝1对应的空间）。27七、辅助数据的插入（Ancillarydata）时间码的传送（LTC、VITC、实时时钟等）数字声音的传送（可多达16路AES/EBU20比特的数字声音信号）监测与诊断信息的传送（误码检测校验字、状态标识位）图像显示信息的传送（4:3/16:9宽高比标识信令）其他应用（图文电视、节目制作和技术操作信令等）插入位置：行辅助数据HANC（小于280或268字）可插在行消隐期，场辅助数据VANC只能插在场消隐期间的各有效行内（小于1440字）。每个数据块的前3个字为000

3FF

3FF28八、音频取样频率的确定音频取样原理与视频取样原理一样，都应符合取样定理。音频范围：20Hz～20kHz。实用取样频率主要有3种：

1）32kHz（专业传输标准）：满足FM立体声广播要求，最高音频15kHz。

2）44.1kHz（消费级标准）：数字音频最早用磁带录像机来记录，因此要符合电视行场格式，规定利用每场312.5行中的294行记录数字音频，每行记录3个样值，因此，50Hz×294×3=44100Hz。后来用这类录像机做CD复制的信号源，也用于R-DAT记录。

3）48kHz（广播级标准）：与32kHz有简单换算关系，便于进行标准的转换。29九、高清与标清的对比标清：ITU-RBT.601取样频率：Y为13.5MHz，CB和CR各为6.75MHz。样点数：Y:CB:CR＝720:360:360，简记4:2:24:2:2时分复用传输：Cb1Y1Cr1,Y2,Cb2Y3Cr2,Y4,Cb3Y5Cr3,Y6,…Cb360Y719Cr360,Y720高清：ITU-RBT.709取样频率：Y为74.25MHz，CB和CR各为37.125MHz。样点数：Y:CB:CR＝1920:960:960时分复用传输：(Cb1Y1),(Cr1Y2),(Cb3Y3),(Cr3,Y4),…。其中Yi表示每行的第i个亮度有效样值，CbiCri表示与Yi取样点位置相同的色差分量样值。30十、高清格式与标清格式的相互转换高清→标清：抽行、抽点标清→高清：加行、加点（内插：最近邻、双线性）幅型变换（详见第4章：复杂的幅型变换）16:9→4:3，以宽为主，上下加边，多用于字幕4:3→16:9，（与现行主流宽屏电视一样）3-2下拉变换：24幅胶片或24p逐行扫描图像→60场31第3章数字演播室串行数字接口串行数字接口（SDI）是把数据字的各个比特以及相应的数据通过单一通道顺序传送的接口。由于串行数字信号的数据率很高，在传送前必须经过处理。用扰码的不归零倒置(NRZI)来代替早期的分组编码，其标准为SMPTE259M和EBUTech3267，标准包括了含数字音频在内的数字复合和数字分量信号。在传送前，对原始数据流进行扰频，并变换为NRZI码，确保在接收端可靠地恢复原始数据。这样在概念上可以将数字串行接口理解为一种基带信号调制。32不归零码NRZ的特征：对逻辑1规定一个适当高的DC电平，对逻辑0规定一个适当低的DC电平。串行数字信号不单独传送时钟信号，在接收设备中用一个锁相环PLL和压控振荡器VCO重新产生时钟信号，锁相环通过数字信号中0到1或1到0的跳变沿进行锁定。然而NRZ码可能出现连0和连1状态，锁相环会失去基准，此间接收端数据再生精度就取决于VCO稳定度了。另外，NRZ码有直流分量，不适于交流耦合0

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0NRZNRZI33

SDI采用倒相NRZ码（NRZInvertedcode），“1”跳，“0”不跳。跳变沿增加，可改进PLL的性能。

NRZI码仍有直流和低频分量，为进一步改进接收端的时钟再生，采用扰码（Scrambling），可使长串连0连1序列及数据重复方式随机化并扰乱，限制了直流分量，提供了足够的信号电平转换次数，保证时钟恢复可靠。34串行数据在编码扰频电路中进行扰频时，将输入数字信号除以多项式X9+X4+1，然后再进行倒置，用多项式X+1除扰频后的数字流，形成NRZI码。在数据流的接收端，SDI接口利用X9+X4+1和X+1多项式，从NRZI码流恢复原数据流。

SDI信号用单根同轴电缆传送，最长传输距离300米。

SDI接口不能直接传送压缩数字信号，因此数字录像机、硬盘等设备记录的压缩信号重放后，必须经解压并经SDI接口输出才能进入SDI系统。然而如果反复解压和压缩，必将引起图像质量下降和延时增加，为此，各种不同格式的数字录像机和非线性编辑系统，都规定了自己的用于直接传输压缩数字信号的接口。35

(a)索尼公司的串行数字数据接口SDDI（SerialDigitalDataInterface），用于Betacam-SX非线性编辑或数字新闻传输系统，通过这种接口，可以4倍速从磁带上载到磁盘。

(b)索尼公司的4倍速串行数字接口QSDI（QuarterSerialDigitalInterface），在DVCAM录像机编辑系统中，通过该接口以4倍速从磁带上载到磁盘、从磁盘下载到磁带或在盘与盘之间进行数据拷贝。

(c)松下公司的压缩串行数字接口CSDI（CompressionSerialDigitalInterface），用于DVCPRO和Digital-S数字录像机、非线性编辑系统中，由带基到盘基或盘基之间可以4倍速传输数据。36SDTI串行数字传输接口

1998年7月，SMPTE推出SDTI接口标准，统一了SDDI、QSDI、CSDI三种接口，被称为SMPTE305M标准。SDTI规定了在演播室和制作中心内传送打包数据的数据流格式，其中数据是打包的，同步信息与ANSI／SMPTE259M一致。SDTI可用于传送各种类型的数字数据，无需解码即可直接传输到目的地，避免反复解码／编码引起的质量损失。37各种压缩的数字信号为9比特或8比特数据流，经格式化器映射为10比特的数据流，然后经SDI编码成为标准SDI数据流。通过SDI系统，在接收端首先经过均衡器均衡，再进行SDI解码，然后是反格式化，从10比特映射为9(或8)比特数字流，恢复原压缩数字信号。整个过程没有对压缩信号进行解压和再压缩。对应270Mb／s标准和360Mb／s标准(16：9格式)，所传有效数据流的最大速度分别为200Mb／s和270Mb／s。所传输的串行、扰频的NRZI码数据流，按照SMPTE259M和ITU-RBT.656标准格式化。SDTI规定的打包数据与SDI规定的数字信号一样，可在现有数字演播室内流通。38第4章复杂的幅型变换现有电视为4:3的幅型，数字电视有4:3和16:9两种幅型，而高清电视规定了16:9的幅型。2009年9月28日，中央电视台等全国5家电视台正式开始高标清同播，同一节目以两种不同的幅型来制作和播出，带来复杂的幅型变换。就4:2:2取样结构来说，针对两种不同的幅型，也有两种不同的方案。39在4:2:2取样格式下，有两种方法可以得到16:9幅型的视频信号：一种是保留ITU-RBT.601中4:3格式的13.5MHz的取样频率；另一种方法是保持原来的水平空间排序，增加水平方向的信息，所建议的标准就是SMPTE267M，包括了13.5MHz和18MHz两种系统。因为16:9的13.5MHz取样信号在电平上不能与普通4:3信号相区别，因此可以和该信号一起传送。18MHz取样的16:9格式的数码率在360Mb／s，也可以使用同样的算法进行处理和传送。40720像素720像素720像素960像素120像素120像素16:9

18MHz取样360Mb/s4:3

13.5MHz取样270Mb/s16:9

13.5MHz取样270Mb/s4142第5章数字演播室设备

数字摄像机

数字录像机

视频切换与数字特技

数字视频矩阵43一、数字摄像机44454647数字信号处理摄像机的组成48变焦镜头的组成49高清摄像机的精确对焦方案1中央放大（如：松下AG-HVX203A）2精确辅助聚焦镜头＋图像处理技术50二、数字录像机D1D2D3D5DigitalBetacamDVD9DVCPROBetacam-SXDVCAMMPEGIMXD6HD-D5DVCPROHDHDCAMHDCAMSRHDV51

索尼公司于1986年推出了D1格式数字录像机，采用了符合ITU-RBT.601标准的数字分量记录方式，采用3/4英寸宽的盒式磁带，具有12个旋转磁头，亮度信号的取样频率为13.5MHz，4路数字音频通道则采用48kHz取样，总的数据记录码率达到227Mb/s。

D-1格式数字录像机DVR-210052

1988年，采用数字复合视频记录方式的D2格式数字录像机由安培和索尼公司联合推出。它也是采用了3/4英寸磁带，由于直接对复合视频信号进行数字化所需的比特数少，因此D2格式数据记录码率低（大约为D1格式的一半），另外，D2录像机的带速还不到D1录像机的一半，使磁带的消耗量也比D1录像机大为减少。

D3格式仍是采用了经济有效的数字复合视频记录，但磁带宽度减小为1/2英寸。它由日本松下公司于1990年推向市场，所用元器件数量和所需调整的部分均大大减少，带速进一步降低，因而可靠性比Dl、D2大为提高。D3录像机还具有极好的慢动作重放效果。到1992年，有1200多台D3数字录像机成功地应用于巴塞罗那奥运会的电视转播。53D-2格式数字录像机DVR-28P54

D5格式基于D3格式的设计，由松下公司于1995年推出。它与D3具有相同的磁迹间距，因而可以重放D3格式的录像带。但D5采用了10比特量化，因而有更高的信噪比。D5录像机的带速和码率均比D3高，最高记录码率达到300兆比特/秒，是一种高质量、高性能的数字录像机。

D6格式分别改进了D3、D2格式，是一种高清晰度数字录像机，它的码率和带速均很高，消耗磁带也较多，但图像质量有了很大的改观。

以上各种规格的数字录像机都没有采用数字压缩技术对视频信号进行处理。55

数字Betacam录像机是日本索尼公司于1993年推出的专门用于演播室的高档数字分量录像机。从数字录像机的推出年代看，该款录像机应命名为D4格式，但是，索尼公司为了强调该格式与过去的模拟Betacam录像格式具有沿袭的关系，即数字Betacam录像机也可以重放模拟Betacam录像带的信号，因此宁可采用数字Betacam录像格式的名称，而将D4格式的名称空闲未用。数字Betacam对视频信号进行了2:1压缩，使用与模拟Betacam／BetacamSP相同的磁带盒，具有极高的图像质量，当然价格也很昂贵。56随着数字压缩技术在广播电视各个领域的迅速普及，MPEG-2技术也开始应用到数字录像机上，索尼的BetacamSX就是采用了比MPEG-2的MP＠ML质量更好的4:2:2P＠ML压缩方式。这种基于MPEG-2的帧间压缩方法大大降低了图像的信息量，使数据传输码率降为18兆比特/秒，图像压缩比达到10:1。BetacamSX的带速由BetacamSP的101.5毫米/秒降为59.6毫米/秒，因而其机械伺服系统的可靠性和磁鼓的寿命均比BetacamSP大为提高，大大降低了保养维护的费用。带速的降低还使磁带消耗量降低。另外，BetacamSX还提供了可与模拟BetacamSP相兼容的功能。57为适应数字技术的发展，尽可能避免完全不兼容的数字格式，由索尼、飞利浦、汤姆逊等几家公司倡导并扩展到50余家公司的联合体提出了统一的数字录像机格式，即DV（DigitalVideo）格式。DV格式具有几个衍生专业格式，即：DVCPRO、DVCAM和DVC等，这些数字录像机的出现迅速取代了模拟分量录像机的市场。尽管数字摄、录设备仍存在一些不足，但其诸多优点，如很高的性能价格比、较低的维护费用、方便灵活的操作方式、与计算机联机的快速上下载、轻便耐用的机身、可供快速维修的基础、可靠的信息存储和传输的方式，以及今后的发展前景，使得这些新型数字设备迅速替代了模拟设备用于新闻电视节目的制作。58

DVCAM格式和DVCPRO格式分别由索尼公司和松下公司推出，它们均属于DV格式的专业改进型格式，都是采用了数字分量记录方式，采用宽度仅为l/4英寸的金属磁带，8比特量化，5.5:1的场内/帧内DCT视频压缩技术。DVCAM的分量格式为4:2:0，DVCPRO分量格式为4:1:1，视频数据率均为24.948兆比特/秒，两者的主要区别在于DVCAM格式没有另设控制磁迹和提示磁迹，视频磁迹宽度为15微米，而DVCPRO格式的视频磁迹宽度为18微米，DVCPRO录像机可以播放DVCAM格式摄像机拍摄的录像带，而两者反过来则不行。另外，两者的磁带互不相容。59由于DVCPRO记录磁迹宽度较DVCAM宽3微米，所以，其相应的图像质量比DVCAM稍好，但DVCAM在前期拍摄及后期制作上的功能比DVCPRO强，其独特的ClipLink功能可以将每个关键素材段的首帧画面缩小64倍写进磁带尾部的存储器中，同时把相关的时间码等数据写入磁带盒的半导体存储器中。当DVCAM的节目素材磁带被放进编辑录像机后，缩小的索引画面会在极短时间内被非线性工作站读出，并依次将关键帧画面显示在编辑机的显示器上，对编辑人员进行非线性视频编辑十分有利。60

DV格式的家用摄录一体机采用了MiniDV盒式磁带，其尺寸仅相当于普通盒式录音磁带的一半，但却可提供约500线的清晰度。为了与Hi8格式的摄录一体机兼容，索尼公司又于1999年初推出了磁带宽度为8毫米的Digital8格式摄录一体机，其每帧的磁迹数比DV格式减少了一半，视频指标与民用DV格式基本相同。61日本JVC公司于1995年4月推出的Digital-S格式（后来被称为D9格式）数字录像机使用l/2英寸磁带，磁迹宽度为20微米，视频信号为4:2:2分量格式，8比特量化，图像质量优于4:2:0的DVCAM或4:1:1的DVCPRO数字格式。Digital-S采用了Motion-JPEG压缩技术，压缩比为3.3:1，码率为50兆比特/秒，并具有4声道PCM音频。62

硬盘录像机

1997年索尼公司推出了盘带结合型的数字录像机DNW-A100P，将硬盘和磁带结合在一台机器里。在进行非线性编辑时，以BetacamSX格式记录的节目素材能以4倍速下载到硬盘中，而以模拟BetacamSP格式记录的内容也能以正常速度下载并数字化到硬盘中，用于进行随机访问的非线性编辑，也使得一台盘带结合数字录像机充当了两台录像机使用。2000年，索尼公司进一步推出多通道硬盘编辑录像机MAV-555，它具有4个输入/输出通道，可同时完成多任务编辑操作；具有键控和实时视频特技处理能力，适合于新闻节目及演播室的制作；其全新的超级慢动作系统则可以满足体育及现场节目制作的要求；另外，该机器还具备了光纤接口，可直接进行ATM传输。63DNW-A100P

MAV-55564三、视频切换与数字特技数字切换台是演播室的核心设备，切换台的数字化是演播室数字化的关键。目前，数字切换台无论在外观、操作还是内部框架结构上，均与传统的模拟切换台相似，不同之处在于：切换台和计算机技术相结合起来，实现了多功能操作和联网操作。其输入的SDI接口不再与控制面板按钮一一对应，而是由菜单设置其对应关系；输入的视频信号与键信号也不再区分，可接入任一路SDI输入口。数字切换台具有强大的设置菜单，可对制式、格式、宽高比、各种键及特技等在内的几乎所有参数进行设置。65DVS-7200数字切换台66DVS-7300数字切换台67四、数字视频矩阵若要求前后两个信号以某种慢转换方式或特技效果方式来过渡，就需要较复杂的电路来实现。另外，为了保证信号切换前后的连贯性，需要参与切换的各信号严格同步，且切换时刻应该在场逆程期间进行，否则在信号切换时会出现画面的跳动。多路视频输入多路视频输出多入多出的矩阵切换器68第6章数字演播室设计与改造实例中央电视台方案北京电视台方案浙江电视台方案江苏电视台方案宜兴电视台方案常州电视台方案河北电视台方案唐山电视台方案山东电视台方案珠海电视台方案湛江电视台方案……69

90年代中后期，虚拟现实技术开始应用于电视节目的制作与播出，其中最具诱惑力的便是1994年问世的虚拟演播室（VirtualStudio）技术。虚拟演播室技术是应用计算机图形学（ComputerGraphics，简称CG）技术将演播室内的摄像机实拍画面与计算机生成的场景画面进行有机组合（实时合成）的一种技术，有些系统还可以将由计算机生成的虚拟演员（CGCharacter）也组合到上述画面中。使用虚拟演播室制作技术，电视观众就可以看到真人演员与虚拟演员同时出现在荧屏上，而且他们还可以自由地握手、交谈，某些类似星际穿梭样的宏大场景或是某些不可想象的魔幻般的场景也可以近乎真实地在电视观众面前呈现出来。

第七章虚拟演播室技术70摄像机色键合成背景生成摄像机运动参数处理前景背景71由于用CG场景图像取代了实物场景，因而和传统演播室相比，虚拟演播室明显提高了节目的制作效率。这是因为在节目拍摄过程中，虚拟场景的变换可以由计算机控制在瞬间完成，而传统场景的变换则需要先拆除原有的场景再搭建新的场景，这个过程至少需要1～2天的时间。在虚拟场景中，可以方便地配置空中浮动的物体（如飞毯），并实时地将演员安排在该浮动的物体之上，还可实现该浮动物体的自由动画；而在传统场景中，浮动的物体只能用细的钢丝吊住。由于所有场景都是“虚拟”产生，可方便地存储于计算机硬盘或光盘中，因而无需庞大的道具库，大大节省了电视台的道具存储空间，而且，场景中的“虚拟”道具可被反复利用，不会出现破损现象。72虚拟演播室的实际空间通常都不大，但一般也配有2～4台摄像机。这些摄像机与常规摄像机的不同之处是装有一定数量的传感器，可以将摄像机的方位、角度及镜头的焦距等参数传给计算机，使摄像机拍摄的处于蓝色背景下的主体画面（真人演员）与计算机生成的虚拟画面有机结合（其中蓝背景部分被计算机画面所取代）。73

运动传感技术是虚拟演播室技术中的重点内容之一。其内容是：当摄像机进行推、拉、摇、移、变焦距等各种操作时，由于视场发生变化，演员在画面中的位置就会发生变化，因而此时的虚拟场景必须相应地跟随视场的变化，以保证真实的透视效果，而场景的变化是由控制参数决定，控制参数又是由传感器得来，因而，对传