本文作者崔建伟先生，中央电视台录制二部副主任、工程师。
关键词：非线性编辑 SD HD
非编系统应用现状
在电视节目制作中，不同的环节对非编系统的性能/功能要求是不同的。对于后期节目制作而言，非编系统常规的在线应用有：
(1)新闻节目制作，要求制作快捷、操作简单，信号压缩比可调范围大，对特技的要求较低，常配置实时层较少、具有模板化字幕功能的简单非编系统。
(2)专题栏目制作，要求能够对视频画面进行各种修正处理，对字幕和特技也有一定的要求，常配置有一定特技处理功能的非编系统，出于节目质量的考虑而不宜采用过大的压缩比。
(3)节目包装制作，此类应用的非线性设备严格意义上讲已经超出普通非编的范畴，通常称为合成工作站。它要求系统的功能强大，包括高质量的抠像、多层图像合成，多点跟踪、处理及字幕要求过渡平滑兼具附加灯光和材质的特性；同时特别强调图像质量，要求有更高层次的数字处理。此类系统需要软件、硬件相辅相成，尤其要求对第三方软件、插件广泛支持。
非编工作站的发展历程
非编系统不同于常规的计算机，关键在于其视频处理硬件板卡，它甚至可以说是非编系统的基石。一般包括I/O卡、编解码及图像处理卡和强化特效的实时三维特技卡。其它软、硬件都是对非编板卡功能的辅助与增强。这些板卡是决定非编系统性能的一个重要因素。有对图像/声音质量的要求，有对图像处理复杂性(实时层数和特效)要求，有对系统开放性及兼容性(多种编解码格式及第三方插件)的要求。近几年非编系统的主流硬件板卡有Matrox的Digi-Suite/LE/DTV/LX、Pinnacle的RealTime/Tagar3000、Avid的Meridien/BOB。
代非编：基于M-JPEG编码、延续传统的板卡型非编
DigiSuite套卡是Matriox公司功能强大的非编板卡，它以5层实时处理、5个通道都可以独立设置多重特技而支持数百种特技制作；其三维DVE选件为Movie-2标准
总线的Genie DVE三维特技实时处理卡。DigiSuite LE卡是DigiSuite卡的简化版，性价比较高，与Digisuite卡相比，它只支持4层实时处理(无动态视频背景层)，不支持实时三维处理、倒放和音轨调音功能，字幕效果简单；其三维DVE选件为Matrox Flex 3D开放构架下的3D MAX卡。
Pinnacle公司有多种系列的非编板卡，较为的有：RealTime、RealTime DV、RealTime Nitro。RealTime是一个较为经典的M-JPEG压缩格式非编板卡。RealTime Nitro在保持RealTime全部特性的基础上，增加了更多的实时三维特技和实时字幕运动特技，支持更加实效的网络功能及更多的第三方软件，是实时三维特技产品与非编产品的完美结合。RealTime Nitro Plus是RealTime Nitro与in:Sync Speed Razor4.5RT的完美结合，它在保留RealTime Nitro全部特性的基础上，提供了更的编辑手段、更强大的网络功能；当时它是支持双CPU的视频编辑产品，生成速度要比单CPU系统提高30%以上。
Avid公司的Meridien采集卡和Breakout Box(BOB)共同完成信号的采集与压缩、输入/输出，它们在Avid的3个系列的非编系统中(Meridien-based Xpress、Media Composer和Symphony Systems)必须捆绑使用。Meridien+BOB有DSI接口选件，但不支持DV1394接口；视频通道处理是由ABVB板卡来完成的，BOB从多个视频母线通道引入所需的视频流，经过(AVR)压缩后送入ABVB处理，结果再交给Meridien+BOB存储或输出。
第二代非编：压缩格式从M-JPEG到MPEG-2
为了降低成本、节约资源，人们一直在研发更有效的压缩方法。为明显的变化是从非压缩到M-JPEG压缩、再到MPEG 2压缩。非编同样也是循着更加完善的压缩算法而逐步演变的，到2002年，出现了所谓的第二代非编。
DigiSuite DTV卡和DigiSuite LX卡是Matriox公司专门针对目前两个较为主流的数字视频压缩格式——DV和MPEG-2而开发的，它们的基本编辑功能类似于前一代DigiSuite LE卡，二者的主要区别是：DTV卡基于“流中心”的设计思想，注重原始DV格式的采集、编辑、输出一体化，强调两路视频的实时处理，单卡支持一路编码/2路解码、DV和MPEG-2压缩编码，不支持非压缩视频，可同时支持4轨视频(需另配MAX卡)和多轨字幕，具有简单音频混音功能；DigiSuite LX卡是前者的简化版，相应地减少了编辑方面的功能。其三维DVE选件为Flex 3D开放构架下的3D DTV MAX三维特技实时处理卡，但MAX三维特技效果略逊于Genie卡。
Pinnacle公司的Tagar3000基于“
内存中心”的设计思想，可以做到比实时更快的处理速度，它不局限于2路视频，单卡集成2路编码、4路解码，支持非压缩视频、原始YUV和多格式混编，可以同时支持5轨以上视频和8轨以上字幕实时回放，且有比Genie更好的高端三维特技选件K2卡。但由于价格比较昂贵，定位于高端后期制作系统，加上OEM研发难度大，产品化周期较长，终在我国市场占有率不是很高。
第三代非编：借助计算机及硬件加速的软件型非编
随着计算机硬件的功能不断增强、运算速度大幅提升，计算机的浮点运算能力大大提高，使得一般的图像处理可以摆脱硬件板卡的束缚，出现了以软件图像编解码和各种软件处理图像为特色的新型非编。由此引发了板卡型非辑和基于计算机自身运算并借助硬件加速的软件型非编共同争夺市场的局面。从发展趋势看，CPU＋GPU的基于软件处理图像的非编系统逐渐成为技术先进性的代表，既所谓的第三代非编。
在国内，比较突出的是大洋X EDIT、D3，索贝Editmax，新奥特“神器”，奥维讯OpenEdit等。其共同的技术特点都是基于Matrox DSX卡，引入“Power of X”的理念，协同计算机资源加上Matriox Flex 3D引擎(硬件加速)，实现突出软件的非线性编辑。
在通用计算机基础上集合多CPU资源，采用软件编解码，同时使用专用硬件加速器处理视音频，典型国外产品有：
(1)Avid Adrenaline系列。基于多个3GHz的Pentium处理器的硬件加速技术，Avid Adrenaline在保持原有编辑、校色、合成优势的基础上，可以支持DV25、IMX、DV50及非压缩的CCIR 601信号，利用转码技术可以在一条时间线上混合不同格式、不同分辨率的素材。它提供10b视频和24b音频处理能力，兼容原有Meridien JFIF、ABVB AVR等其它Avid编辑工具。其硬件系统可以随着处理速度和主机CPU处理能力的变化而进行性能的伸缩，还特别对多处理器系统做了优化，有内置的升级能力。可达到实时处理5～11层非压缩SD视频流。通过一个FireWire连接为用户提供无压缩SD视频处理能力，Avid Adrenaline可以将Mac和PC台式机甚至笔记本电脑转变为高效率的Avid编辑工作站。
(2)苹果Power G5的Power Mac G5是64位电脑处理器，拥有2个双浮点运算单元，能够将PCI总线的速度提升到133MHz，并将信息吞吐量从266MB/s提升到2GB/s,采用适合数字视、音频制作的火线传输。基于这一平台，Final Cut Pro 4、Shake 3等制作软件的性能大幅度提高。Final Cut Pro 4是一个完整的视频创作软件，在单一软件包中整合了视频编辑、合成、音乐创作、特效字幕、多层实时效果、颜色校正、压缩编码工具，它支持DV、标清、无压缩高清及通过内含的Cinema Tools支持胶片电影的制作，并且通过IEEE 1394接口直接支持DVCPRP50(4∶2∶2)，无需视频板卡。
(3)Pinnacle Edition Liquid是基于AGP、自带三维加速的高带宽结构的视频编辑软件。利用CPU和GPU的强大功能，其实时特技能力大大增强。其高质量的实时预览、降级处理和后台生成能力可节省大量的制作时间。它又是一套完整的在时间线上完成VCD及DVD编辑制作和刻录的数字视频出版工具。在结构上有灵活的输入/输出接口和两种升级途径。
总体来看，基于硬件视频编码处理的非编其优点是：效果稳定，速度快；缺点是：效果固化，缺乏创造性，系统受板卡限制，致使产品更新换代成本不易降低。基于软件视频编码处理的非编其优点是：系统开放性好，功能多样，易于降低成本；缺点是：实时性稍逊，但发展前景很好。
不论怎样，过分依赖于硬件视频处理板卡开发编辑软件的非编系统，生命力一定有限。今后非编系统肯定是向着更多软件处理的趋势发展。
理想的非编系统
下面让我们看一看用户理想中的非编系统是怎样的。
(1)它的各个部分的功能应是模块化的。也就是说，它可以根据用户的不同需要进行不同的组合，以达到的性价比。
(2)其模块应该支持多种I/O接口。如模拟分量、SDI、AES/EBU音频，以及IEEE-1394接口选件的输入/输出。内部处理应在尽可能兼容原有格式的基础上支持更多、更新格式的编解码，比如MPEG-2 I帧、MXF、MPEG 4等。
(3)在编辑制作功能上，实时处理层应有6层，包括一层活动背景层和一个外输入活动视频层。视频来源可以是直播信号，也可以是外部线性重放信号(例如放像机的信号)。在该通道上应可以实现切换、淡入/淡出、划像、色键抠像和一些常见的二维、三维出屏特技。此外，还具备做水波纹、玻璃、虚化、油画等特殊效果的功能。二层数据视频层，这两个通道应具有完全一致的功能配置，除了可以做几百种二维、三维实时特技之外，还应提供各种键特技、快慢动作、倒放、爆炸、星云、火焰、雪雾效果。二层实时字幕层，这两个字幕层有各自独立的Alpha通道且相互独立，以用于标题和内容字幕。
(4)系统具备开放性，能够广泛支持第三方软、硬件视频效果处理产品。
(5)非编系统自身应有比较完备的图文制作功能，支持部分常用三维动画软件的数据导入。
(6)电非编系统应在其产品线上具备很好的兼容性和可升级性(软件)，推出新版本无需更新所有的硬件环境。
低成本非线性制作
随着电视制作改革的不断深入，在保证节目质量的前提下，如何控制和降低节目制作成本是一个课题。为迎合这种需求，非编系统也在朝着低成本、高性能的方向发展，这既给广大的民品级制作和广播级的标清制作提供了更广阔的空间，也为高清制作创造了条件。
在平台/操作系统方面，目前流行的有PC、Mac、Linux和Unix等。Unix系统整体性能、稳定性逐渐提高，但与价格成正比。考虑到低成本制作要求及计算机技术的发展，特别是CPU主频速度提高及GPU、PCI总线结构、内存和显卡的改善，PC整体性能都有较大的提升，从图像、图形所需要的浮点运算值来讲，理论上已今非昔比。相对于Unix平台中以SGI的每4年差不多才能生产100M的MIPS芯片，对于多CPU集群的大型机来说，在复杂的高端图像运算上还有优势。在一般性要求的中低端运算，对于常规音视频制作，PC、Mac、Linux平台的发展潜力巨大。当然，不同平台、不同操作系统各有其特点和应用领域。
对于非编系统，能否兼顾功能、价格、质量等方面的要求，涉及跨平台网络制作，也非常有意义。但是，需要打通三个环节相互间的读取和共享：不同的平台；不同的文件存储格式；不同的应用软件。非常令人高兴的是，目前已有厂家在做这方面的工作。从我们技术测试的情况看，目前跨平台的链接通道不成问题，异构的文件识别也可以实现，但要进入到跨平台后各自的文件应用层还尚待时间。
全程非线性制作
非线性制作设备有着传统视频制作设备所无法比拟的优势，但受磁带记录载体的限制，要想在非线性设备上完成后期制作，还需要先进行素材的上载。虽然数据接口的不断更新使上载的速度逐步提高，但这毕竟是一步消耗成本、影响效率的工序。有无更先进的解决方案？答案是肯定的。
早有池上公司的FieldPak
移动硬盘。目前该公司所能提供的是体积较小、抗震性和环境适应性较好的2.5"的FieldPak3磁盘，它容量为80GB，可以装载在池上公司的DNS-33W FIT CCD
摄像机上，可以实现8b、13.5MHz采样的高质量图像记录，支持各种不同的压缩格式，目前在后期制作环境它主要适配Avid公司的非编工作站。
蓝光盘可以提供36～144Mb/s码流的压缩图像，实现了高数据传输和长时间记录，两款高性能的
摄录一体机和3款录放设备组成了PDW系列，包括XPRITM非编系统、XPRI移动编辑器和XPRI新闻编辑器。可记录和重放包括MPEG IMXTM和DVCAMTM流和元数据等多种格式数据。它基于文件的记录和随机存取功能，实现了AV和IT的融合，为改变工作流程的奠定了基础。索贝推出的基于蓝光盘技术的非编系统EditMax5，可以与蓝光移动编辑系统无缝链接，使整个工作流程更加顺畅。
松下推出的基于半导体存储卡记录的摄录一体机，与现有DVCPRO25、DVCPRO50完全兼容，实现向任何新系统的无缝过渡，并充分考虑了向高清晰度电视发展的需要。它无机械成分，具有抗震动性好、低功耗、低噪音、操作成本低等特点，能更充分适应拍摄所遇到的各种环境。在编辑方面，无论是现场快速编辑、还是电视台内部网络编辑，由于公共的SD存储卡与计算机良好的连接性，它可以实现快速上载而不需要等待时间，迅速进入非线性网络进行加工处理。目前P2卡已经能和大洋及Avid等公司的非编协同工作。
经过近2年的开发试验，上述三项技术/产品比公布初期有很大的进步，并且有更的非编厂家加入进来，可以实现更迅速的非线性编辑。但与此同时我们发现，这些技术/产品还没有成为电视生产链中的主体。技术质量的提高、存储容量的扩充、压缩技术可编辑和易传输的完善、成本的有效控制，是它们日后走入全程非线性制作流程成为主导记录载体的前提。
网络化
从工作流程上划分，目前有制作网、播出网、存储网和传输网。从节目类别上还可细分为新闻制作网、后期制作网、频道包装制作网等。广义上讲，新闻网强调速度、时效和共享；后期网更关注规模和可动态分配的加工能力；包装网更加侧重技术质量和协同生产能力；播出网强调节目成品易于管理和播出菜单查询；存储网重视系统整体的保有量和方便的检索、复用；传输网强调保证质量和覆盖。不同的网络定义，不同的应用单位可能会有不同的组合和完全不同的设备配置。
(1)网络的物理结构
可能会有多种形式或组合：网络接口I/O多样，如SCSI、iSCSI、FC、IEEE1394、USB、Internet、GIG NET等。问题是采用通用网络协议，还是专用网络协议或者多网结构？如果采用NAS，由于为分布式存储结构，相对于视频要求的同步与实时性，如何解决延时、抖动、纠错处理问题，如何保证每个制作通道所需的恒定独享带宽，往返拷贝的速度与效率会否影响制作播出实效，等等，是要重点考虑的问题。如果采用SAN，由于为集中共享式存储结构，系统稳定性会相对好些，目前来看FC也是电视节目生产的主流传输技术，但带宽瓶颈可能会影响到制作规模，对网络安全性的要求提高，特别是在公共存储、媒体和数据管理方面会造成系统成本的上升，如何控制？可能新的4Gb/s FC的出台、万兆以太网的出现、IDE硬盘性能的提高，会为我们找到答案。
(2)节目制作的工艺流程
是否要针对节目制作流程的改变进行个性化方案设计？非编网络能否全面取代传统的电编合成？或仍需要整体的分工合作？电视节目制作的特殊要求：实时、A/V同步、播出实效要求，如何保证制作速度？多次上/、补素材、配音、内容审片、技术审片、网络带宽瓶颈等，所有这些问题都要认真考虑。
一旦由一个个相互独立的单机连成一个网络,保证整体系统安全无疑是重要的问题。包括中央重要部件的实时热备和系统整体的防病毒等，都需要明确的措施；此外，也需要考虑网络系统规模、系统安全和建立在两者之上的系统成本等问题。
(3)节目制作、存储、传输标准化
单一用途的网络(岛)是否需要链接成大型的互连媒资系统，需要考虑分别定义制作、播出、存储/复用的码流。而对于不同的格式、平台、应用软件和网络，也应从实际流程的实效性上考虑相关的转码、传输速度、质量。
对于存储格式，采用原码流，质量好。但存储量很难控制，导致规模可能无法预测而无限膨胀；而采用固定码流，情况正好相反。根本问题是标准化的问题。能否产生国际交换标准，分别适用于制作域、传输域和归档存储域？
从AAF到MXF，虽倡导多年，但各设备厂家依然各包内核或子集，可实施性具体如何？能否真正付诸实用？未来系统可能会是多种组合的乘法器吗？
标准化的问题更涉及时下流行的资料存储。对于媒资而言，首先应该是针对应用市场，建立适用不同领域的视音频编目标准，才能做到定义规范的编目及比较准确、高效的检索和复用。
(4)网络运营的可执行性
有无明确的适用于非线性/网络制作的生产流程只是技术层面的问题，或称之为可操作性。而有无熟练驾驭上述系统的管理队伍，有无可与之配套贯彻始终的行政干预体系，是更深层次的管理问题。既使有了先进的生产力，有无与之配套的先进的管理、考核、评价体系，也是生产力能否得到充分发挥的关键。网络运营需要先进的技术设备和周密的方案论证，其中重要的是适应高效工作的流程和保证运营的安全措施。此外，还涉及项目操作人员的管理能力、运营能力、制作能力，这又涉及体制和机制的配合问题。
（未完待续）
《世界广播电视》
