Aquilon操作指南(第5篇)：Aquilon核心概念解析

引言在前四篇中我们分别介绍了Aquilon的硬件规格、系统操作、Web RCS软件界面以及Preconfig预配置菜单。从本篇开始我们将深入理解Aquilon系统的核心概念。这些概念是正确配置和高效使用Aquilon的基础涵盖了容量分配、屏幕层架构、视频处理单元VPU工作原理、HDR转换机制以及辅助屏幕等关键技术点。理解这些核心概念有助于用户在Preconfig配置时做出正确的决策避免资源分配不当导致的性能瓶颈或功能受限。一、Capacity容量系统1.1 容量概念Capacity容量是Aquilon系统中一个基础且关键的概念。它表示分配给某个项目的最大带宽。为每个项目分配最大容量可以确保Aquilon单元内部所有元素之间的互操作性。容量在设置格式时自动分配。容量的取值范围为1到8。最小容量1对应双链路带宽Dual-link每个后续容量增加的带宽等于一个双链路带宽最大容量8对应8K带宽。1.2 标准格式的容量对应关系不同分辨率格式在不同刷新率下对应的容量等级如下容量等级30Hz内部速率60Hz内部速率120Hz内部速率14096×21601920×1080 / 2560×16001920×108025120×28803840×21602560×160047680×43205120×28804096×21604*16384×1080 / 8192×2160 / 12000×1200 / 8640×1600 / 7680×1792 / 7200×1920——注带号格式在CVT 2.0规定的Reduced Blanking下最高支持60Hz。*需要特别注意的是容量取决于设备的内部处理速率。内部速率越高所需的处理容量就越大。当内部速率高于60Hz时某些视频格式和图像分辨率将不受支持。1.3 使用容量的元素容量在以下元素设置格式时自动分配输入组图像插槽层屏幕输出组容量1容量1容量1容量1容量2容量2*容量2容量2容量4容量4*容量4容量4注将图像插槽设置为容量2会禁用下一个图像插槽设置为容量4会禁用接下来的3个图像插槽。1.4 内容与层的兼容性内容与层的容量匹配遵循以下规则容量为1的输入或图像可以在容量为1或2的层中使用容量为2的输入或图像只能在容量为2的层中使用如果将1920×1080的内容设置为容量2它将在容量为2的层中显示即使其实际分辨率并不需要这么大的带宽。这意味着资源的分配需要合理规划以避免不必要的资源浪费。二、Screen layers屏幕层2.1 层模式概述层Layers在Web RCS的Preconfig菜单中分配给屏幕Screens和辅助屏幕Aux Screens。Aquilon为屏幕提供了两种层模式Mixer layers混合层Aquilon单元及大多数Analog Way产品的默认层模式Split layers分割层消耗的处理资源仅为混合层的一半这两种层模式可以在同一个屏幕中同时使用为复杂的画面布局提供了极大的灵活性。2.2 Mixer layers混合层混合层支持交叉过渡cross transitions在过渡过程中两个内容可以同时可见实现无缝切换seamless transition。这是现场演出和广播制作中最常用的层模式。需要注意的是混合层不能显示屏幕Screen作为内容源。2.3 Split layers分割层分割层相比混合层处理资源消耗减半从而使屏幕上可用的层数量翻倍。使用分割层时需要注意以下限制可以在层中显示节目屏幕Program Screen但可能会占用后续分割层的资源不支持无缝过渡一个内容会在新内容出现前完全消失在使用多画面监看器Multiviewer查看使用分割层的屏幕预览时只显示层的线框wireframes2.4 屏幕内容源屏幕和辅助屏幕的层可以显示以下类型的内容输入信号Inputs图像Images包括计时器背景Backgrounds屏幕Screens需要注意的是屏幕只能用作辅助屏幕和带分割层的屏幕的内容源。背景只能在屏幕背景层中使用。三、Aquilon Processing处理架构3.1 VPU与缩放引擎理解VPUVideo Processing Unit视频处理单元的概念是优化Aquilon性能的关键。VPU是Aquilon的主要处理组件负责创建层并将它们分配给一个或多个输出。每个VPU包含8个源链路和8个输出链路。容量1使用一个链路容量2使用两个链路以此类推。每个VPU支持容量1时8个混合层或8对分割层分布在8个输出上容量2时4个混合层或4对分割层分布在4个输出上容量4时2个混合层或2对分割层分布在2个输出上3.2 VPU的自重新排列VPU具有模块化架构会根据屏幕配置自动重新排列其链路屏幕中的输出数量屏幕中的层数量层与输出之间链路的容量一个VPU最多可以管理8个屏幕每个屏幕使用1个输出和1个混合层。VPU也可以在8×8链路的限制内管理各种组合配置。3.3 VPU容量支持一个VPU可以同时支持所有容量。VPU和屏幕可以同时支持容量1、2和4的层且顺序不限。例如可以配置屏幕11个输出1个容量1的混合层屏幕21个输出1个容量1的混合层屏幕32个输出2个容量2的混合层2个容量1的混合层3.4 缩放引擎边界VPU经过优化可以将层分布在最多4个输出链路上。如果一个层分布在超过4个输出链路上则会使用另一个层链路。3.5 组合VPU使用超过8个输出的屏幕会使用另一个VPU。例如屏幕1的每个混合层使用3个层链路时就需要跨VPU协作。3.6 优化模式当一个屏幕使用至少5个输出链路且至少有一个容量2的层时会为整个VPU启用优化模式Optimized mode。优化模式移除了4链路边界限制将链路配置为为容量2的层提供最佳性能。建议当在一个屏幕中启用优化模式时只使用容量2的层。3.7 Cut Fill资源为层启用Cut Fill效果会使该层所需的资源翻倍。需要注意的是Cut Fill在容量4的混合层中不可用。3.8 各型号VPU配置Aquilon单元配备最多4个VPU。不同型号的VPU数量、输出接口数量及最大支持配置如下型号VPU数量输出接口最大5K60p PGM输出(容量4)最大4K60p PGM输出(容量2)最大5K60p混合层(容量4)最大4K60p混合层(容量2)最大2K60p分割层(容量1)RS alpha141屏0辅4屏0辅2416RS1181屏1辅4屏4辅2416RS22124屏2辅8屏4辅4832RS32124屏2辅8屏4辅4832RS43166屏2辅12屏4辅61248RS53166屏2辅12屏4辅61248RS64208屏2辅16屏4辅81664Cmini最多1最多122屏4辅4屏8辅最多2最多4最多16C最多2最多164屏4辅8屏8辅最多4最多8最多32C最多3最多206屏4辅12屏8辅最多6最多12最多48Cmax最多4最多248屏2辅16屏4辅最多8最多16最多64VPU会根据屏幕配置自动连接在一起与缩放引擎的工作方式类似。四、HDR conversion动态范围转换Aquilon能够管理具有不同帧速率的输入和输出。同样Aquilon也可以管理具有不同动态范围配置的输入和输出包括标准动态范围SDR和高动态范围HDR。HDR转换支持以下转换方向SDR ⇔ HDR10SDR ⇔ HLGHDR10 ⇔ HLGAquilon处理引擎支持HDR10和HLG标准。SDR到HLG的转换基于BBC的专业3D查找表LUT。用户可以定义内部HDR配置文件所有输入将自动转换以进行优化处理和显示。HDR转换也可以为每个图像插槽、输入和输出手动设置。此外还可以导入自定义LUT用于输入或输出级别的动态范围转换。重要提示HDR转换不增加延迟。HDR转换意味着所有内容都可以被转换以完美混合和显示但这并不意味着SDR内容转换为HDR后会看起来更好。五、Aquilon latency系统延迟Aquilon系列经过优化提供极低的延迟在大多数情况下仅为1到2帧。这对于现场演出、广播和会议等实时应用场景至关重要。六、Aux Screens辅助屏幕6.1 辅助屏幕概念辅助屏幕Aux Screens不消耗处理资源。当Aquilon单元的处理资源已被屏幕完全占用但仍有可用输出时辅助屏幕是显示更多内容的理想选择。6.2 辅助层的数量与容量用于辅助屏幕的输出最多可以显示8个容量为1的层。辅助层数量遵循两条规则启用超过2个层会禁用板卡上的下一个输出接口因为它使用了这些接口的资源辅助层是动态的。创建辅助屏幕后分配容量大于1的内容会抢占下一个辅助层。每增加一个容量等级就抢占一个层辅助输出层数量如果只显示一层的最大源容量2层容量1容量2可显示4K屏幕4层容量1禁用下一个输出槽容量4可显示2×4K屏幕6层容量1禁用下两个输出槽容量6可显示3×4K屏幕8层容量1禁用下三个输出槽容量8可显示4×4K屏幕提示只有输出1、5、9、13和17可以设置为具有8层的辅助屏幕因为这会占用板卡上接下来三个输出的资源。具有8层的辅助屏幕有足够的带宽显示8K节目但输出接口格式仍限制为4K60Hz。6.3 Screen与Aux Screen对比支持功能带层的屏幕不带层的屏幕辅助屏幕多输出是是否DPH104输出是是否多层是否是零处理资源消耗否是是背景层八组背景集使用输入或图像是是否仅单色显示屏幕节目是否是层边框设置是否否Alpha通道是是自定义单色否Cut Fill效果是否否无缝过渡是是否七、总结Aquilon的核心概念构成了整个系统配置和操作的基石。理解Capacity容量系统有助于正确规划分辨率和带宽资源掌握Screen layers屏幕层的两种模式Mixer和Split可以根据应用场景灵活选择深入了解VPU处理架构能够帮助用户在不同型号之间做出合适的选择并优化系统性能HDR转换机制确保了不同动态范围内容的兼容显示而Aux Screens辅助屏幕则提供了在资源受限情况下扩展显示输出的有效途径。这些概念之间相互关联共同构成了Aquilon强大而灵活的视频处理能力。在后续章节中我们将基于这些核心概念深入探讨多画面处理器、输出配置、输入管理等具体功能的配置与使用。