數(shù)字化演播室的發(fā)展趨勢(shì)研究

天津廣播電視大學(xué) 趙曉元

前言

數(shù)字化高清演播室是數(shù)字電視和未來電視的發(fā)展方向，我們?cè)陔娨暪?jié)目制作和演播室建設(shè)時(shí)，一定要順應(yīng)技術(shù)發(fā)展的潮流，才有機(jī)會(huì)搶占未來電視發(fā)展的制高點(diǎn)。高清演播室的建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程高清化。隨著數(shù)字技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、以及數(shù)字壓縮技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，天津廣播電視大學(xué)遠(yuǎn)程開放教育資源建設(shè)的需要，設(shè)計(jì)、建設(shè)一個(gè)數(shù)字化演播室系統(tǒng)成為現(xiàn)實(shí)。

一、數(shù)字化演播室

演播室既是制作電視節(jié)目的中心，也是天津開放大學(xué)的座標(biāo)。演播室的規(guī)劃設(shè)計(jì)對(duì)于資源建設(shè)具有非常重要的作用。演播室的建筑設(shè)計(jì)（長(zhǎng)、寬、高），視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型，音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型、燈光設(shè)計(jì)、以及舞美和裝飾都是非常專業(yè)和講究的。技術(shù)人員和研究者在長(zhǎng)期的演播室建設(shè)和使用中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

數(shù)字化高清演播室的建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，演播室由模擬到數(shù)字、從標(biāo)清到高清的發(fā)展過程中，這些原則始終在不斷變化，相比較模擬時(shí)代的演播室設(shè)計(jì)，現(xiàn)代數(shù)字演播室的核心系統(tǒng)與場(chǎng)景設(shè)計(jì)在內(nèi)容與形式上具有了新的特點(diǎn)。而數(shù)字化標(biāo)清與高清演播室由于電視寬高比的不同所以在演播室設(shè)計(jì)上也存在差異。數(shù)字化高清電視是數(shù)字電視和未來電視的發(fā)展方向，我們?cè)陔娨暪?jié)目制作和演播室建設(shè)時(shí)，一定要順應(yīng)技術(shù)發(fā)展的潮流，才有機(jī)會(huì)搶占未來電視發(fā)展的制高點(diǎn)

二、非線性系統(tǒng)和虛擬演播室

由于數(shù)字電視技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)都是對(duì)0和1處理，使得電視技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)能很好融為一體，非線性編輯、虛擬演播室，就是二者結(jié)合的產(chǎn)物。非線性是相對(duì)常規(guī)的線性編輯而言，它以計(jì)算機(jī)的可修改性。信號(hào)記錄的非順序性和操作方便性使得型號(hào)的插入、搜索等操作簡(jiǎn)單快速。非線性系統(tǒng)編輯方式由于采用編輯菜單只對(duì)記錄在硬盤中的節(jié)目素材時(shí)間碼進(jìn)行各種記錄操作而非直接對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行合成，因此在經(jīng)過多次編輯之后信號(hào)質(zhì)量基本沒有損失。而進(jìn)行線性編輯的模擬信號(hào)損失卻很大，且對(duì)磁頭有磨損，增加了節(jié)目制作的成本。

所以非線性系統(tǒng)不失為進(jìn)行節(jié)目制作的一種良好方式。非線性編輯系統(tǒng)包含了數(shù)字特技機(jī)字幕機(jī)、編輯機(jī)、調(diào)音臺(tái)的功能。經(jīng)過非線性編輯系統(tǒng)制作的節(jié)目直接輸出到數(shù)字分量錄像機(jī)，也可以進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換后輸出到傳統(tǒng)的模擬復(fù)合錄像機(jī)，更可存在硬盤中通過網(wǎng)絡(luò)直接送播控中心播出。

隨著演播室數(shù)字化技術(shù)及設(shè)備的發(fā)展，錄像機(jī)在傳統(tǒng)節(jié)目制作環(huán)境中的核心地位正在被非線編系統(tǒng)打破。因此，數(shù)字化制作環(huán)境中，非線性編輯將起著越來越重要的作用。虛擬演播室技術(shù)也已成為當(dāng)今電視技術(shù)的熱點(diǎn)，虛擬演播室利用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成三維運(yùn)動(dòng)的或靜止的場(chǎng)景，成功地解決了前景與背景之間的透視關(guān)系、比例關(guān)系，使合成的圖像有極佳的立體效果，可以達(dá)到以假亂真的地步。虛擬演播室不僅能提供虛擬場(chǎng)景，還能讓表演者走入（出）三維場(chǎng)景內(nèi)，或者虛擬物體的后面。同樣場(chǎng)景內(nèi)的虛擬物體可運(yùn)動(dòng)到表演者的面前或周圍，這一點(diǎn)和傳統(tǒng)的色鍵摳像有很大的區(qū)別，虛擬演播室可以進(jìn)行異地人物采訪。利用外來的視頻信號(hào)直接進(jìn)入虛擬演播室系統(tǒng)，與現(xiàn)場(chǎng)主持人結(jié)合進(jìn)行實(shí)時(shí)的、面對(duì)面的采訪。在虛擬場(chǎng)景中，對(duì)虛擬物體（道具）的增加、刪除、移位是很方便的（和三維建模軟件有關(guān)），這為臨時(shí)修改創(chuàng)意提供了極大的方便。不僅大大節(jié)約了演播室的制景經(jīng)費(fèi)，而且使演播室資源得到了更充分的利用。

三、虛擬演播室的發(fā)展

虛擬演播室技術(shù)近年來進(jìn)人了電視、電影制作領(lǐng)域中，并已成為了當(dāng)今數(shù)字電視演播室新技術(shù)的熱點(diǎn)。它的特點(diǎn)是:在藍(lán)幕前講課的教師實(shí)況視頻信號(hào)能與計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的三維場(chǎng)景無縫地綜合起來，以全新的視覺效果展現(xiàn)在學(xué)員的面前。人們常埋怨電視節(jié)自的場(chǎng)景制作及畫面布景沉悶乏味，欠缺新意，但制作一臺(tái)好的背景花費(fèi)很高，虛擬演播室系統(tǒng)用軟件來生成背景和道具，使編導(dǎo)在很大程度上擺脫了時(shí)間、空間和道具制作方面的限制，獲得了更大的創(chuàng)作的想象空間，能夠以低廉的成本產(chǎn)生新奇的視覺效果，且能夠方便的進(jìn)行修改。虛擬演播室系統(tǒng)可以部分甚至全部取代目前傳統(tǒng)的演播室制作模式，是電視節(jié)目制作領(lǐng)域的一次深刻的革命。虛擬演播室技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用都是非常迅速的。1994年，虛擬演播室在IBC展覽會(huì)上首次亮像，1996年美國(guó)總統(tǒng)選舉的電視轉(zhuǎn)播，1997年香港回歸的電視轉(zhuǎn)播，1998年的法國(guó)世界杯賽的轉(zhuǎn)播都采用了虛擬演播室技術(shù)。

虛擬演播室技術(shù)在制作電視劇方面也得到大量應(yīng)用。中央電視臺(tái)經(jīng)濟(jì)影視中心采用ORAD的Cyberset一E虛擬演播室制作的電視劇“歡樂家庭”是全亞洲的第一套采用虛擬演播室技術(shù)制作的電視劇。該電視劇背景采用電腦生成，從畫面可以明顯看出，電腦生成的背景與演員之間的融合簡(jiǎn)直是天衣無縫。虛擬演播室技術(shù)的廣泛應(yīng)用，得益于虛擬演播室技術(shù)日新月異的發(fā)展。在虛擬演播室系統(tǒng)中，攝像機(jī)的狀態(tài)信息(聚焦、變焦、俯仰、搖移)傳送給圖形工作站，計(jì)算機(jī)依此得到前景物體與攝像機(jī)之間的距離和相對(duì)位置，從而計(jì)算出虛擬場(chǎng)景最適宜的大小、位置，并按要求計(jì)算生成虛擬場(chǎng)景的三維模型，最后再實(shí)時(shí)的把虛擬場(chǎng)景和實(shí)際的人物無縫的融合起來。在這一制作過程中，確定攝像機(jī)的狀態(tài)信息非常關(guān)鍵，它叫做跟蹤技術(shù)。目前常用的跟蹤技術(shù)有兩種網(wǎng)格圖案識(shí)別和機(jī)械跟蹤。

四、電視演播室的網(wǎng)絡(luò)化

電視演播室的網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)在數(shù)字化后再向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展是大勢(shì)所趨，它的優(yōu)越性必將取代模擬環(huán)境下的演播室。

電視臺(tái)的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)總體上分為三個(gè)階段：設(shè)備數(shù)字化階段、局部數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)階段、全臺(tái)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)階段。演播室非線性網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)帶來節(jié)目制作效率的提高，演播室信號(hào)經(jīng)過演播室錄制工作站直接經(jīng)過編碼實(shí)時(shí)存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)中，前端制作網(wǎng)絡(luò)可以第一時(shí)間拿到演播室錄制素材，從而在這一環(huán)節(jié)上大大提高了節(jié)目質(zhì)量。目前演播室制作電視節(jié)目的各個(gè)環(huán)節(jié)之間主要是利用模擬方式傳送信號(hào)，這種方法傳送信號(hào)不僅速度有限，而且易產(chǎn)生信號(hào)的衰減和失真，在節(jié)目的長(zhǎng)期存儲(chǔ)方面，顯然要選用先進(jìn)的數(shù)字化存儲(chǔ)介質(zhì)。

數(shù)字錄像機(jī)如果繼續(xù)使用數(shù)字錄像帶作為記錄和保存介質(zhì)，將受到較大的沖擊。目前可供選擇的介質(zhì)除磁帶外，還有硬盤、DVD和數(shù)據(jù)流磁帶。多年來，錄像磁帶記錄的節(jié)目資料不但難以檢索利用，而且?guī)Щ睦匣挂恍┱滟F的史料永遠(yuǎn)消失。隨著計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)壓縮、傳輸和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，電視演播室的數(shù)字化設(shè)備將與多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密結(jié)合，按照這種技術(shù)，攝像機(jī)和話筒等前端信號(hào)獲取設(shè)備能夠直接將圖像和聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并按照無損壓縮方式進(jìn)行壓縮，然后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給后續(xù)設(shè)備，從而形成便于檢索、可以長(zhǎng)期保存的數(shù)字節(jié)目庫(kù)。同時(shí)，使用這種技術(shù)，電視節(jié)目制作的各個(gè)環(huán)節(jié)之間可以使用網(wǎng)絡(luò)共享節(jié)目素材資源，不同的電視臺(tái)之間，也可以共享節(jié)目資源。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將使多臺(tái)非線性編輯系統(tǒng)、虛擬演播室系統(tǒng)、動(dòng)畫工作站、音頻工作站等單機(jī)系統(tǒng)組成節(jié)目制作網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的幾個(gè)終端可以同時(shí)制作同一節(jié)目的不同段落，將傳統(tǒng)的串行電視節(jié)目制作方式改為并行制作方式，大大提高了工作效率。

綜上所述，數(shù)字技術(shù)已全面進(jìn)入電視節(jié)目制作領(lǐng)域，構(gòu)建數(shù)字化的電視演播室是電視技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，同時(shí)，天津廣播電視大學(xué)數(shù)字化演播室的建設(shè)必然為遠(yuǎn)程教育資源建設(shè)作出新的貢獻(xiàn)。也必將有力地促進(jìn)當(dāng)前我國(guó)數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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