海南省委党校多功能报告厅高清视频设计

　　2010年海南省委党校获得了专项资金，开始建设一个综合楼，包括一个能容纳600人的多功能报告厅，数间教室和校领导办公室。多功能报告厅长26米，宽20米，平均高度为5米，总面积520平方米，主席台面积为120平方米，观众区为400平方米。建设过程中观众席改为380席。主席台为8席一排，共两排。

　　该报告厅为多功能报告厅，集成了音响扩声、数字会议、大屏幕显示系统、摄像系统、视频会议系统、中央控制系统等多种设备，并且还要和另外两个教室实现视音频互联互通。视频需求为会议、演讲录像等制作光盘;实时转播至其它教室，视频会议，学员点播。该项目投资大，并且从技术的角度上来看，系统在设计和施工上都有一定的技术复杂度，尤其对用户方的操作上也有一定的技术要求。如此高技术、高造价的会议厅高清设备品种繁多，接口标准各异，使用了专业设备和非专业设备，如何建设一个从视频采集、传输、切换、制作到存储的高清系统，又能兼顾造价。在此我分为视频高清接口分析、设备选型思路和解决方案几方面进行介绍：

　　一、视频高清接口分析

　　1. 色差分量视频接口(Colour Difference Component)

　　色差分量视频接口简称分量视频接口(YPbPr)。绿色线缆(Y)传输亮度信号，蓝色线缆(Pb)和红色线缆(Pr)传输颜色差别信号。目前国内设备上有两种接口一种YPbPr表示逐行扫描色差分量;第二种YCbCr表示隔行扫描色差分量。色差分量接口采用3条75Ω同轴电缆传输，接头为RCA式莲花头。目前的电视机、DVD机、其它高清播放设备配有色差�至拷涌凇�/FONT>

　　2. RGB分量

　　RGB分量视频接口的全称是RGB模拟基色视频信号接口(Interface of RGB Analog Element Video Signal)，简称RGB接口。是模拟信号传输中质量最佳的接口，使用75Ω同轴电缆传输、BNC专业接头，用于广播级摄像机、专业测试仪器、监视器等专业设备，传输距离可达上百米。该信号也附加同步信号，常见有以下几种：RGsB：同步信号附加在绿色通道，三根75Ω同轴电缆传输;RsGsBs：同步信号附加在红、绿、蓝三个通道，三根75Ω同轴电缆传输;RGBS：同步信号作为一个独立通道，四根75Ω同轴电缆传输;RGBHV：同步信号作为行、场两个独立通道，五根75Ω同轴电缆传输;接线标准为红色(R信号)、绿色(G信号)、蓝色(B信号)、黑色(行H同步)、黄色(场V同步)，屏蔽网为公共地。

　　3. VGA(Video Graphics Array)

　　VGA是计算机显示器的标准接口。信号与RGB相同，使用15针D型接口，传输介质为两端附加磁环的15芯彼此绝缘的屏蔽同轴电缆，传输阻抗75Ω。特点是信号质量最佳，但传输距离不远，超过10米画面质量会变差，产生拖尾。

　　4. DVI(Digital Visual Interface)

　　DVI数字视频接口，传输数字视频信号。DVI接口有两种DVI-D和DVI-I。DVI-D只传数字信号;DVI-I可兼容数字和模拟信号，相当于可传两种信号。DVI接口除了支持电脑显示格式的从VGA到UXGA(1,600×1,200)甚至更高的格式外，还支持HDTV的720p、1080i和1080p高清格式。主要设备为电脑显示器、DVD机、机顶盒、数字电视及高档投影机。信号的传输距离一般为5~7米。超过了就要使用中继器，也可以使用长线传输设备，就是转化为6类网线或光纤传输。

　　5. HDMI高清多媒体接口

　　HDMI高清多媒体接口(High Definition Multimedia Interface)是一种标准数字接口，集成了未经压缩的全数字高清、多声道和智能格式与控制命令。使用高质量的成品线传输距离可达20米。HDMI接口已广泛应用在电视机、DVD机、高清播放机、投影机、蓝光DVD及数码摄像机。

　　6. SDI接口

　　SDI串行数字接口(Serial Digital Interface)是国际电信联盟ITU无线电委员会制定的一种通信标准，是一种数字视频格式，用于广播级的视频传输。SDI接口使用75Ω同轴电缆和BNC接头，最大传输距离为250米。

　　二、多功能报告厅使用设备

　　为了实现上述要求，报告厅需要配备摄像机、电脑、现场切换台、切换矩阵、投影机、电视机、多媒体录播一体机及相关视频格式转换设备、信号传输设备等。以下我们就设备选用做一个陈述：

　　1. 高清摄像机

　　报告厅中需要配备2台摄像机，要求一个主席台特写用机位，另一个为报告厅全景机位。为了保证图像质量特写机位位置定在主席台正前方吊顶安装;全景机位选择后墙2个观察窗中间墙壁安装;选用标准有几条：一是高清图像质量标准，二是镜头焦距范围，三是照度，四是接口，五是远程集中控制光圈，推拉摇移，最后就是价格能否接受。

　　摄像机主要分为广播级高清摄像机、专业级高清摄像机、民用高清摄像机、监控安防高清摄像机和多功能云台高清摄像机。家用级DV摄像机现在也具备高清摄像，图像质量对于我们已经够用;家用机最低照度相比专业、广播级要高很多，报告厅经常要放投影，灯光昏暗，家用机效果明显下降。而且家用机一般只有遥控器，无法实现远程集中控制。安防监控用摄像机最新产品已经具备高清标准、远程集中控制，而且可以通过网络传输，布线方便，价格较低。但视频格式、接口仍无法与报告厅其它设备兼容。广播级高清摄像机质量最好，但体积大、价格贵，不予考虑。

　　只有专业级便携式摄像机加专业云台或是多功能高清摄像机才能符合多功能报告厅的需求。专业机采用大尺寸CCD，照度低，信噪比高，机器尺寸相对一体机尺寸要大，可以选择索尼的EX1R、Z7C、EX3。其中Z7C和EX3可以更换镜头，在标配镜头焦距不够时选用合适的镜头。多功能高清摄像机有松下AK-HC1500、日立HV-HD30、DK-H100、索尼HDC-X300等机型，配备科旭威尔的云台完全满足报告厅的要求。

　　多功能云台摄像机，该类型机器如索尼EVI-HD1、BRC-Z330、松下AW-HE100等，完全满足设计需求，而且价格相对便宜，对使用者技术要求不高，而且配备索尼专用切换台可以简化设备实现场景切换和摄像机控制。

　　最终报告厅选型摄像机为索尼BRC-Z330两台，1/3英寸COMS，焦距为f4.6~82.8毫米，最低照度6lx，光学18倍变焦，加数字变焦为72倍，输出接口为SDI接口，一号机位安装在主席台正前方的吊顶，水平距离第一排主席台处8米。根据焦距计算，人物特写时，需要焦距48毫米，主席台全景时焦距4.8毫米，Z330完全满足。二号机位为全景机位，安装在报告厅后面墙墙面。2间教室也配备索尼BRC-Z330各一台。

　　2. 信号传输

　　主要有VGA、DVI、HDMI接口的长线驱动器和网线传输设备。

　　VGA(RGBHV)信号长线驱动器是专门针对VGA(RGB)信号长距离传输的设备，该设备可以把VGA(RGBHV)信号通过电缆传输300米。

　　DVI信号长线驱动器是专门针对DVI信号长距离传输用的设备，该设备可以把DVI信号无衰减地传输25米。

　　VGA信号网线传输设备是将VGA信号(即RGBHV)通过一根通用的超五类网线(最好带屏蔽)进行长距离传输。其不但抗干扰而且布线方便。

　　DVI信号网线传输设备，是将DVI信号或DVI+音频信号经过处理，通过2根网线进行长距离传输，传输距离可以达到50米。

　　HDMI信号网线传输设备，是将HDMI信号经过处理，通过2根网线进行长距离传输，传输距离可以达到50米。

　　3. 切换、特技与监视设备

　　主要设备有现场切换台、HDMI矩阵等。

　　小型现场切换台目前市场上主要有索尼DFS-800、DFS-900M 、BRS-200远程摄像机操作切换台。松下有AV-HS300MC、AV-HS400AMC、AV-HS50MC、AV-HS450MC小型高清视频切换台。现场切换台选用索尼BRS-200高清切换台，同时可以控制BRC-Z330摄像机，该切换台配备4路SDI输入输出及1路DVI输出接口，插入扩展卡后路数增加，同时监控输出具备画面分割功能，仅使用一台监视器即可。

　　HDMI矩阵选用北京利国HS-16×16。

　　监视器选用带有DVI接口的液晶电脑显示器，虽然功能减少，效果不如专业监视器，但对于本系统已经够用。

　　4. 存储设备

　　常见的高清存储设备主要有索尼蓝光盘、磁带录像机，松下的磁带录像机和P2卡，还有国内多家厂商设计制作的符合中国国情需要的多媒体录播一体机。报告厅的需求为同时录制教师上课的PPT、教室内老师上课或学生讨论的画面，视频会议时录制电脑画面、主会场画面或本地会场画面。因此只有多媒体录播一体机符合设计需求。市面上主要有北京极影、上海天道启科、深圳锐取等。本次选型北京极影EH2，该机配备了HDMI×1、YPbPr×1、DVI×1、VGA×1 高清接口。

　　三、解决方案

　　该方案中，主席台电脑、实物展示台、投影机、主席台电视机距离均超过20米，又小于50米，因此加装HDMI信号网线传输设备即可解决;而教室1、2电脑、投影机距离均超过50米，又小于2,000米，可以加装HDMI信号光纤传输设备。本案中我们也可以使用DVI矩阵。仅有部分产品不支持DVI接口，如带DVI接口的DVD机极少，监视器一般配置HD-SDI接口、HDMI接口，只有大尺寸的松下监视器才配备DVI接口。笔记本电脑配置DVI接口的也比较少。解决办法：一是配备相应的DVI到HDMI(HDMI到DVI)转换器;二是DVI传输距离较短，增加长线传输设备数量会较多。本设计方案因技术条件限制，主要存在两个问题，一是高清视频接口标准不能统一;二是传输距离较短。如此需增加相应的视频转换设备，这样整个系统的可靠性降低。相信随着新技术的发展，会有厂家联盟推出更简洁、更经济的全套解决方案。