隐藏在机上娱乐节目清晰度中的玄机

  大家都有过这样的体验:在乘坐飞机的时候,会观看客舱内播放的电影、短片等娱乐节目,但是大部分人会惊奇的发现:节目质量似乎不尽人意,有些甚至还不如视频网站、个人电脑中的媒体清晰。反之,在旅客心中,航空业是名副其实的高科技行业,无论从任何一个角度去解读,都会让人觉得高不可攀、技术性强。人群中,只有少数的机迷才能说出某些飞机的品牌、型号,甚至一些技术和历史细节。但为什么在这样一个高深的行业中,还会出现视频清晰度问题?导致它的直接原因是什么?又是什么造成的?今天我们就来分析一下,隐藏在机上娱乐节目清晰度中的玄机。

  大家都有过这样的体验:在乘坐飞机的时候,会观看客舱内播放的电影、短片等娱乐节目,但是大部分人会惊奇的发现:节目质量似乎不尽人意,有些甚至还不如视频网站、个人电脑中的媒体清晰。反之,在旅客心中,航空业是名副其实的高科技行业,无论从任何一个角度去解读,都会让人觉得高不可攀、技术性强。人群中,只有少数的机迷才能说出某些飞机的品牌、型号,甚至一些技术和历史细节。但为什么在这样一个高深的行业中,还会出现视频清晰度问题?导致它的直接原因是什么?又是什么造成的?今天我们就来分析一下,隐藏在机上娱乐节目清晰度中的玄机。

  原因之一:母带(Video & Audio Sources/Master Tape)

隐藏在机上娱乐节目清晰度中的玄机

  提到母带,大家会想到胶片、母盘或更多形式的存储介质。其实机上娱乐业所称的母带,指的是:为机上节目专用的“原始文件“。之所以称之为”原始文件“,是因为母带在整个机上娱乐行业已经失去了”母“性,它已经不具备传统行业中母带的基本功能。如:唱片业的母带,指的是用来复制唱片副本的声源存储介质,它本身质量的好坏,直接决定了副本的质量。为了保证的它的高质量和原始性,制作方会精雕细琢,煞费苦心的去做好一切前期可能做到的工作,如果在录制母带的过程中出现错误,哪怕是如同发丝一样的微调,也要付出大量的人力、物力成本去重新返工。

  在谈机上娱乐业的母带之前,我们有必要了解一下航空公司购买机上节目的基本流程:1)航空公司提出需求。

  2)机上节目版权代理公司提供节目清单。

  3)航空公司采购。

  4)机上节目版权代理交付母带。

  5)机上媒体编码公司用母带进行编码。

  6)航空公司将编码后的媒体文件装载到每一架飞机。

  在第二个环节中,机上节目版权代理公司(In-flight Copyright Agency Company)也可以成为:CSP(Content Service Provider),但是CSP的性质大有不同,笔者今后会在航家专栏里详细介绍全球的各类CSP。那么版权代理公司本身不是制片方,他们所掌握的“母带”,也是从各大制片方收集来的。所以,就出现一个问题:版权代理公司拿到的“母带“形式是多样化、不规则的。如:有些制片方有严格的规定,必须按照数字带(Digital Betacam Tape)的形式交付母带,有些制片方则用DVD、硬盘形式,甚至优盘来交付”母带“。在这个过程中,“母带”一定会被压缩、处理,为了是存放在有容量限制的DVD(4.7G)、硬盘(500G-2T)和优盘(8G-32G)中,压缩后的“母带“质量会大大降低。另外,有些版权代理公司具有一定的后期处理能力,他们可以为“母带”加上字幕或图标,由于技术能力和对媒体文件的原理不了解,造成了”破坏性编辑(Destructive Edition)和有损压缩(Frame Loss Compression)“现象,无形中也会破坏母带的质量。所以,机上娱乐业的”母带“不是真正的母带。那么,这样的节目质量并没有走到它的尽头:展现给旅客,而是要面对之后的更加严峻的考验:制作和编码。

  原因之二:制作(Production)

隐藏在机上娱乐节目清晰度中的玄机

  制作本身是一个非常宽泛的词,在机上娱乐业,制作指的是两方面,

  1)从无到有,将没有的内容制作出来,以满足节目需求为目的。如:预录广播的制作(Pre-Recorded Announcement Production),航空公司选择了合适的声优,在录音棚中进行语音录制(Audio Recording)、后期效果处理(Post Edition)和缩混(Audio Mixing),经过编码(Encoding),最后复制(Duplication)到各种形式的媒介中,装载到每一架飞机上。

  2)二次加工,也就是影视业所说的“非线性编辑”。不按照母带的播出顺序播放,截取或删减其中的内容,以满足特殊需求。

  为什么要进行非线性编辑,为什么不直接把媒体装载到飞机上?有几项重要的原因:

  1)航空公司有修改需求,比如:航空公司需要在原有的媒体节目基础上加入广告、安全通告、新闻、角标、字幕,甚至动画特效等。

  2)航空公司要按照自己的航线长短来调整媒体节目长度,根据不同的航线,播放不同长度的节目,以免造成多放或少放的误差。

  3)如果航空公司选择了引进的片源,那就必须加入字幕,甚至多语种字幕和配音。

  4)按照最实用、高效的方式把节目压缩、输出给编码公司,如:DVD、移动硬盘或优盘,进行编码加工。

  除此之外,如果把音频或视频的音频制作规范从飞行的安全中忽略不计,是不被推荐的做法。笔者曾多次和行业内人士沟通,得到的确认是:音频信号长期处于高峰值(Peak)状态下,容易导致线路过热、设备烧毁等风险。在民航历史上就有过一次娱乐系统导致的坠机事故,1998年9月2日,瑞典航空公司的SR111/SWR111,由于娱乐系统座椅屏幕中的线路过热,导致电路短路引起的火花点燃了聚乙烯隔热层,再由聚乙烯隔热层引燃了其他设备曾经有过一次因为娱乐系统过热而引起的坠机事故。所以,为了防患于未然,一定要提高在音频方面提高警惕,从各个方面降低或者排除类似风险。

  原因之三:编码(Encoding)

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  编码这个词听上去很深奥、神秘,其实可以简单的理解为两层意思,即:转换和加密。

  转换指的是“格式转换”(Format Conversion),相信大家都用过各类的格式转换软件,将一种格式转换成另一种格式,以便于媒体的收听收看,对于有一定电脑基础的人们,已经不再困难。娱乐节目的转换也是大同小异,只不过目标格式非常明确:必须和硬件娱乐系统参数对应,而且一定要按照娱乐系统硬件厂商的技术规范要求去转换。

  如:一部电影的分辨率为:1920x1080p, 码流:20M,音频:AAC,采样率:256K。如果想在Rockwell Collins的PAVES系统中播放,那么就得按照PAVES系统的实际参数来转换,成为分辨率:1280x720p, 码流:5M, 音频:mp2, 采样率:128k。看上去复杂,如果熟悉了每一套娱乐系统的实际参数,这些都会迎刃而解。

  再谈谈加密(Encryption),大多数娱乐系统采用的是TS(Transform Stream)流来作为主要的媒体流,末尾名:.mpg格式。为什么娱乐系统厂家会不约而同的采用这种特殊的媒体流?其实原因很简单,TS流的特点就是:可自定义打包数据参数,以传输为主,最常见的领域就是家用有线电视和电视台。TS流的某些特点完全符合了娱乐系统的要求,因为每一家娱乐厂商都希望自己的媒体格式和其他厂商有所区别,避免因共享而造成商业损失。

  编码这个过程可以用“巧妇难为无米之炊来形容”,主要分为两方面:1)取决于“母带”的质量,如果把高清晰度的“母带”进行编码,相对来说,只是对视频本身进行转换和压缩,损失相对较少;如果把标清以下或质量更低的“母带”进行编码,那结果就会出现播放异常,如:丢帧、动作拖尾、抖动、扭曲等问题,除了母带原因之外,大部分娱乐系统硬件厂商采用的视频制止为NTSC,而中国视频制式的通用形式为:PAL。两种制式的技术细节上有千变万化的差异,在互相转换的过程中,注定会导致不同程度的“转换差”。2)要求处理过程不能过于繁琐,越复杂的处理过程,音视频的质量损失就越大。另外,还可以造成编码损失的其他原因是:计算机硬件老化、批量处理过多文件、计算机显示芯片落后、计算机CPU真对的媒体指令不足、内存不足等等。

  原因之四:硬件解码(Hardware Decoding)

隐藏在机上娱乐节目清晰度中的玄机

  首先,不得不提及一个常见误区:机上娱乐系统厂商经常会因为娱乐节目质量问题而引来航空公司的质疑和不满,笔者认为,判断此类故障,不能只从硬件出发。在此,有必要让大家来了解一下背后的真实情况,希望会对此类问题的解决有所帮助。有三个原因:1)硬件解码永远比软件解码要好。其工作原理是:硬件解码是在硬件解压的基础上完成,读取数据库的信息文件,再按照指定路径和文件参数调取媒体文件。家用电脑的读取方式基本相同,不同之处在于,机上娱乐系统端口封闭、配置简单、软件稳定,省去了所有不需要的附加功能,只为解码而工作。

  2)母带、制作、编码三个环节中的潜在问题被隐藏。这三个环节处在硬件解码的上游,之所以称之为‘隐藏’,是因为当机上媒体节目装载到飞机上之后,一旦出现问题,排故的难度相当大,每一个环节都有可能成为问题的根源。

  3)硬件厂商是“事发地”,很难逃脱责任,有口难言。要想测试机上娱乐节目的问题,就一定要通过硬件或模拟机(Rack)来测试。但是模拟机测试的成功率也不尽人意,就像任何一个模拟平台都无法完全模拟现实中千变万化的实际情况,就算媒体节目通过了模拟机测试,也不能确保有100%的可靠性。

  4)不规范操作导致。不规范操作的案例常有发生。分辨率就是一个常见的现象,如:屏幕分辨率低于或不符合实际视频分辨率,则出现丢帧、屏幕比例变形等现象。修改相应参数或系统文件,也会导致娱乐系统数据库丢失或瘫痪。

  那么娱乐系统硬件厂商就没有任何问题么,不然。越复杂的娱乐系统,出问题的机率必然越大,各项环节也相对复杂。硬件厂商有两大类问题会经常发生:

  1)软件问题,也称媒体问题,如:数据库连接文件导致的系统读取错误,无法读取到正确的媒体文件,或软件版本、操作系统错误和误操作等。

  2)硬件问题,硬件老化、维护不及时或不规范改装等。

  总之,硬件解码是机上娱乐系统的最后一步,是为旅客展现节目内容的最前端。硬件厂商通过无数次的测试、调试、取证,才有资格申请局方、FAA(Federal Aviation Administration)等部门的相关资质。在此之后,才有权限进行销售和适航。换言之,至少从硬件质量上、技术规范上和基础电路设计等安全角度是完全符合国际标准的。

隐藏在机上娱乐节目清晰度中的玄机

  最后,让我们回到主题,总结一下这样错综复杂的、一个可涵盖整个流程的综合性问题。在回顾它的同时,让我们纵览了整个机上娱乐业的全部环节。所以,想要去降低它的发生频率或找到合理的方式去解决的话,还是要从最根本的环节入手,抓住本质和根源,多从取证、多方考察后才可下定论。

(本文仅代表作者观点,中国民用航空网保持中立。)

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