數字非線性編輯實驗室建設

數字非線性編輯實驗室建設

高等職業(yè)教育的多媒體課程離不開數字視頻媒體的編輯和制作。隨著數字化電視節(jié)目制作技術的成熟，視頻節(jié)目的制作已經初步實現數字化，逐步由線性編輯過度到非線性編輯。多數學校配有專用的數字視頻非線性編輯實驗室。有的在原來模擬線性編輯系統(tǒng)的基礎上改造，有的重新建設，但是由于資金等種種問題大多數是單機非線性編輯系統(tǒng)。單機系統(tǒng)成本較高、允許一次性參與實驗的學生數量有限且不利于資源共享、難于實現多人協(xié)同工作，因此不能在教學中發(fā)揮較好的作用?；谶@種考慮，有必要建設網絡化非線性編輯系統(tǒng)或者對現有單機編輯系統(tǒng)進行網絡化改造，使單機編輯過度到網絡編輯，提高實驗室利用率和使用水平，更好地為教學、科研服務。1非線性編輯實驗室的網絡結構模型1.1有卡站節(jié)目素材的采集組建非線性編輯系統(tǒng)網絡有利于實現網絡化編輯，達到資源共享、多小組分步實驗、協(xié)同工作的目的。網絡編輯的一般工作流程是這樣的：使用有卡工作站把素材采集上載到網絡中，同時生成高低兩種壓縮比的素材（高壓縮比：30:1，低壓縮比：3:1）。高壓縮比素材通過網絡傳送到服務器的共享SCSI硬盤中，供多組學生在無卡工作站進行調用編輯；低壓縮比素材傳送到SCSI硬盤陣列中，以便完成粗編工作的學生到有卡工作站完成節(jié)目的復雜編輯或直接合成下載。這樣就很容易解決了一次多人參加實驗、多小組分步實驗、資源共享、協(xié)同工作等教學需要。1.2網絡結構及組網技術以上介紹的是一般的非線性編輯網絡系統(tǒng)結構，結合現代網絡技術的發(fā)展和網絡化編輯對網絡性能的要求，筆者提出三種不同組網方式的網絡結構。因為在非線性編輯網絡中傳輸的除了一般的文件數據以外大量的是壓縮（高壓縮比、低壓縮比）或不壓縮的復合或分量數字視頻信號及數字音頻信號，所以對網絡性能特別是網絡帶寬要求很高。因此，以下介紹的三種網絡結構所采用的組網技術都是比較先進的。筆者認為非線性編輯網絡要建設就必須從高性能、高要求的角度出發(fā)，低性能的網絡只能帶來低效率的工作和低水平的效益，得不償失。1.2.1節(jié)目素材制作這種結構為Client-Server模式。以服務器為核心，由網絡交換機連接所有工作站形成的二級交換星型拓撲結構。服務器與交換機采用1000M光纖模塊連接，交換機與工作站采用100M超五類模塊連接。為保證數據存儲的安全，系統(tǒng)宜采用雙服務器熱備份技術，網絡存儲器宜采用帶RAID容錯控制器的高速SC-SI硬盤陣列。有卡（視頻采集卡或非線性編輯卡）工作站負責素材采集并上載到網絡中，具體為：高壓縮比素材通過千兆以太網傳送到服務器的共享硬盤中，供各無卡工作站調用進行編輯實驗；低壓縮比的素材通過SCSI電纜傳送到SCSI硬盤陣列中，供有卡工作站讀取較高質量素材完成精編和最終節(jié)目合成下載。特點：這種結構采用千兆以太網技術具有共享系統(tǒng)資源、各工作站之間易于傳遞信息、可實時共享對同一數據文件的操作、易擴展、技術成熟和成本低廉的特點。但是由于網絡帶寬等性能的影響只適合于小型網絡和低質量的視音頻編輯實驗，一旦網絡擴充或數據大量交換時就顯得力不從心，且存在服務器瓶頸問題。1.2.2視頻信號共享平臺fcFC—Ethernet雙網結構，采用光纖做主干，混合千兆以太網進行組網可大大提高網絡性能并有效減少網絡瓶頸問題。有卡工作站采集的低壓縮比、高質量素材可通過光纖骨干網高速傳送到FC硬盤陣列，實現快速上載；高壓縮比、低質量的素材可通過千兆以太網傳送到以太網服務器的共享硬盤中，供無卡工作站調用。各無卡工作站數量可以適當增加，可安排較多組學生進行實驗。實驗時各無卡工作站均可調用服務器的高壓縮比、低質量素材進行粗編、配音，然后形成EDL編輯鏈表存儲在服務器中，節(jié)目合成下載時利用有卡工作站調用EDL編輯鏈表記錄的素材信息和FC硬盤中的高質量素材進行復雜編輯或直接合成下載。特點：這種結構中光纖主干網傳輸速率達到1000Mbps，可提供實時廣播級素材的訪問，以太網提供低質量素材的傳輸和系統(tǒng)管理。各工作站之間并不需要進行大量的視頻、音頻數據傳遞，可直接使用共享存儲器中的視頻、音頻數據完成各自不同的工作?？筛鶕﨓DL編輯鏈表自動從FC硬盤陣列中通過各自相應的存儲路徑，形成高質量的節(jié)目。網絡規(guī)?？梢暂^大，工作效率較高。具有較高的性能價格比。1.2.3fc—FC—SAN結構網絡這種結構的網絡采用FC交換機直接把工作站與FC高速硬盤相連接。利用光纖技術構建的SAN(StorageAreaNetwork）網絡取消服務器，設置文件管理工作站對系統(tǒng)進行監(jiān)控和管理。處在SAN網絡上的所有設備都是平等的，而不是Client--Server方式，各工作站可通過FC交換機直接訪問FC硬盤陣列。特點：網絡整體傳輸帶寬大：單通道可以提供100M速度傳輸帶寬至少為266Mbps，最大可達到4Gbps，傳輸距離超過10公里。由于高帶寬，避免了服務器方式的瓶頸效應，任一工作站都能以最快的速度訪問FC硬盤陣列得到素材，就好象使用本地硬盤。除了高帶寬的特點，FC--SAN網絡還具有大容量和可靠性高等優(yōu)勢。缺點是成本太高。1.3fc-ethennet的雙網混合網絡組裝模式根據本單位實際情況選擇需要的網絡結構模式進行組網。筆者建議采用FC--Ethernet雙網混合結構的網絡模式進行組網。因為這種結構的網絡性能價格比較高，能滿足現階段實驗教學的需要和高質量電視教材以及對外交流節(jié)目制作的需要，且容易擴充和改造。2非線性編輯實驗室網絡建設2.1設備和軟件的選擇2.1.1網模技術平臺設備選型服務器主要進行素材管理和網絡權限等管理，應采用2臺服務器做雙機熱備份，保證數據的安全性。根據目前的主流配置和性能價格比的要求可以配置P42.0G雙CPU、512MBRAM、40GB系統(tǒng)硬盤、17寸彩顯、2*72GBSCSI視頻硬盤、G44064M顯卡和1000M以太網卡。(2）千兆以太網交換機主要用于將各種網絡設備的連接，千兆端口與服務器相連，百兆端口與工作站相連。千兆以太網交換機產品較多且成熟，只需根據個人經驗選擇性能價格比較高的產品即可。(3）有卡工作站一般需要1-2臺有卡工作站，主要用于視頻、音頻素材采集、高質量節(jié)目精編和合成。視頻采集卡一般應提供復合、Y/C、YUV模擬分量和DV數字分量接口。根據筆者的實踐經驗，宜采用品尼高或CANOPUS、MATROX等公司的板卡。工作站最低配置為：P42.0雙CPU、512MBDDRRAM、80GB系統(tǒng)硬盤、72GBSCSI視頻硬盤、17寸彩顯、專業(yè)聲卡（如CreativeSBLive5.1聲道）、G440顯卡、100M網卡和實時三維特技卡。(4）無卡工作站無卡工作站通過以太網交換機連接到以太網中。主要用于學生進行非線性編輯實驗，要求能完成實時A/B卷編輯、實時特技和實時字幕。最低配置為：P42.4、512MBRAM、40GB系統(tǒng)硬盤、17寸彩顯、專業(yè)聲卡（如CreativeSBLive5.1聲道）、G440顯卡、100M網卡。(5)SCSI硬盤陣列SCSI硬盤陣列需要連續(xù)實時讀寫高碼率的視頻數據，以實現節(jié)目制作數字化和高質量視頻素材的集中存儲和實時共享。為確保系統(tǒng)穩(wěn)定和數據安全，需采用RAID3容錯技術的SCSI硬盤陣列。為達到大容量和高速存取，至少選擇720GB容量（大約存儲30小時的高質量素材）、讀寫帶寬60MB/S的SCSI硬盤陣列。2.1.2fc系統(tǒng)和fc網絡協(xié)議FC交換機的主流產品有Brocade公司的Silkworm和Ancor公司的GigWorksMKII。個人認為Brocade公司的Silkworm性能價格比較高。(2)FC硬盤陣列FC硬盤陣列的主流廠商有：Clariion、Boxhill、Mylex等，其中Clariion公司的FC5300和Mylex公司的EDI6000具有較高市場占有率。推薦選擇EDI6000，因為其讀寫率較高、能同時支持的站點較多。(3)FC網卡HP、JNI、Emulex、Symbios等廠商的產品比較優(yōu)秀，其中Emulex的產品具有多平臺兼容性和性能高的特點。(4)FC網絡管理軟件推薦使用Mercury公司的SANergy產品，該產品使用文件共享技術，允許多用戶同時讀寫，支持大文件和持續(xù)傳輸，支持WindowsNT文件系統(tǒng)和存取權限，并具有硬件無關性特點。2.1.3非線性編輯軟件的使用(1）網絡操作系統(tǒng)應采用通用性較強的WindowsNTserver，素材數據庫管理采用SQLSERVER7.0。(2）非線性編輯軟件采用Adobe公司的PremiereRT5.1或AfterEffects5.0或國內視頻公司開發(fā)的非線性編輯軟件。(3）三維動畫軟件可采用Autodesk公司的3DStudioMAX。2.2網絡設備的安裝2.2.1如果選擇了基于網絡的類型的網絡，它們通常很小，可以組織施工如果是其它兩種類型網絡，一般較復雜，特別是光纖的施工難度較大，需要專用工具才能施工，就必須聘請專業(yè)公司安裝。2.2.2電源等電氣性能由于非線性編輯實驗室內設備種類多，各種信號源多，傳輸各種信號的電纜復雜，對電源等電氣性能要求高。所以不管是大型的網絡或者小型網絡都應該嚴格按照計算機網絡建設的工業(yè)標準（如EIA/TIA569規(guī)范標準）施工，并且要注意接地要求和線路的屏蔽