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【摘要】随着广播电视事业数字化、网络化的快速发展,非线性编辑系统以其独特优势占据了电视节目制作的主导地位。非线性编辑系统主要分有卡型非线性编辑系统与软件型非线性编辑系统,本文对二者作对比研究,归纳各自应用的特点和差异。
【关键词】有卡型非线性编辑系统;软件型非线性编辑系统;板卡; CPU+GPU+I/O
一、 有卡型非线性编辑系统与软件型非线性编辑系统
1、 有卡型非线性编辑系统
有卡型非线性编辑系统传统的非线性编辑系统由一台高性能多媒体计算机, 配以专用视音频处理板卡以及非编软件构成的。其中,计算机仅仅负责视音频数据的存储和传输,而专用视音频板卡则是整个非编系统的核心,在非线性编辑系统中起着举足轻重的作用,它直接决定着整个系统的性能。它主要有以下功能: 一是完成视、音频信号的A/D、D/A转换,即进行视频、音频信号的采集、压缩/解压缩和最后的输出等功能。视音频处理卡是模拟信号与数字信号的分水岭,所有模拟视音频信号在此经过A/D变换后,每一段素材都成为了一个视频文件存放在硬盘阵列中,供计算机进行数字域的处理。需要输出的视音频数码流经过D/A变换成为可供记录或直播的视音频信号。视音频处理卡上包括模拟信号接口如复合、分量、S—VIDEO,已涵盖现有模拟电视系统的所有接口形式,也包括像IEEE—1394和SDI这样的数字接口。
2、 软件型非线性编辑系统
软件型非线性编辑系统主要是基于“CPU+GPU+I/O通道卡”技术理念和架构的非线性编辑系统。基于CPU+GPU+I/O卡的非线性编辑系统,摆脱了硬件视音频卡的束缚,由PC平台中的通用CPU、显示卡上通用的GPU,以及复杂程度较低的I/O通道卡共同组成,完成有卡型非线性编辑系统所完成的功能。
工作流程(附图2):CPU是完成各种运算和控制的核心。CPU 从磁盘子系统读取压缩格式的视频数据,由软件编解码器通过CPU运 算解码成为基带视频数据,然后通过PCI 总线发送到显示卡上的GPU。软件合成器利用GPU一次性运算完成二维、三维特技处理和视频数据的合成,合成后的数据再次通过PCI 总线回传给CPU。CPU或者将数据通过PCI 总线传输给I/O卡转换成基带信号输出,或者再送回到软件编解码器编码成DV格式的数据并通过1394总线输出。
二、 有卡型非线性编辑系统与软件型非线性编辑系统的对比
1、 各自的技术优势
有卡型非线性编辑系统在视音频处理方面基本不占用计算机本身的资源,因此对于计算机平台系统负载要求较低。同时由于采用专门设计的芯片来实现视频的编解码、特技处理和画面合成,可以精确保证系统的实时性和高速计算能力。
软件型非线性编辑系统是基于“CPU+GPU+I/O通道卡”技术理念架构的非线性编辑系统。它以软件为核心,摆脱了硬件的束缚,编辑功能不依赖于某一硬件板卡,可灵活搭载多种视音频接口。在保证编辑快捷方便性的同时,又提供大量用于节目制作包装的元素,是集新闻编辑、专题制作、广告包装、片头设计、栏目合成、教学互动、字幕叠加、网络系统于一身的全面性开放性的综合非线性编辑平台。
2、 系统的稳定性
有卡型非线性编辑系统的板卡较多兼容性存在一定的问题,同时使用了大量专用芯片,结构复杂,板卡的稳定性较差,耗电量高,散热比较严重,导致系统稳定性较差,故障率偏高。
软件型非线性编辑系统摆脱了专用的硬件板卡,改用结构简单的I/O板卡来实现基带信号输出,系统故障率、功耗、发热量都大大降低,稳定性则大大提高。通过进一步优化系统硬件结构,选用设计更成熟和安全的图形工作站,同时将I/O板卡作进一步处理,可使非线性编辑系统实现工作站和服务器的安全性和稳定性,从而降低维护成本,提高设备利用率。
3、编辑文件格式
有卡型非线性编辑系统由于受到专用板卡的限制,系统所能处理的视频压缩格式、特技效果的种类、实时性能都被固化了。编解码器的规格和编解码性能决定了所能够编辑的压缩视频格式和实时编辑、播放的视频层数,处理器的数量和性能决定了实时特技轨道和特技效果。也就是说,有卡型非线性编辑系统无法支持多种格式视频文件,更无法支持多种格式编辑,即使提升计算机平台配置都无法改善系统的实时性能,也不能通过软件的编解码器来实现系统对更多的压缩编码格式的支持。
软件型非线性编辑系统由于采用“CPU+GPU+I/O通道卡”的架构模式,完全摆脱了对硬件板卡的依赖,可以灵活开放的支持DV、DVCAM、DVCPRO、MPEGⅡ等多种压缩格式,支持多种视频、音频素材在同一环境下的混编制作、输入、输出,巨备功能丰富的节目编辑、制作、包装、合成。同时兼容高清、标准制式,编辑文件可以跨硬件平台、跨视频制式进行兼容交互。
4、升级空间
有卡型非线性编辑系统选用了某种板卡,编辑系统的功能和性能就完全受限于某种板卡,除了增加一些可选的特技卡或接口外,很少有进一步升级的空间。同时专用板卡的成本昂贵,维修、升级成本也较高。
软件型非线性编辑系统性能主要取决于计算机基础硬件平台,因此,选用配置高的PC平台,就能够达到理想的实时编辑层数、实时输出轨道、复杂的特技效果处理等。在日后升级系统硬件时,只需要升级计算机基础硬件即可,计算机基础硬件价格相对便宜,升级成本较低。而软件方面升级各品牌经销商都可以直接提供,不需要过多考虑。
三、结束语
通过以上有卡型非线性编辑系统和软件型非线性编辑系统的对比分析,我们可以看出以“CPU+GPU+I/O通道卡”技术理念架构的软件型非线性编辑系统较有卡型非线性编辑系统有一定的技术优势,当今非线性编辑系统的主流也正向这一方向发展。我们相信随着计算机技术的不断提高,软件型非线性编辑系统将有更大的发展空间。
参考文献
[1]冯锡增,《非线性编辑基础》,中国广播电视出版社,2000年6月
[2]张勇,非线性编辑系统构建与思考,电视技术,2005年7月
[3]蔺代勇,浅谈非线性编辑系统的硬件技术,现代电视技术,2008年5月
作者簡介:刘振生,男(1975.4-),辽宁省盘锦人,渤海大学教育学院,实验师,研究方向:教育技术学
【关键词】有卡型非线性编辑系统;软件型非线性编辑系统;板卡; CPU+GPU+I/O
一、 有卡型非线性编辑系统与软件型非线性编辑系统
1、 有卡型非线性编辑系统
有卡型非线性编辑系统传统的非线性编辑系统由一台高性能多媒体计算机, 配以专用视音频处理板卡以及非编软件构成的。其中,计算机仅仅负责视音频数据的存储和传输,而专用视音频板卡则是整个非编系统的核心,在非线性编辑系统中起着举足轻重的作用,它直接决定着整个系统的性能。它主要有以下功能: 一是完成视、音频信号的A/D、D/A转换,即进行视频、音频信号的采集、压缩/解压缩和最后的输出等功能。视音频处理卡是模拟信号与数字信号的分水岭,所有模拟视音频信号在此经过A/D变换后,每一段素材都成为了一个视频文件存放在硬盘阵列中,供计算机进行数字域的处理。需要输出的视音频数码流经过D/A变换成为可供记录或直播的视音频信号。视音频处理卡上包括模拟信号接口如复合、分量、S—VIDEO,已涵盖现有模拟电视系统的所有接口形式,也包括像IEEE—1394和SDI这样的数字接口。
2、 软件型非线性编辑系统
软件型非线性编辑系统主要是基于“CPU+GPU+I/O通道卡”技术理念和架构的非线性编辑系统。基于CPU+GPU+I/O卡的非线性编辑系统,摆脱了硬件视音频卡的束缚,由PC平台中的通用CPU、显示卡上通用的GPU,以及复杂程度较低的I/O通道卡共同组成,完成有卡型非线性编辑系统所完成的功能。
工作流程(附图2):CPU是完成各种运算和控制的核心。CPU 从磁盘子系统读取压缩格式的视频数据,由软件编解码器通过CPU运 算解码成为基带视频数据,然后通过PCI 总线发送到显示卡上的GPU。软件合成器利用GPU一次性运算完成二维、三维特技处理和视频数据的合成,合成后的数据再次通过PCI 总线回传给CPU。CPU或者将数据通过PCI 总线传输给I/O卡转换成基带信号输出,或者再送回到软件编解码器编码成DV格式的数据并通过1394总线输出。
二、 有卡型非线性编辑系统与软件型非线性编辑系统的对比
1、 各自的技术优势
有卡型非线性编辑系统在视音频处理方面基本不占用计算机本身的资源,因此对于计算机平台系统负载要求较低。同时由于采用专门设计的芯片来实现视频的编解码、特技处理和画面合成,可以精确保证系统的实时性和高速计算能力。
软件型非线性编辑系统是基于“CPU+GPU+I/O通道卡”技术理念架构的非线性编辑系统。它以软件为核心,摆脱了硬件的束缚,编辑功能不依赖于某一硬件板卡,可灵活搭载多种视音频接口。在保证编辑快捷方便性的同时,又提供大量用于节目制作包装的元素,是集新闻编辑、专题制作、广告包装、片头设计、栏目合成、教学互动、字幕叠加、网络系统于一身的全面性开放性的综合非线性编辑平台。
2、 系统的稳定性
有卡型非线性编辑系统的板卡较多兼容性存在一定的问题,同时使用了大量专用芯片,结构复杂,板卡的稳定性较差,耗电量高,散热比较严重,导致系统稳定性较差,故障率偏高。
软件型非线性编辑系统摆脱了专用的硬件板卡,改用结构简单的I/O板卡来实现基带信号输出,系统故障率、功耗、发热量都大大降低,稳定性则大大提高。通过进一步优化系统硬件结构,选用设计更成熟和安全的图形工作站,同时将I/O板卡作进一步处理,可使非线性编辑系统实现工作站和服务器的安全性和稳定性,从而降低维护成本,提高设备利用率。
3、编辑文件格式
有卡型非线性编辑系统由于受到专用板卡的限制,系统所能处理的视频压缩格式、特技效果的种类、实时性能都被固化了。编解码器的规格和编解码性能决定了所能够编辑的压缩视频格式和实时编辑、播放的视频层数,处理器的数量和性能决定了实时特技轨道和特技效果。也就是说,有卡型非线性编辑系统无法支持多种格式视频文件,更无法支持多种格式编辑,即使提升计算机平台配置都无法改善系统的实时性能,也不能通过软件的编解码器来实现系统对更多的压缩编码格式的支持。
软件型非线性编辑系统由于采用“CPU+GPU+I/O通道卡”的架构模式,完全摆脱了对硬件板卡的依赖,可以灵活开放的支持DV、DVCAM、DVCPRO、MPEGⅡ等多种压缩格式,支持多种视频、音频素材在同一环境下的混编制作、输入、输出,巨备功能丰富的节目编辑、制作、包装、合成。同时兼容高清、标准制式,编辑文件可以跨硬件平台、跨视频制式进行兼容交互。
4、升级空间
有卡型非线性编辑系统选用了某种板卡,编辑系统的功能和性能就完全受限于某种板卡,除了增加一些可选的特技卡或接口外,很少有进一步升级的空间。同时专用板卡的成本昂贵,维修、升级成本也较高。
软件型非线性编辑系统性能主要取决于计算机基础硬件平台,因此,选用配置高的PC平台,就能够达到理想的实时编辑层数、实时输出轨道、复杂的特技效果处理等。在日后升级系统硬件时,只需要升级计算机基础硬件即可,计算机基础硬件价格相对便宜,升级成本较低。而软件方面升级各品牌经销商都可以直接提供,不需要过多考虑。
三、结束语
通过以上有卡型非线性编辑系统和软件型非线性编辑系统的对比分析,我们可以看出以“CPU+GPU+I/O通道卡”技术理念架构的软件型非线性编辑系统较有卡型非线性编辑系统有一定的技术优势,当今非线性编辑系统的主流也正向这一方向发展。我们相信随着计算机技术的不断提高,软件型非线性编辑系统将有更大的发展空间。
参考文献
[1]冯锡增,《非线性编辑基础》,中国广播电视出版社,2000年6月
[2]张勇,非线性编辑系统构建与思考,电视技术,2005年7月
[3]蔺代勇,浅谈非线性编辑系统的硬件技术,现代电视技术,2008年5月
作者簡介:刘振生,男(1975.4-),辽宁省盘锦人,渤海大学教育学院,实验师,研究方向:教育技术学