北京天文馆:建数字天象节目的强大后台

数字天象节目的制作不仅需要好的创意，同时也需要硬件条件的支持，包括强大的计算、存储能力以及稳定、可靠的机房，而北京天文馆新机房的建设无疑为数字天象节目的制作奠定了良好的基础。

在北京天文馆的众多展出内容和节目中，数字剧场放映的影片一直是最受欢迎的内容之一，其超高清的画面、缤纷绚丽的色彩、身临其境的体验感让不少天好者流连忘返。然而，大多数人所不知道的是，制作一部这样的科普片要比常规的影片困难得多。实际上，为了创作出我国首部国产数字天象节目《迷离的星际》，天文馆数字工作室主任宋宇莹和其同事们为此努力了一年多的时间。而这期间，由于计算机机房的UPS、空调等设备老化，导致机房不时停电以及机房温度过高、设备故障频出，给宋宇莹添了不少麻烦。

“如果是现在再做这个节目，我们一定会顺利很多，时间也不会这么长了。因为我们有了一个全新的计算机房，此前的机房给我们出的难题将不复存在。” 宋宇莹在接受记者采访时表示。

宋宇莹所说的新计算机房今年7月刚刚建成，是天文馆专门为数字工作室建设的，采用的是APC公司的InfraStruXure（英飞解决方案）。在宋宇莹看来，新机房将大大提升数字工作室的节目制作能力。

数字天象节目

制作之难

科普教育是北京天文馆的重要任务之一。为了做好科普教育工作，北京天文馆除了布置各种各样的天体模拟展览外，还在其天象厅、SGI数字宇宙剧场、3D动感影院和4D动感影院等四个放映厅放映各种科普类的天象影片。与普通的影片不同，为了营造出一个虚拟的太空环境，让观众置身其中犹如真正遨游太空一般，这里播放的都是三维的（或者四维）、高分辨率的穹幕电影。

由于此类数字天象节目的科技含量很高，因此很长时间以来，大型数字天象节目市场一直被国外公司垄断，我国的天文馆要播放此类节目的唯一办法只能租借或者购买。为了创作出我们自己的数字天象节目，北京天文馆成立了自己的数字天象节目制作室――数字工作室，宋宇莹就是这个工作室的负责人。工作室的首部作品就是2007年年初上映的《迷离的星际》，其全三维、全特效的数字节目、3200×3200的分辨率、沉浸式剧场的球幕画面填补了国内业界领域的空白。

《迷离的星际》的成功极大地鼓舞了宋宇莹的做出更多好节目的信心，但同时也暴露出现有计算机机房在支持数字影片制作方面的不足。因为数字天象节目的制作不仅需要创意，如何让节目场景、情节、对话吸引人，还必须具备一定硬件条件，拥有强大的计算和存储能力。因为动画的渲染效果要逼真，让人身临其境，就需要有强大的服务器和存储设备的支持。比如，为了保证画面逼真，需要保证4000×4000、甚至8000×8000的分辨率，而普通的数字电影只需要能达到2000×1000就足够了。高分辨率不仅要求服务器具有强大的处理能力,同时对存储、网络带宽都有很高要求，比如一套20分钟左右4000×4000分辨率的节目通常要达到1.5TB的数据量。此外，要保证服务器、存储设备和网络设备的正常工作，还必须保证可靠的电源供应，也就是需要一个高效、稳定的计算机机房。

制作《迷离的星际》时，宋宇莹所在的数字工作室还没有自己独立的计算机机房，这给节目的制作带来很大的麻烦。

“那是一个多年以前建设的计算机机房，采用是传统的空调，对机房的监控也基本没有，一旦出现问题，维护人员完全要靠经验来判断哪里出了问题。”宋宇莹介绍说，“另外，由于我们的设备负荷大，因此过热时常发生，导致服务器宕机。”

对于从事数字天象节目制作的数字工作室来说，如何保证稳定可靠的计算能力成了一个大问题。因此，数字工作室的新机房建设很快就提到了天文馆决策者们的议事日程。

简单、可靠

是首要条件

对于新的计算机机房，宋宇莹有自己的标准，这就是管理简单、运行可靠。

宋宇莹说: “机房制冷是机房首先要解决的问题，数字工作室对计算能力要求高，服务器等设备运算负荷较大，用电消耗大，因此，机柜内容易形成热点。”

在宋宇莹看来，传统的计算机机房采用的空调制冷存在两方面的不足: 一个是制冷效率低下，不管是地板下送风还是顶板送风，很容易出现冷风还没有到达热源就与回风混合，导致冷风没有充分发挥其效果，从而效率低下; 另一个不足是，由于刀片服务器等高热密度设备的大量应用，使得机架内出现局部高温，有时虽然机房温度已经达到21摄氏度以下，而机柜内却还处于30摄氏度的高温。

管理简单也是不可忽视的一个重要条件，对于宋宇莹来说，数字工作室的运作已经市场化，人力成本是他必须考虑的一个方面。现有的10多名工作人员，应付现在的工作已经捉襟见肘了，还要腾出专门的人员来管理这个机房不太可能。所以，新机房必须很好地管理，具体有两条要求: 一个是设备稳定可靠，出现故障的可能性低; 而另一个要求是，系统能即时预警，一旦出现问题，也能提示管理人员故障出现在哪里了。

在明确了上述条件后，并对各大UPS设备厂商进行了一番调研，北京天文馆选择了与APC公司进行合作，采用APC的InfraStruXure (英飞)解决方案来建设数字工作室的新机房。

为未来规划

在宋宇莹看来，英飞非常符合数字工作室对机房的要求: APC的InfraStruXure（英飞）是一种集成了机架、制冷、电源、管理与维护于一体的系统，其模块化设计使InfraStruXure可以方便扩容，从而使其很容易适应用户在业务的不同发展时期，对业务需求与成本控制的权衡; 其对高功率密度的支持设计，确保InfraStruXure适应更小面积的IT机房; 还有，其以机架为单元的积木式设计以及布线的上走线设计，可以使InfraStruXure的各单元不规则地摆放并可轻易地移动，可以适应各种形状的房间和频繁的搬迁。

“英飞的InRow空调系统给我留下很深的影响，其灵活性和方便、节能的特点确保了机房不会再出现局部过热的现象。另外，英飞在管理和维护方面的方便也解了我们的后顾之忧。” 宋宇莹介绍说。

由于英飞系统各方面的先进性，使得安装、部署等工作进行得很顺利，今年7月正式上线运行，最终效果也让宋宇莹非常满意。

8月初，在宋宇莹的带领下，记者来到数字工作室的专用机房。记者看到，一间并不大的房间摆放了几排机柜，每两排相对而立，分别形成了冷风、热风两条通道。尽管没有采用高架地板，但整个机房完全看不到在很多机房常见的到处摆放的线缆。在机柜中间有半个机柜的位置放置着InRow空调。宋宇莹告诉记者，InRow放在机柜内，非常贴近热源，再加上采用水冷，所以非常节能。

据宋宇莹介绍，目前机柜中存放的设备有Sunfire x4600的服务器和几台PC服务器，以及一些NAS和SAN的存储设备，还预留有一些空间，可以保证未来5年内数字工作室的发展需求。很难得的是，英飞的模块化设计使得机房投资不用一步到位，未来可以随着业务成长逐步增加。