论文部分内容阅读
东部华侨城位于深圳大梅沙，占地近9平方公里，是由华侨城集团斥资35亿元精心打造的世界级度假旅游胜地，是由国家环境保护部和国家旅游局联合授予的首个“国家生态旅游示范区”。
每天在东部华侨城大剧院上演的《天禅》是一部融合了多种艺术手段，以禅茶文化为主题的大型多媒体交响音画晚会，其多维表演空间组合成令人震撼的视听效果和精美绝伦的艺术画面。晚会长达60分钟，高潮迭起，让人仿佛走进天人合一、梦幻神秘的天禅之境。
在《天禅》的舞美设计中大量运用了多媒体数字投影机和LED显示屏，包括舞台表演区新颖的LED屏布局设计、单机超过40，000流明的纱幕投影、台口两侧巨大的亚克力背投水幕及直径高达28米穹顶投影，以丰富的视觉画面营造出博大的艺术空间。深圳市新皓通达科技有限公司参与了《天禅》音视频系统的集成设计及安装调试服务。本文主要介绍该项目中独特的多媒体服务器与灯光音响自动化控制应用。
一、视频系统设计
《天禅》晚会的多通道音视频系统设计和施工监理由总工程师叶元良负责，鉴于其演出形式属节目内容固定的晚会，在系统前期规划设计时，对世界上广泛应用且技术先进的多媒体服务器进行了多方位的技术分析和评估，包括系统控制方式、音视频同步性能、演出安全系数、投资成本等等。
秉承高新技术、系统安全、经济实用、操作简单等设计理念，该系统设计包括：
1） HTD多媒体服务器（采用瑞典和德国的软件技术），提供36个高清视频通道；主备冗余热备份设计，升级时仅需增加服务器；
2） 穹顶投影自动融合拼接系统；
3） 高清视频多画面预监系统（可升级增加预监通道）；
4） 高清视频EDID管理、光纤传输及冗余备份系统；
5） 显示控制系统（LED电源、投影机电源光闸及监控）；
6） 原剧场使用的1.5M广播级高清演播系统（改造时重新设计）；
舞台表演区由多达20个形状各异、面积达1，030平方米的LED屏及三道单幅面积达250平方米纱幕投影组成。通过对视频内容预分割、拼接，由HTD服务器提供16个1080p高清视频通道播出（其中一台HTD服务器输出4个通道为主要显示区域提供实时热备份）。
观众区显示由直径达28米穹顶投影、台口两侧高9米弧长5.4米的亚克力背投水幕、9x11米玻璃幕墙投影组成。其中穹顶投影由HTD服务器及自动投影融合校准系统组成，使用8台20，000流明投影机；每个亚克力背投水幕由三台目前世界上最短焦距（0.38：1）8，500流明的投影机垂直融合而成，计6个1，920×1，200高清通道。玻璃幕墙由两台20，000流明投影机完成。
二、高效的系统安全保障
众所周知，一套好的系统工程必须具备高效可靠的安全性能。系统的安全由完善的前期设计及现场工程的专业施工管理来保障。
视频播出服务器按一主一备冗余热备份设计，预留备份服务器数据接口及机柜安装位置，将来升级时只需增加服务器即可。所有输出的高清视频通过具有DVI EDID管理功能的高清视频矩阵，将视频信号分配到演出显示系统及多画面预监系统。LED及投影机信号同样选择具有EDID管理功能DVI光纤传输设备。在设备安装前预设、仿真显示终端的分辨率等信息。此设计的最大好处是，当LED及投影机紧急出现故障如断电、重启时，视频服务器播出系统不会出现停机报错、输出通道错位混乱等。当主播视频服务器出现故障时，快捷的面板键盘操作可及时切换到备播视频服务器的输出。
多画面预监系统提供全部36个实时DVI输入及8个HD-SDI高清视频监控画面。多画面监视系统具备Timecode显示功能、自定义视频通道标签、系统时钟、自定义LOGO；支持分辨率高达2，048×1，080 DVI输入信号及1080i/50/60 HD-SDI数字高清信号。可通过编程设计多画面监视的视频窗体大小、位置、显示比例（4：3、16：9），DVI输出分辨率可调。具有GPI/O接口及各类信息接口并在显示器上提示、报警。醒目的Timecode显示（可调整大小）方便操作人员对系统安全作明确判断，系统有故障时可及时切换到备份播出。
专用供电线路及高达20KVA三相在线式UPS电源为系统安全提供第一道保障，在主控室内，集成全部系统电源的本地及远程控制设计，包括音响系统、视频系统、全部LED显示屏及所有投影机等。投影机供电及光闸控制采用有线、无线中控并存方式，手动进行操作；也可以通过视频服务器设置参数，自动触发投影机的控制。为了确保演出安全，系统采用中控手动方式。
应急预案设计，由于演出时视频显示多达32通道，当某一LED显示屏或投影机出现黑屏、闪屏等故障时，工作人员可在演出中应急使用iPad对故障屏进行降低亮度或黑屏处理，待重启设备或故障排除后即恢复到正常显示。减少显示故障对观众造成的视觉影响。同时利用投影机专用配套监控软件，通过独立的TCP/IP网络交换机连接，工作人员可在演出前或日检、周检时，集中监测投影机的灯泡使用时间信息、各类报警信息等等，及时了解投影机的工作状况；也可以在手动中控系统、服务器自动控制系统失效时，对投影机进行电源、光闸等应急控制，做到全方位的系统安全保障。
三、灵活的视频系统使用模式
此方案还集成原有1.5M广播级高清演播系统，通过视频转换、高清视频路由器与新系统混合，可实现三种不同模式：独立使用新系统、独立使用原系统、混合使用双系统。可根据使用不同场合的不同要求来灵活切换。原系统中高清视频HDSDI信号，如高清摄像机、录像机、MAC PRO工作站等经由1.5Mg高清切换台切换。其输出的PGM/MPGM 两路HD-SDI信号被采集到多媒体服务器HTD中，与其他视频素材混编，实现变化多样的特技实况直播。为了增强灵活性，多媒体服务器HTD播出的视频也可以通过高清视频转换，逆向输入到原高清演播系统，丰富的信号路由及专业的各种标准的数字、模拟视频接口实现灵活的播出方式，满足电视节目直播、转播及各类大型晚会节目录制等需要。系统的三种模式还包括供电形式的自由切换。
四、大型穹顶投影及曲面异形垂直融合
观众区顶部直径达28米穹顶投影，在设计时选用自动投影融合校准系统。这种工具通过激光测量、工业摄像机采样分析，精密计算出穹顶投影区的3D曲面结构，自动处理8台投影机的拼接融合及曲面矫正。该系统作为HTD视频服务器投影融合的补充，在HTD系统中导入其输出的数据，可实现2K-8K超高清穹顶投影显示。
台口两侧高9米、弧长5.4米的亚克力背投水幕也是该剧场的亮点之一。为了减少投影机使用数量，节省投资成本，此次设计选用了6台目前世界上最新发布的镜头焦距最短的高亮度投影机。每侧仅使用3台即可，此款固定超短焦镜头（0.38：1）在国内首次亮相。在仅2.3米的背投空间内，单个投影面积达6×3.8米；在HTD视频服务器设置两组3台投影机垂直融合，单组有效显示分辨率高达1，920×3，172。
渗透于音乐、舞蹈、灯光、道具、东部华侨城大剧院舞台设计、背景造型等环节的艺术理念，以及多媒体手段出神入化的妙用，让整个大剧院都变成五光十色的舞台背景，全方位、多层次、多角度展现出《天禅》天人合一、梦幻神秘之境，带给观众一个震撼人心、立体的舞台效果。在演出过程中，多元化的舞台处理营造出广场艺术和舞台艺术的结合之美，以现代化的舞美语言将中国古老的茶文化与佛教文化相结合，运用国内顶尖的声、光、电、多媒体等现代科技手段演绎神秘的东方文化；其多元立体的表演空间、恢弘震撼的舞台效果、独一无二的主题视角、厚重深邃的思想内涵，给人带来前所未有的震撼。
每天在东部华侨城大剧院上演的《天禅》是一部融合了多种艺术手段，以禅茶文化为主题的大型多媒体交响音画晚会，其多维表演空间组合成令人震撼的视听效果和精美绝伦的艺术画面。晚会长达60分钟，高潮迭起，让人仿佛走进天人合一、梦幻神秘的天禅之境。
在《天禅》的舞美设计中大量运用了多媒体数字投影机和LED显示屏，包括舞台表演区新颖的LED屏布局设计、单机超过40，000流明的纱幕投影、台口两侧巨大的亚克力背投水幕及直径高达28米穹顶投影，以丰富的视觉画面营造出博大的艺术空间。深圳市新皓通达科技有限公司参与了《天禅》音视频系统的集成设计及安装调试服务。本文主要介绍该项目中独特的多媒体服务器与灯光音响自动化控制应用。
一、视频系统设计
《天禅》晚会的多通道音视频系统设计和施工监理由总工程师叶元良负责，鉴于其演出形式属节目内容固定的晚会，在系统前期规划设计时，对世界上广泛应用且技术先进的多媒体服务器进行了多方位的技术分析和评估，包括系统控制方式、音视频同步性能、演出安全系数、投资成本等等。
秉承高新技术、系统安全、经济实用、操作简单等设计理念，该系统设计包括：
1） HTD多媒体服务器（采用瑞典和德国的软件技术），提供36个高清视频通道；主备冗余热备份设计，升级时仅需增加服务器；
2） 穹顶投影自动融合拼接系统；
3） 高清视频多画面预监系统（可升级增加预监通道）；
4） 高清视频EDID管理、光纤传输及冗余备份系统；
5） 显示控制系统（LED电源、投影机电源光闸及监控）；
6） 原剧场使用的1.5M广播级高清演播系统（改造时重新设计）；
舞台表演区由多达20个形状各异、面积达1，030平方米的LED屏及三道单幅面积达250平方米纱幕投影组成。通过对视频内容预分割、拼接，由HTD服务器提供16个1080p高清视频通道播出（其中一台HTD服务器输出4个通道为主要显示区域提供实时热备份）。
观众区显示由直径达28米穹顶投影、台口两侧高9米弧长5.4米的亚克力背投水幕、9x11米玻璃幕墙投影组成。其中穹顶投影由HTD服务器及自动投影融合校准系统组成，使用8台20，000流明投影机；每个亚克力背投水幕由三台目前世界上最短焦距（0.38：1）8，500流明的投影机垂直融合而成，计6个1，920×1，200高清通道。玻璃幕墙由两台20，000流明投影机完成。
二、高效的系统安全保障
众所周知，一套好的系统工程必须具备高效可靠的安全性能。系统的安全由完善的前期设计及现场工程的专业施工管理来保障。
视频播出服务器按一主一备冗余热备份设计，预留备份服务器数据接口及机柜安装位置，将来升级时只需增加服务器即可。所有输出的高清视频通过具有DVI EDID管理功能的高清视频矩阵，将视频信号分配到演出显示系统及多画面预监系统。LED及投影机信号同样选择具有EDID管理功能DVI光纤传输设备。在设备安装前预设、仿真显示终端的分辨率等信息。此设计的最大好处是，当LED及投影机紧急出现故障如断电、重启时，视频服务器播出系统不会出现停机报错、输出通道错位混乱等。当主播视频服务器出现故障时，快捷的面板键盘操作可及时切换到备播视频服务器的输出。
多画面预监系统提供全部36个实时DVI输入及8个HD-SDI高清视频监控画面。多画面监视系统具备Timecode显示功能、自定义视频通道标签、系统时钟、自定义LOGO；支持分辨率高达2，048×1，080 DVI输入信号及1080i/50/60 HD-SDI数字高清信号。可通过编程设计多画面监视的视频窗体大小、位置、显示比例（4：3、16：9），DVI输出分辨率可调。具有GPI/O接口及各类信息接口并在显示器上提示、报警。醒目的Timecode显示（可调整大小）方便操作人员对系统安全作明确判断，系统有故障时可及时切换到备份播出。
专用供电线路及高达20KVA三相在线式UPS电源为系统安全提供第一道保障，在主控室内，集成全部系统电源的本地及远程控制设计，包括音响系统、视频系统、全部LED显示屏及所有投影机等。投影机供电及光闸控制采用有线、无线中控并存方式，手动进行操作；也可以通过视频服务器设置参数，自动触发投影机的控制。为了确保演出安全，系统采用中控手动方式。
应急预案设计，由于演出时视频显示多达32通道，当某一LED显示屏或投影机出现黑屏、闪屏等故障时，工作人员可在演出中应急使用iPad对故障屏进行降低亮度或黑屏处理，待重启设备或故障排除后即恢复到正常显示。减少显示故障对观众造成的视觉影响。同时利用投影机专用配套监控软件，通过独立的TCP/IP网络交换机连接，工作人员可在演出前或日检、周检时，集中监测投影机的灯泡使用时间信息、各类报警信息等等，及时了解投影机的工作状况；也可以在手动中控系统、服务器自动控制系统失效时，对投影机进行电源、光闸等应急控制，做到全方位的系统安全保障。
三、灵活的视频系统使用模式
此方案还集成原有1.5M广播级高清演播系统，通过视频转换、高清视频路由器与新系统混合，可实现三种不同模式：独立使用新系统、独立使用原系统、混合使用双系统。可根据使用不同场合的不同要求来灵活切换。原系统中高清视频HDSDI信号，如高清摄像机、录像机、MAC PRO工作站等经由1.5Mg高清切换台切换。其输出的PGM/MPGM 两路HD-SDI信号被采集到多媒体服务器HTD中，与其他视频素材混编，实现变化多样的特技实况直播。为了增强灵活性，多媒体服务器HTD播出的视频也可以通过高清视频转换，逆向输入到原高清演播系统，丰富的信号路由及专业的各种标准的数字、模拟视频接口实现灵活的播出方式，满足电视节目直播、转播及各类大型晚会节目录制等需要。系统的三种模式还包括供电形式的自由切换。
四、大型穹顶投影及曲面异形垂直融合
观众区顶部直径达28米穹顶投影，在设计时选用自动投影融合校准系统。这种工具通过激光测量、工业摄像机采样分析，精密计算出穹顶投影区的3D曲面结构，自动处理8台投影机的拼接融合及曲面矫正。该系统作为HTD视频服务器投影融合的补充，在HTD系统中导入其输出的数据，可实现2K-8K超高清穹顶投影显示。
台口两侧高9米、弧长5.4米的亚克力背投水幕也是该剧场的亮点之一。为了减少投影机使用数量，节省投资成本，此次设计选用了6台目前世界上最新发布的镜头焦距最短的高亮度投影机。每侧仅使用3台即可，此款固定超短焦镜头（0.38：1）在国内首次亮相。在仅2.3米的背投空间内，单个投影面积达6×3.8米；在HTD视频服务器设置两组3台投影机垂直融合，单组有效显示分辨率高达1，920×3，172。
渗透于音乐、舞蹈、灯光、道具、东部华侨城大剧院舞台设计、背景造型等环节的艺术理念，以及多媒体手段出神入化的妙用，让整个大剧院都变成五光十色的舞台背景，全方位、多层次、多角度展现出《天禅》天人合一、梦幻神秘之境，带给观众一个震撼人心、立体的舞台效果。在演出过程中，多元化的舞台处理营造出广场艺术和舞台艺术的结合之美，以现代化的舞美语言将中国古老的茶文化与佛教文化相结合，运用国内顶尖的声、光、电、多媒体等现代科技手段演绎神秘的东方文化；其多元立体的表演空间、恢弘震撼的舞台效果、独一无二的主题视角、厚重深邃的思想内涵，给人带来前所未有的震撼。