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我们都知道视音频的编解码是为了带宽传输的需要，即在人眼或者设备可接受的前提下压缩码率，保证画面清晰度的同时又能带来素材体积的有效减少。换句话说，经过编码的源素材都经过不同程度的有损压缩，一味地追求无损压缩没有任何的实际意义，也不现实。无损压缩存在但无必要，这是基于人眼和带宽限制的考虑。行业内之所以要顶着带宽压力录制无损格式是为了保证给后期调色、抠像、特效留出余地，在打包给消费者端后必然要压成有损格式来提高存储效率和节约带宽。
图1 EVS系统连接图
视频的编码系统有两大标准，由MPEG制定的MPEG标准和由VCEG制定的ITU-T标准，前者包括MPEG2、MPEG4、MPEG7等， 后者包括H.262、H.264、H.265等。视频压缩算法大概分成两种方式：仅压缩I帧（I Frame Only），在单帧完成所有的压缩，叫帧内压缩；Long-GOP压缩方式，在多帧间进行压缩，也叫帧间压缩。AVCIntra、DVCPRO HD、ProRess、DNxHD采用了I帧方式文件系统格式，HDV、XDCAM HD/EX 采用了Long GOP 方式，MPEG-4AVC/H.264标准则包含两种方式。
视音频的封装就相当于将生产的内容放进一个打包的容器里。所谓容器，就是把编码器生成的多媒体内容（视频、音频、字幕、章节信息等）混合封装在一起的标准。容器使得不同多媒体内容同步播放变得很简单，而容器的另一个作用就是为多媒体内容提供索引。视频封装格式是为了播放服务的，但却不是一个主要的影响视频质量的决定性因素。常见的封装格式有AVI、MXF、QuickTime、MPEG、MP4、M2TS 等。
EVS系统从采集到输出需要XS server、XFlie 和类似IP Director 采集功能的面板和模块组成（以下简称XS、XF、IPD），本系统中2台XS、2台IPD和1台XF构成一个环形网络，既可输出文件化的内容，又可互为备份。设备间的控制信号通过网络接口和控制接口传递，片段内容则通过Xnet 的SDTI 接口传输。所有环形网络中的设备IP地址需在一个局域网内，显示连接才可以相互操控。
源素材的视频编码通过XS的菜单选项更改设定，视频编码格式对于后期剪辑和输出起到决定性的作用，要在充分沟通的情况下确认设置，否则可能导致无法播放。XS的编码格式如表1所示，选择了一种编码格式则相应指定了一种码率，具体取决于编解码器类型、图像内容、帧尺寸以及帧速率。如更改可变码率会相应地增减封装后的文件大小，如要输出高质量的视音频内容不建议低于编码格式默认的码率。
XS中编码格式的设置步骤为：在XS启动完全的页面中按下XS专用键盘Shift+F2键， 进入CONFIGURATION菜单，在第一项SERVER 菜单中按Tab键选中Codec选项，即可使用空格键更改XS的编码格式。本系统中场频和分辨率始终是50Hz 和1080i，也可视情况更改为59.94H z 或625i。在第三项NETWORK 菜单中，需把传输片段的方式改为SDTI，即通过Xnet接口传输（也可以通过千兆网络接口或万兆光纤接口传输），Speed改为No Relay 1485，即传输的是高清HD信号。
图2 XF封装格式设置
当使用XF来封装编码后的素材时，需要根据需求选择相应的封装格式。XF的封装格式和文件类型如表2所示，每种编码后的素材理论上都可以选择不同的封装格式，实际上在选好视频编码格式的同时也决定了最多能够生成几种封装格式，实际使用中选择常用的封装格式即可。XF3中去掉了一些不常用的格式，只留下Avid MXF OPAtom（视音频文件分开）、EVS MXF、MXF OP1a SMPTE、QuickT ime Movie 四种格式（也可设置编码模式的自动转码），操作页面相对简洁和方便。
XF中封装格式的设置步骤为：首先在软件启动页面时可点击进入Xfile Config System 页面（软件打开页面也可以进入，但是显示只读模式无法更改例如路径等参数），设置SDTI Speed 参数为1485Mbps（与XS 对应），Video Std 为PAL 模式，同时根据需要选择Xfile Data Paths 存储路径，修改完成后不可更改文件系统格式，除非退出软件重新进入启动页面；保存设置之后点击Start 按键进入软件页面，在左上角Configuration 菜单栏选择Config Session 菜单进入，如果是手动保存模式则进入第三项Manual Backup 菜单，显示界面如图3所示。在File Format 选项可选择相应封装模式，Backup Folder 选项选择保存的路径跟之前ConfigSystem 页面所选一致即可，下方Backup FilenameFormat String 选项更改为自己的文件名即可，也可使用默认的项目名称方便查找来源；参数修改完成后点击OK 保存设置，在Backup 页面下选择相应XS 的片段保存进XF，弹出的页面查看参数是否无误，则可以在正确路径下找到保存的片段。如果设置成自动保存，方法跟手动类似。
图3 XF封装格式设置
虽然XS有12种编码格式，XF有8种封装格式，理论上可以有96种不同的输出格式，但实际上可生成的输出格式为41种。本例中源素材为5秒钟的浙江广电集团logo定格画面，加上XS前后各五秒的保护机制，生成的均是高清1080i 的15秒片段，根据编码格式和封装格式的不同，最后生成的文件大小和后缀名也不相同，适用的后期剪辑软件也各有不同。表3中封装后的格式适用后期剪辑软件的打√，否则打×，软件代号代表的型号分别为①大洋-D3 Edit 3.5.1.4；②新奥特-Himalaya 5.0.2.224；③Avid-MediaComposer Adrenaline 8.4 ；④ Apple-Final CutPro 7.0；⑤ Grass Valley-Edius Pro 8；⑥ Adobe-Premiere Pro CC 2015。
在所有输出格式中，建议选择Apple 的Pro res422 和Avid的DNxHD 120两种编码格式，对应的封装格式为Quick Time Movie 和MXF OP1a（StdSMPTE）。因为ProRes 和DNxHD 的优势在于对视频的压缩程度没有那么大，以更大的储存空间和更高的比特率换来了画面的质量和制作的简便。ProRes 和DNxHD（有时也会叫做“中间”或者“制作”编解码器）处于未压缩视频的大量数据流与Long-GOP视频严格的处理要求之间的平衡点。ProRes 和DNxHD在更高的比特率中都能做到“视觉上无损”，即人眼不能够分辨出原始视频和经过两者压缩的视频之间的区别，所以无需担心多次编辑造成的损失。ProRes和DNxHD 能够提升画面质量的主要原因是它们并非Long-GOP 编解码器。在4K 或者更高要求的方案中，也可以使用Apple ProRes 4444 XQ 或者AvidDNxHR 来编解码，它们具有非常高的数据速率，可以使用更大的分辨率，并保存大于 Rec. 709 图像的动态范围数倍的动态范围。
通过EVS 相关设备的相应设置，可以根据需要通过广播级的采集设备生成符合要求的视音频文件输出，可以在XF 端使用移动硬盘拷贝或者直接使用外置硬盘自动备份。比如卫视《王牌对王牌》栏目就是使用Apple Prores 422 编解码，然后MOV 格式封装；《中国好声音》、《梦想的声音》等栏目则使用Avid DNxHD120 编解码，然后MXF 格式封装，两者所不同的只是后期选择用Mac还是Windows 系统来编辑。选好了后期制作软件所支持的编解码格式和封装格式，就能够很方便地使用XF 上的eSATA 接口或者USB3.0接口外接移动硬盘盒，也可以直接使用XF 本身的可移动硬盘装载素材。相对于蓝光50M 的码流来说，EVS 可以算是最接近原始素材的文件化手段了，而且素材录放一体，拷贝简洁高效，适合相对高要求的广播电视制作。
（文 / 浙江广播电视集团 林凡）
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