阅读说明：本技术 基于时间码同步的大型演艺控制系统 (Large-scale performance control system based on time code synchronization ) 是由 叶元良 于 2020-03-13 设计创作，主要内容包括：本发明实施例公开了基于时间码同步的大型演艺控制系统。该大型演艺控制系统包括：用于输出统一的同步时间码及多声道音频信号的时间码同步/音频播放单元,用于输入多声道音频信号及视频播出单元的所有服务器的音频信号的音频控制单元,用于根据接收到的所述同步时间码,同步控制并播放所有播出单元的视频输出的视频控制单元,用于监视所有视频播出单元输出的视频画面,接收所述同步时间码并显示的视频预监单元,以及用于根据接收到的所述同步时间码,通过预编程序同步输出对应的灯光、激光、水秀等特效的灯光、激光、水秀等控制单元。其具有高度集成、模块化和安全的特点,对于演艺控制系统形成了统一的控制协议,实现全系统非线性实时时间码同步。(The embodiment of the invention discloses a large-scale performance control system based on time code synchronization. The large-scale performance control system comprises: the system comprises a time code synchronization/audio playing unit for outputting uniform synchronization time codes and multichannel audio signals, an audio control unit for inputting the multichannel audio signals and the audio signals of all servers of a video playing unit, a video control unit for synchronously controlling and playing the video output of all the playing units according to the received synchronization time codes, a video pre-monitoring unit for monitoring the video pictures output by all the video playing units and receiving and displaying the synchronization time codes, and a control unit for synchronously outputting the corresponding special effects of lamplight, laser, water show and the like through a pre-coding program according to the received synchronization time codes. The method has the characteristics of high integration, modularization and safety, forms a uniform control protocol for the performance control system, and realizes the nonlinear real-time code synchronization of the whole system.)

基于时间码同步的大型演艺控制系统

技术领域

本发明涉及演艺控制系统技术领域，尤其涉及一种基于时间码同步的大型演艺控制系统。

背景技术

目前的大型演艺控制系统(包含音视频系统、灯光系统、激光水秀等系统)通常分为如下两种控制方式：

其中一种是各个不同专业的控制系统分别通过人工进行手动控制。这样的控制方式需要的操作人员众多，同步性能不佳。还有一些利用灯光控制台编程，使用DMX512、Artnet控制协议控制灯光、视频服务器、激光水秀等设备。

但是，灯光控制台对视频服务器采用“CUE”触发的同步播控方式不能在任意音乐时间点使音、视频内容同步。而且音响系统中音乐播放、灯光控制台均需手动控制，或使用视频服务器播放音频，音频质量差，同步性能一般。

在实现本发明过程中，发明人发现相关技术存在以下问题：现有的大型演艺表演中的音响系统、视频系统、灯光系统、激光水秀等多种不同专业系统之间均由不同厂家设计安装，缺乏统一协调，控制系统及控制室设备布局各自为政，控制协议不统一，设备安装布局不协调，控制台面和综合布线混乱的问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于时间码同步的大型演艺控制系统，以解决现有大型演艺秀中各个专业系统难以统一协调，同步性差的问题。

本发明实施例的第一方面提供一种基于时间码同步的大型演艺控制系统。所述大型演艺控制系统包括：时间码同步及音频播放单元，视频控制单元，视频预监单元，灯光控制、激光、水秀控制单元等。

其中，时间码同步及音频播放单元用于生成统一的同步时间码及编辑播放演出的主音乐立体声或多声道环绕声；音频控制单元用于输入音频播放单元及视频播出单元的音频输出信号，并完全冗余备份系统的音频信号输出；视频控制单元，用于演出节目前期音视频编排，通过网络同步控制视频播出单元，进行视频、音频素材上传；根据接收到的所述同步时间码，同步控制并播放所有视频播出单元的视频输出；灯光控制、激光、水秀控制单元，用于根据接收到的所述同步时间码，通过预编程序同步输出对应的灯光、激光、水秀等特效。

本发明实施例提供的技术方案中提供了一种高度集成、模块化和安全的解决方案，对于演艺控制系统(音视频、灯光、投影、激光、水秀等)形成了统一的控制协议，实现全系统非线性实时时间码同步(SMPTE)。

进一步地，该基于时间码同步的大型演艺控制系统增设了视频预监单元(用于监视所有视频播出单元输出的视频画面，接收所述同步时间码并显示。)、无线时间码单元(用于接收所述同步时间码，并显示同步时间码)、主系统和备份系统应急切换控制等架构，完整的控制系统可完全独立运行，可以方便操作人员对系统的监控及故障预判，并有效的减少了所需的操作人员。

可选地，本发明实施例中的LED屏处理器及显示单元、投影机显示单元、后级功放音响系统单元(如功放和扬声器)、灯光控制(如灯光控制台)和终端单元(如灯具)、激光控制和终端单元(如激光机)、水秀控制和终端单元等，可由其他专业厂家按该系统统一设计的协议架构实施。

可选地，本发明实施例中还可以包括所有终端设备的电源集中管理控制的功能模块，以使所有设备均可在控制室内进行远程电源控制。

可选地，本发明实施例中还可以包括为控制室内全部控制设备(不包括灯具、音响、LED、投影机等终端输出设备)提供长时间(如4小时)供电的UPS，提高系统的安全性。

可选地，本发明实施例中基于时间码同步的大型演艺控制系统包括为全部控制室内的控制设备(包括不同厂家提供的控制设备)定制机柜、控制台桌，规划不同专业的设备布局及抗干扰的电源线、信号线的综合布线。所有信号线路全部有序内置在前期设计的控制台桌内，可以最大限度地保障系统的稳定性及控制室的有序整洁。

附图说明

图1为本发明实施例的完整冗余系统的实施例示意图；

图2为本发明实施例的大型演艺控制系统的一个实施例示意图；

图3为本发明实施例的大型演艺控制系统的一个实施例平面示意图；

图4为本发明实施例的大型演艺控制系统的另一个实施例示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

图1为本发明实施例提供的大型演艺控制系统的结构示意图。该大型演艺控制系统包含有多个不同专业的模块，通过时间同步码实现多个专业模块之间的同步和控制，确保大型演艺节目的顺利进行。如图1所示，该大型演艺控制系统可以包括如下功能模块：时间码同步及音频播放单元110；视频控制及播放单元120-125；音频控制及音响终端130-131；无线网络控制、时间码显示单元140-142；灯光特效单元160-161、170-171、180-181；视频显示设备：LED屏处理及显示单元150-151、投影机显示单元152。

其中单元131、150、151、152、161、170、171、180、181、可根据演艺需要由其他专业厂家按统一协议进行自由组合配置；

图1所示本发明实施例包括该大型演艺控制系统的主要单元的完全冗余备份，可根据客户投资成本，仅配置主控单元(没有备份单元)，亦可实现大型演艺系统的时间码同步控制，弊端就是系统没有冗余备份；

图1所示本发明实施例具备除各专业终端外可独立运行。即：控制室以外的对应各专业终端设备，在没有通电的状态下，控制室内的所述全部控制设备可独立运行，方便操作人员对系统状态及故障环节的直观判断。避免目前其他众多实施项目的的弊端。

其中，时间码同步单元110是用于生成统一的同步时间码。本实施例中该时间码同步模块110包括音频制作系统结合设置，根据演艺节目的音乐时间长度来生成相应的同步时间码。

该时间码同步单元中的音频工作站，可根据演出节目的章节段落预设场景时间标记点，通过快速健快捷访问标记点并播放。

较佳的是，为了保证冗余备份功能，所述时间码同步单元还可以包括：主时间码同步单元以及与所述主时间码同步单元功能完全一致的备份单元。

主备两台时间码同步设备通过MIDI协议，完全同步地产生同步时间码及音频播放。当主单元故障时，可及时对备份单元操作，恢复系统的同步运行。

在一些实施例中，所述的视频系统由视频控制单元120、视频播出单元121、视频矩阵单元122、视频预监单元123、视频采集单元124、投影机控制单元125组成；

视频控制单元120是系统中与视频数据处理相关的功能模块，其可以用于根据接收到的所述同步时间码，通过网络控制多台视频播出服务器，并输出对应的多路视频信息。每一路视频信息都是相对独立的视频数据，可以根据实际情况的需要而设置合适数量视频传输通道分别用于传输多路视频信号。

较佳的是，为了保证冗余备份功能，所述视频控制单元还可以包括：主视频控制单元以及与所述主视频控制单元功能完全一致的备份控制单元。

主备视频控制单元除可接收同步时间码控制视频输出外，还可以通过手动播放方式播出系统中的音视频信号，在极端情况下，当主备时间码同步音频播放单元全部故障时，亦可恢复演出的音视频播出。

主视频控制单元与备份控制单元之间可以实现自由切换，在所述主视频控制单元故障时，可以切换至所述备份控制单元。通过备份控制单元执行所述主视频控制单元的功能，保证系统的正常运行。

所述视频播出单元121包括主视频播放服务器组A及备份视频播放服务器组B，主备两组视频播放服务器输出的视频信息完全一致。主备设备的视频输出集成到视频矩阵单元122，由视频矩阵单元路由分配信号到主备传输线路及主备视频预监单元123。

在该实施例中，所述视频播出单元121中的每个视频输出通道定义有唯一主备标识的ID名称编号(EDID信息)，每个视频输出通道用于输出对应视频信息至视频显示终端进行显示。

通过该唯一的ID名称编号，可以防止当某个视频显示设备出现故障时引起输出信号排序错乱。在构建大型显示系统时，使用大量LED屏拼接、多台投影机拼接融合以及叠加等演出场合时能够发挥巨大的作用。

在该实施例中，在不同剧场系统设计时，针对LED屏规格尺寸、物理分辨率(有效的最高分辨率)、投影机数量等不同，前期设计为视频内容制作单位，设计视频大画布及分割输出模版、测试图等，可以对非标准的超高分辨率进行总分辨率计算，然后分割成多个不同的高清视频。

分割后的每一个高清视频可以指定由视频播出单元121对应的视频通道进行输出，从而达到点对点的最高清晰度显示效果。

视频播放服务器组的主备设计，极大提高视频输出的安全系数，当主视频服务器组的某台视频播放服务器故障时，可简单地通过视频矩阵单元122进行切换，对演出系统中的视频提供安全保障。

在该系统中的视频矩阵单元122，除常规设计的视频信号路由功能外，另一个主要功能是对视频播放服务器视频输出端口显示属性锁定。通过预编程将唯一的EDID信息分别写入到视频矩阵单元122的每一个输入通道。以防在服务器操作系统或显示终端故障时，视频输出端口的ID排序错乱。

在视频矩阵单元122中，以1台DVI视频矩阵及主备2台视频播出服务器为一个组合，对其四路视频信号进行主备输出。预制主备工作模式，可方便快捷的面板按键或接入中控设备操作，自由切换到安全的运行模式。

上述组合，可根据系统视频通道数量的要求，自由配置。

图2为本发明另一实施例提供的大型演艺控制系统的结构示意图。如图2所示，除了图1所具有的功能模块以外，

如图2所示，该大型演艺控制系统还可以进一步增添其他的功能模块以更好地提升用户的使用体验。还可以包括：用于提供系统运行状态信息，提升演出安全保障的视频预监单元123。

其中，所述视频预监单元123可以通过集成的视频输出端口矩阵与所述视频播放服务器121连接，用于显示每一路视频信息的内容以及同步时间码。具体的，视频预监单元123可以显示所有视频输出通道的视频内容、自定义主/备视频通道的名称，并以不同边框颜色以示区别，还可以进一步对同步系统的时间码SMPTE解码并显示。

此功能单元方便操作者可以直观判断主备播出服务器系统及时间码的运行状态，从而观察整个系统的同步运行状态，为演出提供良好的安全保障。

音频控单元130是对音频信号进行调音、混音、输出等功能模块。其接入音频工作站、视频播放服务器及其他音源如CD机、无线麦克风等输出的音频信号，为音响系统功放及扬声器提供演出信号。

在实施例中，该音频控制单元130可以是数字调音台，较佳的是，该调音台可以包括主调音台和备份调音台两个。可以通过MIDI协议同步控制所述主调音台和备份调音台。

在实施例中，主调音台和备份调音台为主备音频工作站、主备视频播出服务器的音频信号提供多路交叉冗余备份。即：主音频工作站输出两组音频信号，A组音频信号接入主调音台，B组音频信号接入到备份调音台；备份音频工作站输出两组音频信号，C组音频信号接入备份调音台，D组音频信号接入到主调音台；主视频播出服务器组的音频信号接入主调音台、备份视频播出服务器组的音频信号接入备份调音台。主备2台调音台的输出的16条BUS总线通过设计的音频矩阵设备自由切换其主备信号，为音响终端单元提供安全的输出。

请继续参阅图2，该大型演艺系统还可以进一步包括：无线网络单元140、无线时间码单元141以及无线控制单元142。

所述无线网络单元140是用于建立无线网络通信模组，其接入音视频系统网络，并在所属演艺区域组建全域APP网络。其可以与一个或者多个终端设备建立通信连接，用以接收来自终端设备的控制指令和向所述终端设备反馈数据信息。

进一步地，基于无线网络单元140提供的无线网络，结合无线控制系统141可以实现系统的无线控制功能。例如，使用定制的APP或者网页客户端对系统进行音视频播放、视频亮度、音频音量等控制，令排练时导演可自行控制整个系统，具有良好的使用体验。或者是为系统调试提供方便，实现投影机(包括几何矫正、拼接、融合等)的远程调试。

所述无线时间码单元141功能，用于通过无线信号传输的方式接收所述同步时间码，并转换为对应的时间提示信息进行展示。该无线时间码单元141具体可以要求配置合适数量的移动终端。考虑到大型演艺节目中，不同专业和岗位的控制室位置不同，可以在排练合成时，分别将无线时间码单元141的移动终端分配给导演、场记、服装间、化妆间、道具间等不同的位置和人员，从而实现除听音乐外的精准时间提醒和显示。而且，采用无线传输的方式不需要进行复杂布线及安装调试，具有良好的使用体验。

视频显示设备包括：LED处理器单元150、LED屏显示单元151及投影机显示单元152。

单元150、151、152可根据实际需要由专业厂家提供并实施。

图2实施例中，在前期设计中，可根据导演对演出视频舞美效果要求，为不同类型的LED显示或投影拼接融合显示构建不同的显示系统。此案例的设计主要特点在于，在控制室内避免复杂众多的LED屏发送卡网线或光纤，将LED处理器发送卡输出端集中输出到一台专业电/光转换设备，通过专业电/光转换设备，在一路光纤传输。主备光电转换及光纤传输各一路。

LED的选择，按设计要求其具备正向传输及备份的反向传输信号功能，当主传输信号丢失时，备份传输可自动启用。这极大提高LED屏显示的安全性。

投影机显示单元152，由投影机控制单元125集中统一电源管理、光闸控制等。单元152包括通过系统网络连接数量不限或型号不同的投影机。

在实施例中，还进一步根据不同演艺场地、投影面积等要求，前期模拟仿真投影显示效果，计算出投影机安装位置、安装角度等参数；同时为投影机及使用的镜头型号的选择提供参考。

灯光特效包括：灯光控制单元160、激光控制单元170、水秀控制单元180及其终端设备等；

是用于根据接收到的所述同步时间码，输出对应的灯光特效的功能模块。具体使用到的灯光特效可以根据演艺节目以及系统的实际设计情况而设置。

在一些实施例中，灯光控制单元160可以包括：用于控制灯光的主备两台灯光控制台及Art Net网络解码设备；两台灯光控制台互为热备份。

在灯光控制单元160内，存储有根据同步时间码预先编辑的灯光效果控制程序。该灯光效果控制程序可以记载：在接收到某个同步时间码时，启动相应的控制单元输出相应的灯光特效。

激光控制单元170包括：用于控制激光的主备两台激光控制服务器，其激光控制服务器可根据设备的选型或软件不同，灵活地使用时间码单元提供的时间码或灯光控制台的DMX512/ArtNet协议进行同步控制。

水秀控制单元180包括：用于控制水秀的主备两台激光控制服务器，其水秀控制服务器可根据设备的选型或软件不同，灵活地使用时间码单元提供的时间码或灯光控制台的DMX512/ArtNet协议进行同步控制。

这样的，灯光师可根据时间码编辑灯光、激光、水秀等控制CUE，通过手动预编程的方式，仅根据时间码(音乐)录制一次保存为相应的控制程序，即可实现灯光、激光、水秀等系统的全自动控制。

当然，根据实际情况的需要，还可以增加或者减省灯光特效系统中的一个或者多个功能单元，实现其他不同类型的灯光特效，满足大型演艺节目的需求。

图3为本发明实施例提供的大型演艺节目控制系统的控制室设备平面布局图。如图3所示，该完整的系统包括：负责控制视频信号的主/备份视频控制器的控制台31，负责生成同步时间码的同步设备32，主/备份预监视模块的显示器33，主/备份音频工作站34，主数字调音台35a，备份数字调音台35b，主灯光控制台36a，备份灯光控制台36b，主/备份激光水秀控制台37以及多个相关设备机柜分别用于存放对应的设备。

其中，该机柜可以包括放置音源设备的机柜381，放置实现主/备份间切换的音频主备切换设备的机柜382，放置视频采集设备的机柜383，放置主/备份视频控制器的机柜384，放置视频服务器的机柜385，用于放置为整个系统供电的UPS电源机柜386以及用于放置播音响终端功放设备的机柜387。

整个系统自动化程度高，可以有效的减少操作人员数量，由原来各专业均需配备操作人员减少到仅一人即可操作(灯光、水秀以及激光控制台可以不需要人员操作，实现自动控制)，大大的降低了人力资源成本。而且，各个功能模块都设置有主备份系统，可以实现系统的热备份同步运行，可以有效的提升大型演艺节目播出的安全性和稳定性。

综上所述，本发明实施例提供的大型演艺节目控制系统构建了系统内独立的高速局域网络，并为音视频文件共享提供病毒隔离网络，具有较好的安全性，解决了大型演艺秀的系统稳定及安全问题，提供高度集成模块化解决方案。

图4为提供时间码同步功能的简化版系统，在资方投资有限的情况下实施，不提供冗余备份功能。

在此提供的算法或显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明实施例也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及本发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。