まえがき

ATEMスイッチャーのコントロールには様々な方法があります。

本体の物理ボタンから操作 / ATEM Software Control / Advanced Panel のような、いわゆる純正のコントロール方法や 、
Live Command PROX / SKAARHOJ / Stream Deck のような、サードパーティ製のコントロール方法まで様々です。

それぞれにおいて操作性や価格、安定性、可搬性など利点の違いはありますが、今回はRaspberry Piを用いたコントローラー自作方法を紹介します。

なぜ、ラズパイで自作？

わざわざ自作しなくても良いじゃん… と思われるかもしれませんが、GPIO&USBが同時に使えるシングルボードコンピュータは、案外メリットが多いように思います。

例えば、DSK操作のような"ATEM Software Control上でキーボードから操作できないようなもの"も、これを使用すれば実現できます。非常に便利です。

メリット

• そこそこ安い

• 設定・運用に別途PCが要らない

• 自分好みに・簡単に操作コマンドを指定できる

• コントロールだけでなく、ATEMの情報を受信できる(データロガー的な)

• USBキーボード・GPIOの両方使用で高いカスタム性

デメリット

• 安いと言ってもArduino等よりは高い

• 設定には別途モニタが必要

• メディアプールの中身変更は今のところ出来ない

• OSの上に制御ソフトが乗っかるので、他の組み込みマイコンよりは安定性が劣る(とはいえどそこそこ安定してます)

簡単な仕組み

詳細は多分後述しますが、とりあえず大まかな動作原理を説明
使用するソフトは、Node-REDです。

SKAARHOJ & 有志の方が、Node-RED上でATEMスイッチャーを操作できるライブラリを公開してくれています。今回はこのライブラリを用いて、ラズパイからイーサネット経由で制御信号のやり取りを行います。

必要なもの

• Raspberry Pi 本体

• ラズパイ駆動に必要なSDカード・電源・ケーブル類

• テンキー

• 設定時：マウス・キーボード・モニタ

たったこれだけです。ラズパイ以外は既にお持ちの方も多いかと思います。気軽に始められるのは良いですね。

あると更に便利なもの

プログラマブルキーボード 

テンキーと違ってボタンの大きさがすべて同じなので見た目が良い！
青軸なのでカチカチ押せて、ボタン感がある！

LED・抵抗など
GPIOピンからタリーランプを作ったりも出来ます。
USBとGPIOの両方が使えるラズパイならではの利点です！

作り方

ラズパイのセットアップまでは軽く紹介します。
ネットでも様々紹介があるのでそちらも参照してください。

① ラズパイOSをSDカードにコピー

こちらのサイト(ラズパイ公式)にアクセス。ラズパイ起動用のメディアが作成できます。

ダウンロードしたファイルを開き、画面に沿ってインストールをする

ソフトを起動するとこんな感じ

OSは32bit (or RAM8GB版なら64bit)を選択

ストレージは32GB程度のMicroSDカードを用意。
(OS書き込み時、中身はフォーマットされるので注意)

OS・ストレージを正しく選択したら書き込み開始！
5分程度で終わるかと思います。

② ラズパイ本体のセットアップ

OSを書き込んだSDカードを本体にセット。
モニタ・キーボード・マウス類を接続した状態で、最後に電源を接続。

※モニタを繋がず先に電源を入れると、映像が映らないトラブルが起きる場合があります。
HDMI接続が認識できないと、コンポジット出力になるため？ だそうです。
その場合の解決策↓

③ Node-REDのインストール

公式のインストールマニュアル

端末で下記のコードを実行するだけです

bash <(curl -sL https://raw.githubusercontent.com/node-red/linux-installers/master/deb/update-nodejs-and-nodered)

本当にインストールしますか？ と聞かれるので "Y"(Yes)と入力

Are you really sure you want to do this ? [y/N] ?

ラズパイで使えるノードを追加するか聞かれるので "Y"(Yes)と入力
Noを選択すると、GPIOが多分使えません。

Would you like to install the Pi-specific nodes ? [y/N] ?

最後に、色々な設定を今しますか？と聞かれるので、とりあえずNoを選択
これでインストールは終了です。

Node-REDが自動起動するようにする

このままでは、ラズパイの電源を入れるためにNode-REDを起動する必要があります。
現場ですぐに使えないので、自動起動の設定を行います。

端末で下記のコードを実行するだけです

sudo systemctl enable nodered.service

設定が終わったら、一度再起動しましょう。

④ Node-REDを起動・ATEM用のライブラリを入手

インターネットブラウザで下記のアドレスを開きます

http://localhost:1880/

Node-REDが正しく起動していると、こんな画面が出るはずです。

まずはATEMスイッチャーのライブラリを入れます。
右上の 三 から、パレットの管理をクリック

ノードを追加 から、 「ATEM」と検索し、
下記のノードを追加します。

画面左のパレットに BlackMagic というノードが追加されました。

ノードをドラッグアンドドロップし、ダブルクリックすると設定が開きます。
下記のように設定してください。

Networkの鉛筆マークをクリックし、接続したいスイッチャーのIPアドレスを設定 & 更新

⑤ ラズパイのIPアドレスを設定する

ラズパイのイーサネット設定から、IPアドレスを固定にしてください。
この際、ATEM本体と同じネットワークになるように適切な値への設定が必要です。

設定は以上です！

⑤ 動作テスト

まずはこちらをダウンロードしてください。

このファイルは、下記のようなノード構成が保存されています。
スイッチャーのIPアドレスは192.168.10.240です。

読込は、左上の 三 から読み込みをクリック

読み込むファイルを選択 から、ダウンロードした.jsonを開きます。

読み込んだら、右上のデプロイを押します。
これにより、自分で作ったノードが実行可能な状態に変換されます。

デプロイが終わったら、いよいよ動作確認です。
ラズパイとATEMをLANケーブルで接続してください。
10秒ほどで、Connected となるはずです。

この状態で、"クリックで動作"の■をクリックしてみます。

"CUT"動作が確認できれば、成功です。
おめでとうございます。

自分好みの操作方法・内容に変更する

このままではマウスのクリックでCUTができるだけです。
これでは使いにくいので、まずは

①いろんな動作を
②キーボードで
③ATEMからの情報取得
までできるように変更していきます。

① いろんな動作

このライブラリでは、次のような操作が出来ます。

• PGMソースを変更

• PRVソースを変更

• Inputのプロパティを取得・変更

• CUT

• AUTO

• DSKの情報を取得・変更

• USKの情報を取得・変更

• AUXソースの変更

• ATEMのタイムコードを取得

• AUTOのトランジション状態を取得

• SuperSourceのコントロール

• カメラ制御

• オーディオの設定

• MVの情報取得

• マクロの実行

• 警告情報の取得

• ATEM本体の性能を取得

見て分かる通り、大体なんでもできそうです。

ここでは、よく使いそうなものだけ紹介します。
詳しくは↓のサイトに詳細の説明があります。

https://github.com/haydendonald/blackmagic-atem-nodered/blob/master/howToUse.md

PGMソースを変更

var msg = {
    "payload": {
        "cmd": "programInput",
        "data": {
            "ME": 0,
            "videoSource": {
                id: 1,                
            }
        }
    }
}
return msg;

"ME": 0　・・・　ME0のPGMSourceを変更 (ATEM Mini等では0で良い。)
id: 1　・・・　変更するソース

$$
\begin{array}{|c|c|} \hline
id & ソース内容 \\ \hline
0 & Black \\ \hline
1 & IN1  \\ \hline
2 & IN2  \\ \hline
3 & IN3  \\ \hline
4 & IN4  \\ \hline
5 & IN5  \\ \hline
6 & IN6  \\ \hline
7 & IN7  \\ \hline
8 & IN8  \\ \hline
9 & IN9  \\ \hline
10 & IN10  \\ \hline
11 & IN11  \\ \hline
\end{array}
$$

他にも数値飛んで1000番台～10000番台でMPやColor, Barsなど、それぞれにidが割り当てられています。時間があれば追記します。

PRVソースを変更

var msg = {
    "payload": {
        "cmd": "previewInput",
        "data": {
            "ME": 0,
            "videoSource": {
                id: 1,
            }
        }
    }
}
return msg;

PGM変更ほぼ同じです

CUT & AUTO

var msg = {
    "payload": {
        "cmd": "performCut", //AUTOなら、"performAuto"
        "data": {
            "ME": 0
        }
    }
}
return msg;

DSK オンエア & オフエア
USK オンエア & オフエア

var msg = {
    "payload": {
        "cmd": "downstreamKeyer", //USKなら、"upstreamKeyer"
        "data": {
            "id": 0,
            "state: true //オフエアなら、"false" 
        }
    }
}
return msg;

AUXソース変更

var msg = {
    "payload": {
        "cmd": "auxSource",
        "data": {
            "id": 0,
            "videoSource": {
                "id": 0,                
            },
            "mask": true
        }
    }
}
return msg;

data の id　・・・　Constellation等AUXが多い場合はこのidで出力先指定
videoSourve の id　・・・　PGM/PRVソースのid説明と同じ

マクロ実行

var msg = {
    "payload": {
        "cmd": "macroAction",
        "data": {
            "macroId": 0,
            "action": "run"
        }
    }
}
return msg;

macroId　・・・　何番目のマクロを実行するか

このあたり抑えておけばある程度の操作は行えると思います。

② キーボードで操作

ラズパイの専用ノードを使います。

キーボード入力は rpi - keyvoard
gpioで制御するなら rpi - gpio in
ATEMからの出力でタリーランプなどを作るには rpi - gpio out
を使います。

まず、下記のように配置しましょう。

Pi Keyboardでは、キーが押されたときに対応するキーコードが出力されます。
おおよそこんなキーコードです。一部違うかもしれません。

例えば、1! ~ 9) のキーコードは2~10になります。

1つ目のSwitchノードでは次のような処理をします。

Pi Keyboardから出力された値が2のときは… 3のときは… といように、受け取ったキーコードに応じて先の関数を分岐させるイメージです。

2個目のSwitchノードでは、キーを押したとき・離したときの分岐です。
これをしておかないと、長くキーを押したときにリピートが発生し、2回以上実行されてしまいます。

これを使って、

1! キーで PRVを1に変更
2" キーで PRVを2に変更
3# キーで PRVを3に変更
4$ キーで CUT
5%
6& キーで AUTO
7' キーでDSK1 ON
8(
9) キーでDSK1 OFF

するようにプログラムしたサンプルコードがこちらです。

③ ATEMから情報取得

このライブラリでは、ATEMを操作するだけでなく、
ATEMの情報を取得・記録することも出来ます。

timeのみ非出力(速度向上)
ATEMの出力をそのままデバッグに繋ぐと、毎秒60個のデバッグ分が飛んできます。(フレームごとに信号が来るため)
そのため、不要であればその情報を削ぎ落とす必要があります。
一部検証環境では、この処理をしないとNode-REDが落ちる不具合が落ちました。処理落ちでしょうか。

デバッグに表示するだけでなく、それをファイルに保存したい場合は、write file ノードを使用します。

おまけ

CUT, AUTO, AUX, DSK, USK をすぐに設定できるノードを作成しました。
これを参考に他のノードも作成してみてください。

実使用例

DSK操作ボードとして

実際に現場で使用した例です。
ATEM TelevisionStudio HDのDSK操作をラズパイ経由で行いました。

現地では、電源・LANケーブル・キーボードを接続し、電源を入れるだけですぐに使用可能になりました。
30秒も待たないと思います。

3日間使用しましたが、一度もトラブル起きず安定して動作してくれました。
比較的少ない・軽い処理だと、安定して動くように感じます。

使用したキーボード

9個のキー1つ1つに、独自のキーを設定出来ます。
1! ~ 9) を設定することで、サンプルコードが実行できるようになるはずです。

この用途以外にも、通常利用でショートカットキーボードとして使用できるので何かと便利です。

また、青軸のためカチッと押した感が伝わります。
配信のような押した感を求める環境では、青軸のキーボードがおすすめです。(少しうるさいので場所にもよりますが)

設定の様子

実際に設定をしていた様子です。

ノードをつなぐだけなので、グラフィカルに設定が可能です。
黒い画面を背景にちまちまコードを記述しなくて良いのは嬉しいですね。
手元にモニタさえあれば簡単にすぐ設定変更できます。

まとめ

比較的安価に始められ、簡単かつ自由に設定できるこのシステム

現在の配信オペレーションを少し楽にしたい！という方にはおすすめです。

ぜひお試しください。