2017年央视春晚大屏幕系统的实施方案

从1983年起，中国中央电视台开始举办第*届春节联欢晚会（央视春晚），无论是舞美机械还是视觉呈现，每年都力求突破、创新。2017年央视春晚新引入的VR全景直播和全媒体互动，更加体现了技术和艺术相融合的全新时代特点，新奇技术的应用尝试，制造出更加绚丽华美的舞台效果。本文仅就屏幕系统的改造方案，从大屏幕的设置、LED屏的选择、播出系统的设计进行详细分析，总结出大屏幕播放的一些经验。

1  屏幕设置的基本情况

自1998年至2017年，央视春晚一直在复兴路办公区一号演播大厅举 办。根据节俭办晚会的精神，2017年央视春晚尽量沿用往年的设施。其主 体结构基本建立在2012年改造完成后的舞台基础之上，增设包括顶部的几 组带有可编程升降功能的环形屏幕和柱形屏幕等设备。

现在LED大屏幕的使用越来越多，电视文艺节目舞台最炫目的当属 各式各样的LED显示屏，笔者认为这与LED显示技术、显示设备的水平和 成熟度越来越高、优势明显分不开。LED显示屏功耗低，可靠性高，发热 量小，寿命长达近200 000小时；可视角度大，方便人们欣赏节目；更有 接近ns级响应速度的优势；主机数据接口丰富，可同时连接不同接口的不 同输入设备方便切换，且安装组合灵活。应用中可满足天上地下的各种需求，屏幕尺寸拼接组合方便，可大 可小，机动灵活，既可拼凑成超大 的显示墙，又可以安装到台阶的立 面上；可根据观看距离，观看重要 性、功能性、使用环境等适配选择 不同点距、不同强度等级的产品， 甚至可以在室外阳光下风吹日晒依 然保持高亮度。

此次大屏幕采用LED屏，分布 如图1、图2所示。舞台的正面主屏 （A）由3块大屏拼接而成，总尺寸 达37 m×11 m；两侧各有一组弧 形立柱式的侧屏（C1、C2）一直延 伸到观众席，与现场观众席合为一 体。在舞台和观众席上方还设置有 3组可以升降变换的环形屏幕（K、 L、M），与主屏及侧屏融为一体， 交相辉映，展现出连贯的视频画面；另外，还在M屏和观众席上方穿插地设置了约27组 六边柱形LED屏（N）。舞台的地面部分，中区设置了 12排高4 m可升降的柱形地屏（B），其两侧为能实现少 量升降的地屏（D），呈现效果见图3。

图1  大屏幕分布正视图

图2  大屏幕分布顶视图

图3  视频呈现效果

由于主屏A显示面积过大，为保证显示效果又将其 拆分成A1、A2、A3，两侧的C1和C2也分别被细分为 C1a、C1b、C1c、C2a、C2b、C2c；舞台上方的环形屏 M也由于显示面积过大被拆分成M1、M2、M3；舞台地 面的中央区域，由12排、每排9块组成的升降台，每一 排、每一块都可独立升降，每一排升起后又形成一 组9 m×4 m的屏幕，为了画面安全也被两两分组定义 为BF1到BF6，升降台主体的顶面被拆分成BT1和BT2两 组，两组升降台的侧面被定义为BL、BR、DL、DR、 DF。大屏幕系统需要为每个区域提供信号，再加上六边 形底面的可变色的灯带信号，共要提供58路主备信号。

面对如此庞大的播出量，需要前期进行细致规划。

2  大屏幕的改造

近年随着科技的不断进步、广播电影电视器材的不 断发展和人民审美水平的不断提高，将部署在升降台前立 面的BF屏进行了更换，将LED屏的分辨率由最初的P10提 升到P5到现在的P3屏（即LED灯珠像素与像素之间仅相 隔3 mm），显示精度大大提升，近景和特写时的表现力 增强，近距离观赏时显示图片更加细腻。升降台顶部的K 屏、L屏、M屏则还沿用了以前的P5屏；在升降柱的两个 侧面，BL、BR、DL、DR依旧采用了P10的屏幕。

BF从P10升级到P3，像素数提升了约10倍，为了保 证素材播放顺利，增加了播出服务器数量，使用的输出 通道达到了6组（BF1到BF6）。在升降台前立面通过大 屏幕播出服务器提供的各种渲染图，使升降台前立面、 两侧呈现丰富、细腻的表演场景，比如巍峨矗立的高 山、波涛起伏的海面，甚至砖墙隔断都能完整地表现出 来，在语言类节目中更是替代了传统道具的火炕、石桌石凳。

可升降的环屏（K、L、M）距离舞台地面高度有十 几米，由升降带来的线缆收放问题成为技术难点。通过 精确计算屏幕负载及线缆的重量，以及反复摸索实践，在顶部环屏的上方设立了一组滑轮机构，工作人员将与 负载尼龙带缠绕后的线缆顺序穿过所有滑轮组的凹槽， 根据每组升降机构线缆所承载的重量进行配重，达到与 环屏负载相对平衡的状态，在几组定滑轮和动滑轮的相 互配合、相互作用下，达到环屏下降电缆释放，环屏上 升电缆收紧的效果。通过此设计，在环屏升降的同时， 线缆能够及时有效地收放和保护，避免损坏。而这组定 滑轮完全隐藏在屋顶格栅上面（见图4），可以把所有的 线缆收纳其中，不至于穿帮，影响舞台置景效果。

图4  滑轮机构示原理意图

3  大屏幕播放系统的改造及信号流程

作为最后的播出部门，主要的工作内容是将已经做 好的按照技术手册切割完成的视频文件对应每台大屏幕播放服务器进行分发（见图5），按照节目单的实际播 出流程顺序制作播表，在彩排期间完成好各个环节的对 接，完成最终的播出。  

图5  改造后的大屏幕播放控制系统

按照之前对接的结果，规划好每台大屏幕播放服务 器的功能，对每个输出口进行分配，进行系统连接。本 系统选用的大屏幕播放服务器输出是基于显卡输出的， 输出接口涵盖了HDMI、DVI、DP等几类，为了统一输 出规格，将所有输出口通过转接线将DP接口、DVI接口 统一转成HDMI接口，再通过HDMI光纤长距离的传送至 各拼接服务器。

其实，在确定这套大屏幕播放系统方案时，对于输 出接口的选择就存有很大争议。第*想法当然是采用最 传统的BNC接口电缆的方式，它有很多优点：无损的视 音频传输，传输的数字信号可以内嵌音频，传统的同轴 电缆可选择的资源很多。一根BNC线既包含的视频、音 频、时码，又可以进行长距离传输，在实际工作环境下 使用-7视频线至少可以达到150 m的传输距离。之所以采 用HDMI接口，而放弃方便的传统BNC，主要是考虑到 今后技术的发展、业务需求的发展，显然传统的BNC电 缆长距离传送4K信号压力很大，按照目前*好的技术能 力，用12G电缆传输4K信号无法送达演播厅。同时，进 行了测试比较，最终选用了传输延迟小、传输距离长、 信号无损失的HDMI光纤方案。

播出控制机中的控制软件，在系统连接初期主要进行一些基本参数的设置和输出窗口分辨率的设置。首先 需要对所有大屏幕播放服务器进行IP设置，输入主机的 IP地址，将系统正常连通后，接下来就可以进行素材分 发和播出控制工作；然后根据之前规划讨论的结果，按 照大屏幕播放服务器（播出机）负责的屏幕功能进行连 线并记录形成线表（见表1）；连线结束后，再根据大屏 幕的实际输出尺寸确定输出窗口的大小。

表1  2017年春晚大屏幕线号表

为保证显示效果，大屏幕显示的点阵尺寸通常会设 置成小于等于大屏幕播出服务器的输出尺寸 （1 920×1 080）。这次主屏为37 m×11 m，被拆分为 一块17 m×11 m分辨率为1 668×1 080，两侧两 块10 m×11 m，分辨率为980×1 080，合在一起达 到3 628×1 080分辨率的精细输出。对于一些日常节目 不需要考虑大屏显示精度时，直接把大屏幕播出服务 器的输出尺寸（1 920×1 080）通过大屏幕拼接服务器 拉伸适配大屏幕的窗口范围。 由于主屏幕在整个视觉呈现中所占的比重、位置 突出，需对其做重点关照。为了保障主屏播出的万无一失，将大屏幕播放服务器的主、备播出信号，视频服务器 的主、备视频信号，通过不同路由送至负责A2屏幕的主、备 拼接服务器。另外，主屏拼接服务器还接有一台电脑备份设 备，当出现突发情况时可以输出静帧图片，不至于出现大屏 幕无信号输出的状况。

素材由大屏幕播放服务器通过HDMI光纤传输至拼接服 务器，在拼接服务器进行拆分通过DVI线送至发送服务器，发 送服务器再将DVI信号转换成网线信号最终送至大屏幕。主备 大屏幕播放服务器的信号最终在大屏幕进行正接和反接，大 屏幕完成信源侦测和自动倒换工作，如图6所示。 对于素材分发和播出控制通过媒资服务器统一管理。

图6  大屏幕播放系统视频信号流程

对于新制作的素材统一拷入媒资服务器，通过媒资服务器按 照日期和节目名称分类存储，再由媒资服务器或者通过播出 控制机远程遥控将素材分发至每台主播出机，备播出机通过 同步判断逻辑自动从主播出机进行素材同步，以保障播出的 不间断。同样，在播出控制时，两台播出控制机也是互为主备，主播出控制机一旦出现故障，另一台可以做到 零延迟地接管剩下的播出任务。

2017年央视春晚，总计布设HDMI光纤近 60条，累计铺设长度达9 km；累计接收和分发素 材4 058条，总容量达到3.22 TB。

4  经验总结与思考

2017年央视春晚在录制播出形式上有新的探 索，在设备使用上也有所突破。

（1）不同技术领域的匹配

一台节目是由灯光、舞美等多方面共同完 成。现在的各类综艺节目中，LED屏幕铺天盖地的 使用，对其他工种都会有影响。笔者留意到，有一 个节目在电视中观看时，主持人报幕时肤色还原非 常怪，对比发现原来是周围的大屏幕素材变化了， 大屏颜色反射到主持人脸上造成的。另外，关于 整个电视画面的光比和大屏素材颜色正常还原的 问题，有时需要把大屏幕的亮度压缩到只剩15%到 30%，才能使整个画面曝光正常。由于显色原理不 同，此时大屏幕播放的素材会显得不通透不鲜艳， 后期编导就会通过调色软件过度增加色彩饱和度， 素材上大屏后由于工程师看的是复合指标，然后就 会继续降光圈，周而复始恶性循环。

其实，在整个过程中最初阶段，应该由专门 的质量监督管理部门工程师协调导演、灯光、大屏 幕、后期等各组人员，从主持人站位的选取、光线 与大屏亮度比的控制、以及视频素材的制作饱和度 细节控制等方面进行整体把控，协调各方面共同推 进工作，提升图像整体效果。

（2）重视大屏幕播放服务器出现的问题

该大屏幕系统采购的大屏幕播放服务器是基 于Windows系统的显卡输出，有计算机基础知识的 同行都知道，对于一个显卡的多路输出，如果把物 理输出口位居前位的连接线拔掉，之后的输出口内 容会自动向前替换，这就给故障排查、替换故障设 备带来很大问题。当拼接服务器更换设备时，直接 导致与之连接的大屏幕播放服务器输出混乱，需要一路输出一路输出地重新对应。为避免 这一问题，尽量采用专业视频输出卡作 为信号源的播出服务器。

当素材制作不规范时，也会带来意 想不到的结果。如果素材制作时，内核 编码采用的是技术手册上没有的格式， 又被封装成了正规节目，技术人员单纯 检查文件名属性不容易发现问题，会导 致素材播放过程中卡顿、闪黑等情况的 发生，为避免类似状况的发生。应形成 素材制作单位严格按照技术手册执行的 制度。

关于软件稳定性的问题，该系统 选用的国产控制软件的稳定性方面不到 位，会莫名其妙地出些小故障，软件工 程师会提出一些意想不到的解决办法。 如大屏幕播出控制机关机时会莫名系统 崩溃，损坏播出表。目前的解决方案是 在关机时先保存正常的播出表，再新建 一张空白的播出表，再关机，避免正式 的播表被损坏。

关于播出的同步问题。2017年央视 春晚为获得主屏显示的清晰度，特意用 了3路高清输出来拼接主屏幕画面。为了避免因为资源占用等各种因素造成的不同步现象，特意分配了一台大屏幕 播放服务器专门负责主屏的播出，而且播出资源也只用了3路输出，并没 有全负荷，结果还是出现了不同步的现象。彩排期间素材播放第*遍没问 题，第二次播放时没准就会不同步，由于问题是随机出现的，后续还需找 到解决的办法。

（3）担当重任的HDMI光纤

2017年央视春晚选用的HDMI光纤，在设备输出接口取电，通过光 电转换将电信号转换为光信号，光纤作为传输媒介，在设备接入端口取 电再次通过光电转换将光信号再转换为电信号，信号可实现无损转换。 对于固定演播室，HDMI光纤的确非常方便，但对于需要经常拆装的舞 台、播出服务器，几乎每一次收放都会有光纤线缆损坏，并且由于其涂 装太过简单且标识不明确，曾有过被道具师傅当作普通电线直接踩踏， 使输出立即呈现偏色的情况。所以，需要选用有一定强度的线缆。

5  结语

央视春晚的舞台是国内舞台技术发展的一个缩影，也是各种高新技 术展示的平台，如在空中虚拟植入悬浮的立体灯笼、中国结、福字；通过动作捕捉拟植入技术，呈现场景与演员互动的表演效果。当然，要达到视觉冲击的效果，还需要庞大的技术团队做支撑， 对每一个机械升降动作编程，对素材不停地修改、渲染、分割、分发、 调试等，在一遍遍的彩排过程中逐步完善；同时，需要检测系统及设 备，避免各种故障的出现，从而保障春晚直播的顺利进行。  

责编：小艳