数字非线性编辑实验室建设

数字非线性编辑实验室建设

高等职业教育的多媒体课程离不开数字视频媒体的编辑和制作。随着数字化电视节目制作技术的成熟，视频节目的制作已经初步实现数字化，逐步由线性编辑过度到非线性编辑。多数学校配有专用的数字视频非线性编辑实验室。有的在原来模拟线性编辑系统的基础上改造，有的重新建设，但是由于资金等种种问题大多数是单机非线性编辑系统。单机系统成本较高、允许一次性参与实验的学生数量有限且不利于资源共享、难于实现多人协同工作，因此不能在教学中发挥较好的作用。基于这种考虑，有必要建设网络化非线性编辑系统或者对现有单机编辑系统进行网络化改造，使单机编辑过度到网络编辑，提高实验室利用率和使用水平，更好地为教学、科研服务。1非线性编辑实验室的网络结构模型1.1有卡站节目素材的采集组建非线性编辑系统网络有利于实现网络化编辑，达到资源共享、多小组分步实验、协同工作的目的。网络编辑的一般工作流程是这样的：使用有卡工作站把素材采集上载到网络中，同时生成高低两种压缩比的素材（高压缩比：30:1，低压缩比：3:1）。高压缩比素材通过网络传送到服务器的共享SCSI硬盘中，供多组学生在无卡工作站进行调用编辑；低压缩比素材传送到SCSI硬盘阵列中，以便完成粗编工作的学生到有卡工作站完成节目的复杂编辑或直接合成下载。这样就很容易解决了一次多人参加实验、多小组分步实验、资源共享、协同工作等教学需要。1.2网络结构及组网技术以上介绍的是一般的非线性编辑网络系统结构，结合现代网络技术的发展和网络化编辑对网络性能的要求，笔者提出三种不同组网方式的网络结构。因为在非线性编辑网络中传输的除了一般的文件数据以外大量的是压缩（高压缩比、低压缩比）或不压缩的复合或分量数字视频信号及数字音频信号，所以对网络性能特别是网络带宽要求很高。因此，以下介绍的三种网络结构所采用的组网技术都是比较先进的。笔者认为非线性编辑网络要建设就必须从高性能、高要求的角度出发，低性能的网络只能带来低效率的工作和低水平的效益，得不偿失。1.2.1节目素材制作这种结构为Client-Server模式。以服务器为核心，由网络交换机连接所有工作站形成的二级交换星型拓扑结构。服务器与交换机采用1000M光纤模块连接，交换机与工作站采用100M超五类模块连接。为保证数据存储的安全，系统宜采用双服务器热备份技术，网络存储器宜采用带RAID容错控制器的高速SC-SI硬盘阵列。有卡（视频采集卡或非线性编辑卡）工作站负责素材采集并上载到网络中，具体为：高压缩比素材通过千兆以太网传送到服务器的共享硬盘中，供各无卡工作站调用进行编辑实验；低压缩比的素材通过SCSI电缆传送到SCSI硬盘阵列中，供有卡工作站读取较高质量素材完成精编和最终节目合成下载。特点：这种结构采用千兆以太网技术具有共享系统资源、各工作站之间易于传递信息、可实时共享对同一数据文件的操作、易扩展、技术成熟和成本低廉的特点。但是由于网络带宽等性能的影响只适合于小型网络和低质量的视音频编辑实验，一旦网络扩充或数据大量交换时就显得力不从心，且存在服务器瓶颈问题。1.2.2视频信号共享平台fcFC—Ethernet双网结构，采用光纤做主干，混合千兆以太网进行组网可大大提高网络性能并有效减少网络瓶颈问题。有卡工作站采集的低压缩比、高质量素材可通过光纤骨干网高速传送到FC硬盘阵列，实现快速上载；高压缩比、低质量的素材可通过千兆以太网传送到以太网服务器的共享硬盘中，供无卡工作站调用。各无卡工作站数量可以适当增加，可安排较多组学生进行实验。实验时各无卡工作站均可调用服务器的高压缩比、低质量素材进行粗编、配音，然后形成EDL编辑链表存储在服务器中，节目合成下载时利用有卡工作站调用EDL编辑链表记录的素材信息和FC硬盘中的高质量素材进行复杂编辑或直接合成下载。特点：这种结构中光纤主干网传输速率达到1000Mbps，可提供实时广播级素材的访问，以太网提供低质量素材的传输和系统管理。各工作站之间并不需要进行大量的视频、音频数据传递，可直接使用共享存储器中的视频、音频数据完成各自不同的工作。可根据EDL编辑链表自动从FC硬盘阵列中通过各自相应的存储路径，形成高质量的节目。网络规模可以较大，工作效率较高。具有较高的性能价格比。1.2.3fc—FC—SAN结构网络这种结构的网络采用FC交换机直接把工作站与FC高速硬盘相连接。利用光纤技术构建的SAN(StorageAreaNetwork）网络取消服务器，设置文件管理工作站对系统进行监控和管理。处在SAN网络上的所有设备都是平等的，而不是Client--Server方式，各工作站可通过FC交换机直接访问FC硬盘阵列。特点：网络整体传输带宽大：单通道可以提供100M速度传输带宽至少为266Mbps，最大可达到4Gbps，传输距离超过10公里。由于高带宽，避免了服务器方式的瓶颈效应，任一工作站都能以最快的速度访问FC硬盘阵列得到素材，就好象使用本地硬盘。除了高带宽的特点，FC--SAN网络还具有大容量和可靠性高等优势。缺点是成本太高。1.3fc-ethennet的双网混合网络组装模式根据本单位实际情况选择需要的网络结构模式进行组网。笔者建议采用FC--Ethernet双网混合结构的网络模式进行组网。因为这种结构的网络性能价格比较高，能满足现阶段实验教学的需要和高质量电视教材以及对外交流节目制作的需要，且容易扩充和改造。2非线性编辑实验室网络建设2.1设备和软件的选择2.1.1网模技术平台设备选型服务器主要进行素材管理和网络权限等管理，应采用2台服务器做双机热备份，保证数据的安全性。根据目前的主流配置和性能价格比的要求可以配置P42.0G双CPU、512MBRAM、40GB系统硬盘、17寸彩显、2*72GBSCSI视频硬盘、G44064M显卡和1000M以太网卡。(2）千兆以太网交换机主要用于将各种网络设备的连接，千兆端口与服务器相连，百兆端口与工作站相连。千兆以太网交换机产品较多且成熟，只需根据个人经验选择性能价格比较高的产品即可。(3）有卡工作站一般需要1-2台有卡工作站，主要用于视频、音频素材采集、高质量节目精编和合成。视频采集卡一般应提供复合、Y/C、YUV模拟分量和DV数字分量接口。根据笔者的实践经验，宜采用品尼高或CANOPUS、MATROX等公司的板卡。工作站最低配置为：P42.0双CPU、512MBDDRRAM、80GB系统硬盘、72GBSCSI视频硬盘、17寸彩显、专业声卡（如CreativeSBLive5.1声道）、G440显卡、100M网卡和实时三维特技卡。(4）无卡工作站无卡工作站通过以太网交换机连接到以太网中。主要用于学生进行非线性编辑实验，要求能完成实时A/B卷编辑、实时特技和实时字幕。最低配置为：P42.4、512MBRAM、40GB系统硬盘、17寸彩显、专业声卡（如CreativeSBLive5.1声道）、G440显卡、100M网卡。(5)SCSI硬盘阵列SCSI硬盘阵列需要连续实时读写高码率的视频数据，以实现节目制作数字化和高质量视频素材的集中存储和实时共享。为确保系统稳定和数据安全，需采用RAID3容错技术的SCSI硬盘阵列。为达到大容量和高速存取，至少选择720GB容量（大约存储30小时的高质量素材）、读写带宽60MB/S的SCSI硬盘阵列。2.1.2fc系统和fc网络协议FC交换机的主流产品有Brocade公司的Silkworm和Ancor公司的GigWorksMKII。个人认为Brocade公司的Silkworm性能价格比较高。(2)FC硬盘阵列FC硬盘阵列的主流厂商有：Clariion、Boxhill、Mylex等，其中Clariion公司的FC5300和Mylex公司的EDI6000具有较高市场占有率。推荐选择EDI6000，因为其读写率较高、能同时支持的站点较多。(3)FC网卡HP、JNI、Emulex、Symbios等厂商的产品比较优秀，其中Emulex的产品具有多平台兼容性和性能高的特点。(4)FC网络管理软件推荐使用Mercury公司的SANergy产品，该产品使用文件共享技术，允许多用户同时读写，支持大文件和持续传输，支持WindowsNT文件系统和存取权限，并具有硬件无关性特点。2.1.3非线性编辑软件的使用(1）网络操作系统应采用通用性较强的WindowsNTserver，素材数据库管理采用SQLSERVER7.0。(2）非线性编辑软件采用Adobe公司的PremiereRT5.1或AfterEffects5.0或国内视频公司开发的非线性编辑软件。(3）三维动画软件可采用Autodesk公司的3DStudioMAX。2.2网络设备的安装2.2.1如果选择了基于网络的类型的网络，它们通常很小，可以组织施工如果是其它两种类型网络，一般较复杂，特别是光纤的施工难度较大，需要专用工具才能施工，就必须聘请专业公司安装。2.2.2电源等电气性能由于非线性编辑实验室内设备种类多，各种信号源多，传输各种信号的电缆复杂，对电源等电气性能要求高。所以不管是大型的网络或者小型网络都应该严格按照计算机网络建设的工业标准（如EIA/TIA569规范标准）施工，并且要注意接地要求和线路的屏蔽