avid存儲

❶ 愛對軌的審聽如何生成預覽音頻

本文由《廣播與電視技術》雜志獨家授權。本文刊發於2020年第2期。
作者：
龐博 （中央廣播電視總台）
【摘 要】
隨著4K技術的全面應用，中央廣播電視總台4K超高清頻道開播，對於4K後期製作需求快速增加，網路化的超高清製作島必然成為發展趨勢，4K後期製作全面融入全台文件化制播流程體系中。本文以超高清製作島3為例從系統 架構、素材管理、後期製作及調色流程、4K製作島特點等，多角度、全方位介紹網路化超高清製作島的優勢。
【關鍵詞】
4K超高清，超高清製作島，網路化製作，AVID Nexis存儲，BaseLight校色
0 引言
2019年是總台著力實現「4K+5G+AI」智能化媒體轉型升級的關鍵之年，隨著4K超高清頻道的播出運行，對於4K後期製作系統需求高速增長，對於超高清製作島的設計也帶來了新的挑戰，既要滿足大數據量的吞吐，也要保障系統穩定運行，還要融入網路多元化的使用需求，使用新的設計思路、新的超高清節目質量標准、新的系統架構，這樣才能充分滿足超高清HDR電視製作的需求，通過更寬的動態范圍、更大的色彩空間，更高的幀速率，讓4K節目給觀眾帶來全新的沉浸式電視觀看體驗。
1 系統架構
1.1超高清製作島3規模
超高清製作島3設備配備：18台AVID 4K非編工作站，2台BaseLight調色工作站，1台音頻工作站（與音頻島交互、配音、環繞聲審聽），配套文本工作站1台（外來文件傳輸、殺毒）、上載工作站2台（素材上載收錄介質高速導入）、網管工作站2台（系統管理、業務管理），2台交換存儲、2台H.265轉碼伺服器、3台傳輸轉碼伺服器、2台島間遷移伺服器（如圖1所示） 。
核心存儲為12座AVID Nexis存儲、1台SDA（存儲管理伺服器），每個存儲節點具備20塊10TB SATA媒體存儲磁碟，單節點具備200TB裸容量。每存儲節點達到800MB/s有效視頻編輯帶寬，存儲容量及帶寬支持線性增長。總體有效存儲節點有12個，總帶寬達到9.6GB/s，總體裸容量共2.4PB，滿足DNxHR HQX + XAVC雙編碼工作。
1.2核心存儲硬體安全性、進島素材雙備份
雙控制器SDA存儲管理伺服器，冗餘的存儲控制器模塊，控制器支持所有的 Enterprise Engine（多種企業級存儲），可以增加Adds System Director （添加系統控制器）的冗餘性能，支持隨時調整並優化各工作空間（Workspace）的容量及性能。
Nexis E4存儲引擎，配備主備雙控制器，自動切換備用控制器。4路電源同時供電最多可以停用兩個，讓島內數據獲得最大程度上的保護。
NEXIS E4存儲引擎中每座磁碟陣列包含2塊熱備盤，2塊加速SSD或元數據存儲SSD，單個Media Pack 10塊盤，RAID 6模式，系統硬碟每組 2 塊，用於存儲System Director 的 Metadata（元數據），有效容量為8塊盤，24個Media Pack有效容量：1920TB，每組 Media Pack 提供 400MB/s 讀寫帶寬，每組E4包含2組 Media Pack，800MB/s，單套Nexis支持64個Media Pack，12組E4，有效帶寬9.6GB/s，實時性達到5軌編輯及共享時間線，18台非編工作站點共享編輯模式，滿足XAVC編碼的最大並發。共享存儲優勢：集中上載，素材、時間線共享製作；多機器協同作業提高生產效率，專業存儲，素材安全可靠。
非編客戶端雙10Gb接入，比單路帶寬速度更快，實現負載均衡高安全，支持高碼率DNxHR在線編輯製作，可製作高質量精品節，40Gb/100Gb互聯與上下行（如圖2所示），演播室素材落地到交換存儲，轉碼伺服器調用文件轉碼至核心存儲，交換存儲中素材起到雙素材備份的作用，數據流磁帶庫網管手動備份，達到數據安全多重保障。
1.3與演播室交互
超高清製作島3與800m2演播室EVS收錄伺服器連接傳輸，採用文件級交互（如圖3所示），能夠達到4路4K文件超實時傳輸，最高達到四進程1.2倍速，單進程3.5倍速。（舉例：4段1個小時的4K XAVC文件用時01：05：00：00可以編輯），後續會經EMK（新升級的企業管理匯流排）陸續增加新的4K演播室連接。
1.4音頻合署工作流程優勢
超高清製作島3核心存儲中劃分部分空間與現址音頻島共享，使用輸出的AAF文件，為音頻島提供參考視頻畫面和帶有所有剪輯點的音頻編輯線，音頻島通過島間交互流程，提供分軌成品音頻文件並攜帶音頻技審信息，寫入超3核心存儲 （如圖4所示），節省了原有拷貝視音頻文件人力傳送的方式所帶來的耗時，由於能夠識別編輯點，方便了音頻島對剪輯後的音頻再次編輯，回島後可使用音頻工作站環繞聲環境對成品文件進行監聽。Avid Media Composer與protools源於同一個公司，耦合性更高。
1.5調色不止有DaVinci還有BaseLight 校色系統
BaseLight作為頂級專業調色系統在電影調色中有很好的口碑，能夠提升節目畫面的震撼，渲染鏡頭情緒中的美感，BaseLight具有更強的創造力，簡化了復雜的調色與效果製作過程，為影視後期調色提供了智能高效的解決方案。成功案例如：國外的《黑豹》、《紙牌屋》、《瘋狂麥克斯·狂暴之路》，國內的《痞子英雄》、《三生三世十里桃花》、《睡在我上鋪的兄弟》，北京電影學院、中影製作基地、索尼影視學院都使用該校色系統。
基於BaseLight TWO高端校色方式，可以准確的轉換不同的色彩空間，對色域和動態范圍不會有功能上的局限性，實際工作中超3島AVID工作站輸出AAF文件，由BaseLight TWO工作站在核心存儲中調用，可以進行色彩空間轉換、伽瑪曲線轉換、調色、摳像、跟蹤等操作，調色完成後繼續使用AAF文件發回至AVID MC進行渲染和打包輸出 （如圖5所示），好處是不佔用BaseLight TWO工作站進行渲染提高工作效率。如果在BaseLight TWO中只校色不修改鏡頭也可以使用BLG免渲染工作流方式，校色原數據文件交互，媒體文件不需要復制，直接引用。
BaseLight與MC交互的調色信息包括：無限調色層、遮罩、跟蹤、關鍵幀和TrueLight色彩管理等。BLG文件包含：帶有和不帶有調色效果的參考畫面，以OpenEXR的格式存儲。在超3島還可以選擇具備基於BaseLight插件快速校色方式，BaseLight Editions for Avid調色插件，專為4K HDR開發的圖像轉換調色工具，可以在AVID剪輯系統中使用BaseLight調色工具和色彩管理系統，精確控制明暗細節和色彩范圍，通過插件可對BLG調色信息進行簡單調整，無需返回調色工作站再修改，高質量編碼，同時多亮度版本輸出。當節目無需復雜調色環節時，也可以直接使用插件在AVID工作站上完成調色。
1.6 4K審看環境
超高清製作島3 4K環繞聲審片室，配備SONY 4K HDR OLED77英寸電視，採用有機電激光顯示（OLED，Organic Light-Emitting Diode）屏幕，具備自發光，不需背光源、對比度高、色彩鮮艷、厚度薄、視角廣、反應速度快，支持HDR高動態范圍HLG標准，配備Genelec真力5.1環繞聲監聽環境，可直接播放島內編輯工程，實時標記問題，支持多格式審看。
1.7超高清製作島3節目現狀
《科技盛典》：新址E01錄像後通過新奧特收錄伺服器寫入到SSD硬碟，通過上載工作站promiss磁碟箱上載至核心存儲，通過AVID軟體合並為視音頻分離文件並進行整理素材，部分音頻錄制在高清文件，文件通過網關傳輸至超3，科技盛典節目素材分為綵排素材和錄像素材，6訊道畫面，1路斯坦尼康，編輯時4位導演共享合作編輯，1台工作站最終合成，台外小片和節目包裝，在套用709LUT的基礎上使用BaseLight Editions for Avid調色插件調整顏色，音頻方面帶環繞聲剪輯附加8軌單獨聲音編輯，精編後和現址音頻島進行交互，同時使用BaseLight Editions for Avid調色插件對整體畫面進行補充調色，審片通過後，經超3正常4K入庫流程播出和無包裝成片素材入庫。
《4K春晚重播》：4K春晚文件包括，一軌主切，一軌CLEAN，演播室傳輸視頻編碼為XAVC的MXF（OP-1a）文件，至島間遷移伺服器，再經轉碼伺服器分離為單獨的視音頻文件（OP-Atom），寫入文件至AvidNexis存儲，編輯人員應從TurboWhere軟體中調用素材。鏡頭編輯與高清重播一致，5段時長一致，由於在4K在線包裝與高清在線包裝有所不同，為節省製作時間提前准備4K包裝製作好並放入編輯線，編輯時直接調用，由於音頻為環繞聲，由現址音頻島單獨製作掌聲，再由超3進行聲音的編輯。還包括無包裝成片素材入庫流程。《4K元宵晚會》：元宵晚會也是由800m2演播室傳送，4K下變換給高清版本，提前錄制插播節目並進行編輯，與高清版本保持一致性，由於高清版編輯鏡頭不夠，用還使用了一些4K下變換的鏡頭，同時也用到了音頻合署製作流程，還有節目包裝色域調整，超3島內製作片尾字幕，傳送無包裝成片素材入庫。
《向幸福出發》和《一起音樂吧》類型相似的綜藝節目，都是800m2演播室錄像，主體為訪談、表演+唱歌，進行正常節目內容編輯、上包裝、字幕、插外來視頻或照片，由於需要與音頻島交互，需要注意音頻環繞聲編輯，有高清上變換需求，節目包裝需要套LUT曲線加BaseLight Editions for Avid調色插件。
2 素材管理
2.1素材來源
A演播室（編碼為XAVC Class300的MXF文件）、B主流ENG（SONY攝像機XAVC Class 300MXF、阿萊攝像機4K ProRes MOV、松下攝像機AVC-ULTRA MXF）、C便攜外拍設備如大疆H.264 MOV、goproH.264 MP4，D外來小片文件格式標准，參照中央廣播電視總台4K超高清電視節目制播技術規范（如表1所示）。
2.2色彩空間及伽馬曲線管理
超高清製作島3能夠識別多種輸入文件色彩元數據，目前主流ENG攝像機，包括 SONY、松下、ARRI，演播室攝像機SONY和池上，在編輯時時間線支持多種色彩空間和Gamma曲線，也可以對每一個鏡頭自動或手動進行LUT校正，支持主流廠商的LUT（如圖6所示）。
2.3硬體上/下變換 SONY HDRC-4000優勢
SONY HDRC-4000硬體HDR製作轉換器，用於HDR和SDR同步製作，可以對色彩空間和解析度進行轉換，ITU-R709和ITU-R BT2020之間雙向轉換，3840×2160和 1920×1080之間雙向轉換， HDR/SDR 之間轉換，即HLG->BT709（如圖7所示），可以實現HDR和SDR節目的同步監看，效果與媒資4K下變換畫面質量相似。
2.4上載介質
Promise Pegasus3 R8 Raid系統：可以支持演播室收錄SSD硬碟普通的SATA或SAS硬碟，實現單盤到系統的自動載入，素材的高性能上載。
SxS Pro讀卡器：可以支持SONY F5/F55 攝像機的SxS存儲卡，素材讀取速度不低於400MB/s。Cfast 2.0讀卡器：可以支持Arri系列攝像機，Thunderbolt 3或USB 3.0/3.1介面，介面可直接供電，素材讀取速度不低於400MB/s。
P2/P2 Express讀卡器：可以支持Panasonic系列攝像機，提供P2 Express卡到P2卡適配器，素材讀取速度不低於200MB/s。
3 後期製作及調色流程介紹
3.1超高清製作島3標准流程介紹
演播室通過網關方式向超3推送4K素材，轉碼執行器自動轉封裝，遷入到TurboWhere中，技術人員通過TurboWhere調取素材開始編輯，編輯過程中如有其它格式的素材可通過非編軟體對不同來源的節目素材進行手動指定LUT並校正顏色，從而達到節目整體色域空間的一致性，編輯完成後提交內審，確定節目內容無修改後，使用BaseLight Editions for Avid插件按照播出標准對節目指標進行調整，生成AAf文件通過音頻合署的方式與音頻島交互，編輯好的音頻文件與視頻合並生成播出文件，提交入庫流程，系統後台自動完成轉封裝，並提交UQC進行自動技審，UQC返回結果通知後，打開TurboAudit軟體，有技審資格的技術員對高碼文件和UQC結果進行技審，並檢查技審單，確認無誤後提交入庫（如圖8所示）。
3.2直播類製作流程
以4K春晚重播為例，800m2演播室通過EVS直連方式與超3傳送4K文件，經轉碼伺服器轉封裝至核心存儲，在H204 AVID 4K工作站進行編輯製作，字幕通過高清字幕工程轉換為4K字幕直接導入使用，流程採用內審現場審片方式，入庫採用自由分段流程（每段可不固定時長，但不超1小時）。
3.3外拍小片製作流程及BaseLight調色流程
以4K春晚精編為例，素材通過移動硬碟上載到核心存儲，在AVID中進行合並轉碼後編輯，或link使用素材保留原始色域/gamma信息，在非編工作站製作完成後可生成AAF文件，BaseLight調色工作站可調用該AAF文件進行高端校色，校色完成後調色工作站將重新生成攜帶調色信息的AAF文件返還給非編工作站，非編工作站將返還的AAF文件進行播出文件製作。
3.4節目包裝素材色域轉換
節目包裝素材包括：片頭、宣傳片、人名條、角標、塊字幕、導視窗等，使用BaseLight Editions for Avid調色插件可以在插件內部制定色彩空間並進行轉換，通過Video grade視頻調色工具進行一級調色，以監視器為准讓包裝素材還原正確的色彩顯示。
4 網路化超高清製作島特點
4.1 4K文件配備的大容量中央存儲容量
XAVC 4K IntraCBG Class 300 MXF文件每小時佔用磁碟空間230GB（高清DNxHD 120 每小時54GB），超高清製作島3核心存儲有效容量：1920TB，平均每工作站96TB，可以存儲320多個小時素材。
4.2採用光纖連接和頂配工作站
超高清製作島3全部採用10GB光纖連接，每個站點讀寫帶寬700MB左右，單軌4K視頻軌道佔用帶寬75MB，受限於計算機性能瓶頸實時性達到5軌（選用AVID官方推薦的最佳性能配置），內審低碼3倍速（1小時成片20分鍾完成），轉封裝5倍速（1小時成片12分鍾完成）。
4.3 網路化4K播出傳送流程
以一起音樂吧為例：60分鍾節目時長，從提交入庫流程開始①轉低碼（耗時20分鍾）、②送審片系統（耗時2分鍾）、③等待主任內審（需另行計算）、④環繞聲製作時間（需另行計算）、⑤通過後提交入媒資流程轉封裝（耗時12分鍾）、⑥UQC質檢 （耗時1小時）、⑦播出文件人工檢查 （耗時2小時，視頻、環繞聲、立體聲檢查）、⑧技審單檢查（耗時10分鍾）、⑨確認後文件遷移至媒資 （耗時8分鍾），共計耗時232分鍾 （不包括另計時間）。基本上和高清環繞聲播出流程耗時持平。
4.4 BaseLight TWO調色系統優勢
實時性，硬體性能強大，BaseLight TWO調色完成後可以實時播放，不會出現像Davinci調4K文件時播放卡頓的現象或渲染文件丟失的情況。
AAF文件的交互性好，帶編輯點交互能夠為節目製作節省很多的時間，Davinci輸出的AAF文件AVID是無法識別的。也可以使用BLG文件攜帶校色信息實現免渲染工作流程。
BaseLight有自己獨立的Turelight色彩管理（無損失），使用T-log伽馬曲線有更高的動態范圍，E-Gamut色彩空間有更廣的色域范圍。
4.5成品多模式發布流程
超高清製作島3通過傳輸轉碼伺服器和H.265轉碼伺服器可對成品文件進行多模式發布流程，支持對審片系統、媒資與播出、融合媒體等多格式的轉換。
5 結束語
4K技術作為時代進步的趨勢，發展及應用前景廣闊，這次網路化4K超高清製作島的建設，充分吸收高清製作島的經驗，結合台內上下游各系統的業務規則，本著多元化的設計理念，充分利用行業內新標准、新技術、新規范，打造全流程網路化、數字化的超高清後期製作系統，為電視製作行業勾勒出未來的絢爛美景。
作者簡介
龐博，男，1979年7月生，北京航空航天大學軟體工程碩士、中央電視台技術製作中心視頻製作高級工程師、連續15年參加《春節聯歡晚會》後期製作，製作的大型晚會：《春節歌舞晚會》、《元旦晚會》、《五一晚會》、《60年國慶晚會》、《六一晚會》、《七一晚會》、《八一晚會》、《心連心》、《G20峰會》、《亞洲文化嘉年華》、《道德力量晚會》、《雙擁晚會》、《文聯春晚》、《中俄藝術家大連歡》等，紀錄片：《東方主戰場》、《故宮》、《再說長江》、《香港十年》、《大三峽》等,欄目: 《中華民族》、《歡樂中國行》、《綜藝盛典》、《我愛滿堂彩》、《CCTV音樂廳》、《智慧樹周末版》等。
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