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第50章 数字电视传播(2)

(1)节目制作方式

电视台进行节目制作主要有三种方式:ENG(电子新闻采集)、EFP(电子现场制作)和ESP(电子演播室制作)。

ENG制作方式使用便携式的摄像、录像设备来采集电视新闻。在20世纪70年代之前,世界上所有的电视新闻都是用16毫米的电影摄影机制作的。但是,这样做花费大,工序复杂,不能适应新闻采访运动性、灵活性的要求,而且还导致了胶片洗印工业带来的污染问题。因此,便携式的摄录设备一经发明,便立即被广泛应用于电视新闻采集中来。

ENG方式接近电影的制作方式,需要在电子编辑设备上进行剪辑。ENG与微波通信、卫星通信技术相结合,就形成了新一代的卫星新闻采集系统SNG。SNG以卫星通信系统作为传输平台,电视台或其他新闻传媒机构在新闻现场所采集到的视音频信号,通过SNG系统处理后,发射到同步通信卫星再转送回电视台或新闻机构总部直接转播或编辑后播出,大大提高了电视新闻的时效性。数字技术应用于SNG后,就出现了DSNG。

EFP是适用于“野外”(台外)作业的电视节目制作方式,它包括三台以上的摄像机、一台以上的视频切换台、一个音响操作台及灯光、话筒等其他辅助设备。简单地说,电子现场制作,就是多台摄像机同步拍摄,各台摄像机之间的信号通过切换台合成在一起,从而形成一个节目。由于摄录过程与事件发生发展是同步进行的,所以观看者会有身临其境的感觉,这是EFP方式最突出的优点。现场录制,现场切换,使节目制作的工艺大大简化,但同时也对摄制整体的协调一致提出了更高要求,需要导演和全体现场操作人员密切配合。

ESP方式即“电子演播室制作”。由于演播室在设计和建造时就充分考虑了节目录制、播出的技术要求,因此,它通常具有高保真的音响效果,完备的灯光照明系统和自动化调光系统,布景中心、录制设备和控制设备也很完善。另外,在演播室中可以使用质量最好的固定式摄像系统,如高清晰度、数字化的广播级摄像系统,也可以应用高级多功能的特技切换系统等等。总之,ESP制作方式技术质量高、特技手段丰富,是一种较为理想的制作方式。ESP方式既可以先拍摄录制,后编辑配音,也可以多机同时拍摄并通过切换台即时切换播出,综合了ENG和EFP两种方式的优点。

(2)基本电视节目制作系统

不管哪种节目制作方式,所使用的电视节目制作系统都主要包括视频系统、音频系统和照明系统等。

视频系统包括摄像机、录像机、编辑系统、切换台、特技台、虚拟演播室等。

摄像机是电视信号的采集设备,其基本功能是将镜头投射进来的光学图像转换成电子信号——视频信号。它的转换装置目前主要使用CCD(电荷耦合器)。

摄像机的种类很多,另外还有许多辅助设备,如减震器、三脚架等,此处不再赘述。

录像机的功能是把视频信号和音频信号记录在存储介质(如磁带、光盘、半导体存储卡等)上,并在需要时进行回放。

摄像机拍摄的影像素材必须经过编辑系统才能形成完整的电视节目。每一部电视作品都是由若干个电视画面组合而成的,这些不同内容的画面通过编辑系统的合理组接,构成一个个完整的蒙太奇段落。编辑系统主要分为线性编辑系统和非线性编辑系统两种。

切换台是编辑系统的重要组成部分。利用切换台,可以实现从几路输入信号中选择合适的视频素材;在两路视频素材之间进行基础切换;生成或检索某些特技,如切分画面等。

特技台主要用来获取摄像机无法直接拍摄到的特殊画面。切换台和特技台的功能经常集中于一台设备上,即特技切换台。同时,一些非电子特技——光学特技和机械特技等的应用,也使后期制作更简单、高效。

音频系统包括声音接收装置、音频信号传输装置、音频信号编辑处理装置、音频录制、声音监听、扬声器等。调音台是音频系统的核心,它的好坏直接影响到输出声音质量的优劣。

照明系统由照明灯具和照明控制设备等组成,是进行电视节目制作、实现画面艺术造型的重要系统,如为摄像机提供充足的光线,使拍摄的画面达到技术要求;用光线完成画面的艺术造型,突出强调主要场景和主要人物;给事件营造一个总体氛围,再现环境气氛与时间概念,等等。

6.节目发送与传输之地面电视传播技术

电视台制作播出的节目信号,经过专用线路传送到地面发射台。发射台的主要构成部分是发射塔,发射塔下面是发射机房,顶端装有发射天线。发射机对电视信号进行调制,通过发射天线将信号变成无线电波(超短波和微波)向周围辐射。在无线电波辐射区域,可以用接收天线和接收机将电磁波转换成视、音频信号,并通过扬声器和显示器还原成声音和图像,就可以看到电视节目了。

超短波和微波有直线传播的特点,传播距离很短,一般只有几十公里,而地球是圆形的,根据几何知识可以知道,当发射天线和接收天线间的连线与地球表面相切时,超短波和微波的传输距离最大。因此电视台一般都建很高的发射塔(如上海东方明珠电视塔),把发射天线安装在发射塔的顶端,进行大功率辐射,以实现远距离的传输或大面积的覆盖。发射天线的高度越高、发射功率越大,覆盖面积也越大。另外,还要在地势比较高的地方(如山顶)设立中继站接力传输,以此来扩大电视台的覆盖范围。

但是,四五百米的电视塔高不过天上的卫星,所以比起卫星电视,地面电视的覆盖面还是很有限的。另外,地面电视每增加一套节目就要增加一套发射、接收设备,而且相邻频道、相邻电视台之间可能存在相互干扰,限制了频道的增加。而有线电视的电缆、光缆可一次传输几十套甚至更多电视节目,并可以采用邻频技术增加频道数。

尽管与卫星电视、有线电视相比,地面电视有诸多不足,但电视传播毕竟是从地面电视开始的,各国对地面电视都制定了免费收看的政策,这就意味着中低收入的居民可以不用缴纳收视费就可以收看电视节目。

7.节目发送与传输之卫星电视传播技术

卫视即是卫星电视。卫星电视传播系统主要由广播卫星、上行地球站、地球接收站、测控站组成。

电视台或电视中心将节目信号按需要加以处理后传送至上行地球站。上行地球站将传来的节目信号,经过调频、上变频和高功率放大等处理后,通过定向天线向广播卫星发送。同时它也接收卫星下行转发的微弱的电视信号,主要是为了检测卫星广播的质量。前一种信号称为上行信号,后一种称为下行信号。上行站有两种,一种是固定上行站,另一种是移动上行站。固定上行站是主要的广播卫星上行站,一般规模较大,功能较全。移动上行站通常为车载式或组装型设备,功能较单一,常用于特定活动或特定地区的现场直播或节目传送。

广播卫星是卫星电视系统的核心部分,上面装有转发器,转发器将接收到的上行信号变频为下行信号,经功率放大后由卫星上的天线发射到地球接收站。

地球接收站通过天线接收到下行信号,再对信号进行变频、放大、解码、解扰等一系列处理,最后把信号送入电视机。根据应用的不同,接收站可分为集体接收站和个体接收站。集体接收站通常具备大口径的接收天线和高质量的接收设备,接收到的信号可送入共用天线电视系统,供集体用户收看,也可以作为节目源,供当地电视台或差转台进行地面无线广播,还可以输入到当地有线电视系统(CATV)前端,并通过光缆和电缆分配到各个用户。个体接收站用小型天线和简易接收设备进行接收。测控站的任务简单来说就是对广播卫星进行测量和控制。

8.节目发送与传输之有线电视传播技术

有线电视(CATV)是利用同轴电缆、光缆等介质进行传输,通过一定的分配或交换网络,提供多套电视节目及各种信息服务的网络系统。有线电视系统一般由五个部分组成:信号源端、前端、传输系统、用户分配网及终端。

有线电视的节目信号可以来自卫星地面站、微波站、电缆电视网、无线接收天线、电视转播车、演播室、摄录像机、计算机等。

前端位于信号源和传输系统之间,它的作用是把信号源送来的多路信号进行变频、放大等处理,然后在混合器里将它们复合成一路信号,以便用一条线路传输。前端设备一般可分为四个部分:信号输入部分、信号处理部分、信号输出部分和系统管理部分。系统管理部分主要完成用户信息管理和计费工作,以及影视材料的管理和安全保密等工作。

传输系统由干线传输和用户分配网络等部分组成。干线传输系统包括各种类型的干线放大器和干线电缆,对于光纤干线传输通道,还有光发射器、光接收器,以实现电光、光电转换。目前我国的有线电视传输系统主要采用光纤/同轴电缆混合网络(HFC)。HFC网是一个双向传输网,传输干线采用光纤传输,而支线和用户分配网采用同轴电缆,与全部使用同轴电缆的系统相比,它有更高的带宽,更易于发展交互电视。

终端是连接到千家万户的用户端口,在传统的模拟系统中它直接与电视机相连,供用户收看模拟电视节目,在现代数字系统中终端要通过机顶盒连接到电视机,以便收看数字节目。如果它装有电缆调制解调器,还可以与计算机相连,实现因特网接入、IP电话等双向通信业务。

有线电视系统是一个独立、封闭的系统,不会与其他通信业务发生干扰,所以,它可以用无线电视广播所不能使用的频段作为自己的增补频道,同时,它还利用邻频传输技术来增加节目量。所谓邻频传输是相对于隔频传输而言的,简单地说,隔频传输就是每隔一个频道安排一套节目;而邻频传输则是每个频道都安排一套节目,中间没有空隙。这种技术无疑可以有效地利用频道资源,增加传输的节目套数,但也容易造成相邻频道间的相互干扰,所以还要在有线电视前端采取一些相关的技术。

9.节目发送与传输之彩色电视接收机的基本原理

电视信号在传输过程中随着距离的增大而衰减,还可能混入一些干扰信号,因此,彩色电视接收机从有线或天线接收到微弱的电视信号后,首先要对它进行放大,然后混频检波,滤掉高频载波,解调出复合全电视信号。随后从全电视信号中分离出伴音信号和视频信号。其中音频信号经音频电路处理后送扬声器输出;视频信号经视频放大、亮度色度信号分离,然后进一步把色度信号分解为红色差信号和蓝色差信号,最后再转换成RGB三基色信号后送到显示装置。

彩色电视机的显像过程就是电光转换过程,这是在显示装置上完成的,其工作原理与显示材料及结构有关。目前用于电光转换的显示器件主要有阴极射线管(CRT)显示器、液晶显示器(LCD)、等离子显示器(PDP)等。

(1)CRT显示器

阴极射线管(CRT)显示技术的基本原理是荧光粉在电子束的撞击下能发出一定强度的光。彩色CRT利用相加混色原理以及人眼对空间细节分辨能力低的特点来显示彩色图像。只要将红绿蓝三色一组的荧光粉颗粒均匀排列在显示屏上,再由RGB电信号控制三个电子枪发射出不同强度的电子束同时撞击每一组的三色荧光粉颗粒,就可以发出不同强度的红绿蓝三色光。由于每一组的三色荧光粉颗粒都非常小,而且距离很近,所以在一定距离观看时,每一组的三色荧光粉颗粒对视觉产生的印象并不是三种独立的颜色,而是这三种颜色的混合色,混合后的颜色由三色荧光粉颗粒的光强之比决定。

另一方面,在CRT显示器内偏转磁场(由发送端传送的同步信号产生)的控制下,电子束从上到下一行一行地扫描整个荧光屏,扫描过程与摄像时完全同步,行场扫描逆程期间由消隐信号控制电子枪不发射电子束。于是,不同时刻的RGB信号转换成荧光屏上不同位置的颜色,在完成时间—空间转换的同时,实现了电光转换——将电子信号在屏幕上变成了光学图像。

在这一电光转换过程中,一幅图像并不是同时出现在屏幕上的,而是一点一点出现的,但由于人眼的视觉暂留特性及发光材料的余晖效应,只要扫描速度足够快,则屏幕上依次出现的亮点就会在人的视觉上融合为一幅完整的画面。

(2)液晶(LCD)显示器

液晶是一种介于固体和液体之间的物质,其奇妙之处是加上不同的工作电压,可以改变其分子结构,从而控制光线的通过量。液晶本身并不会发光,因此所有的液晶显示器都需要背光照明,背光灯管在液晶显示器打开的同时就一直被点亮。

为了控制透光率,液晶单元被放在两片偏振玻璃片之间,而只有一定角度的光线才能透过偏振玻璃,液晶显示器的前后两片偏振玻璃透光角度是互相垂直的,也就是说,背光光线不可能同时透过两块玻璃。但是,当两片玻璃中间存在液晶时就不同了,当液晶单元被加上电压之后,背光光线会被液晶单元的特殊分子结构扭曲,从而改变角度,透过前面的偏振玻璃被人们看到。随着电视信号的变化,加在近百万液晶单元上的电压各不相同,光线扭曲角度也各不相同,液晶显示器屏幕上就出现了亮和暗的丰富变化,形成图像。

在彩色LCD面板中,每一个像素都是由三个液晶单元格构成,其中每一个单元格前面都分别有红色、绿色或蓝色的过滤器。这样,通过不同单元格的光线就可以在屏幕上呈现出不同的色彩。

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