基于AirCG.3D在演播室中的應(yīng)用

陳 錕 郝旭東

1.2.內(nèi)蒙古廣播電視臺(tái) 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

1 軟件概述

AirCG.3D在線節(jié)目三維圖文包裝系統(tǒng)，基于專業(yè)高端三維圖形領(lǐng)域Open GL（Open Graphics Library）底層，自主開發(fā)的一套具有國(guó)際水準(zhǔn)，集文字、圖片、動(dòng)畫、視頻全三維場(chǎng)景實(shí)時(shí)渲染應(yīng)用的在線圖文播出包裝系統(tǒng)。系統(tǒng)秉承AirCG.NET網(wǎng)絡(luò)字幕播出系統(tǒng)，基于創(chuàng)新性網(wǎng)絡(luò)化圖文模版創(chuàng)作、數(shù)據(jù)庫(kù)方式更新內(nèi)容、多終端集中與分布式控制、節(jié)目單方式播出應(yīng)用等創(chuàng)新性系統(tǒng)架構(gòu)，為電視機(jī)構(gòu)的新聞、財(cái)經(jīng)、專題、體育、氣象、娛樂(lè)節(jié)目熒屏，增添絢麗精彩的三維圖文視頻效果。

系統(tǒng)為電視臺(tái)提供了更廣泛圖文包裝應(yīng)用場(chǎng)合：個(gè)性化節(jié)目包裝、主打強(qiáng)檔欄目包裝和整體頻道包裝。如片頭、宣傳片、提要、節(jié)目導(dǎo)視等片段短片圖像合成包裝；直播類欄目提要、節(jié)目標(biāo)識(shí)、廣告標(biāo)識(shí)、實(shí)時(shí)咨詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖標(biāo)、開窗視頻、片尾職員等在線渲染包裝；以及播出的臺(tái)標(biāo)識(shí)、劇名、冠名動(dòng)畫、劇情游動(dòng)、節(jié)目倒計(jì)時(shí)、股票財(cái)經(jīng)、短信等在線圖文三維渲染播出。圖1為AirCG.3D在線節(jié)目三維圖文包裝在內(nèi)蒙古廣播電視臺(tái)的實(shí)際應(yīng)用。

圖1 AirCG.3D在線節(jié)目三維圖文包裝

AirCG.3D在線節(jié)目三維圖文包裝系統(tǒng)，主要完成在線包裝系統(tǒng)各種環(huán)境應(yīng)用的三維場(chǎng)景的設(shè)計(jì)創(chuàng)作包裝任務(wù)。包括三維場(chǎng)景中各個(gè)三維模型的建立、顏色紋理貼圖、運(yùn)動(dòng)軌跡、變形特效、場(chǎng)景燈光粒子效果等。該模塊可以運(yùn)行在有卡和無(wú)卡兩種配置環(huán)境下，無(wú)卡情況下三維創(chuàng)作的場(chǎng)景在本地只能VGA方式預(yù)覽，實(shí)際創(chuàng)作播出的圖文視頻效果，需要借助網(wǎng)絡(luò)在有卡輸出的站點(diǎn)上視頻預(yù)覽。

AC3D-Engine三維包裝播出引擎模塊，接受不同應(yīng)用場(chǎng)合的播出控制指令，完成三維包裝場(chǎng)景文件實(shí)時(shí)渲染播出任務(wù)。系統(tǒng)采用多功能插件設(shè)計(jì)，AC3D-Control三維包裝控制模塊根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)合，提供包括News新聞節(jié)目控制子模塊、Disport綜藝節(jié)目控制子模塊、Finance財(cái)經(jīng)咨詢節(jié)目控制子模塊、Sport體育賽事節(jié)目控制子模塊、Disport綜藝節(jié)目控制子模塊、Finance財(cái)經(jīng)咨詢節(jié)目控制子模塊、Weather氣象節(jié)目控制子模塊、Netplay播出字幕控制子模塊等。

2 在線包裝功能

隨著電視節(jié)目制作技術(shù)的發(fā)展和成熟，作為節(jié)目制作重要組成之一的包裝技術(shù)也在持續(xù)革新與進(jìn)步，由最早的純二維字幕機(jī)到現(xiàn)如今的三維包裝，對(duì)節(jié)目的渲染所達(dá)到的效果也在不斷地提高。尤其是在融合了現(xiàn)今先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)突發(fā)新聞的獲取以及視音頻播放技術(shù)之后，最終實(shí)現(xiàn)了目前的三維在線包裝技術(shù)。在滿足節(jié)目基本需求的文字、數(shù)據(jù)、圖表之余，其節(jié)目效果也越來(lái)越追求藝術(shù)的美感和靈活多變的動(dòng)態(tài)變化，極大的增加了節(jié)目的精彩程度和內(nèi)容的豐富程度。

在新聞節(jié)目播出過(guò)程中，即時(shí)利用多路信號(hào)結(jié)合、虛實(shí)融合等技術(shù)，運(yùn)用在線包裝能夠使播出的節(jié)目更具現(xiàn)場(chǎng)感以及為觀眾帶來(lái)直觀的視覺(jué)享受。在線包裝能夠利用專業(yè)人員之前做好的模版，實(shí)現(xiàn)對(duì)所采集的素材迅速的處理和對(duì)觀眾充分的傳達(dá)新聞的功能。在線包裝具有六大獨(dú)特的節(jié)目制作功能。

2.1 視頻開窗實(shí)時(shí)播放

視頻開窗是節(jié)目制作最常用到的功能，在線包裝系統(tǒng)支持2路高標(biāo)清視頻輸入，通過(guò)在線包裝系統(tǒng)產(chǎn)生的視頻開窗進(jìn)行播出，還可以利用在線包裝對(duì)視頻開窗進(jìn)行運(yùn)動(dòng)、縮放等基本操作。

視頻開窗具體的操作方式有以下兩種：貼圖開窗和DVE開窗。硬件DVE開窗除了對(duì)開窗畫面可以做到淡入淡出、剪切、縮放、運(yùn)動(dòng)等基本操作，還能極大的縮短開窗視頻畫面的延遲，基本做到視音頻同步，減少切換臺(tái)開窗口操作的復(fù)雜性，極大增加了直播節(jié)目中的實(shí)用性和安全性。

2.2 三維空間中各元素的嵌入

文字、圖像、模型、視頻等一系列元素，作為在線包裝的基本元素，存在于全三維空間中，除了需要進(jìn)行三維物體渲染，還要做到對(duì)文字、圖形等進(jìn)行紋理貼圖的技術(shù)處理，使其作為三維空間的一部分，無(wú)縫嵌入到三維圖形當(dāng)中。

2.3 畫面實(shí)現(xiàn)平滑切換

在節(jié)目播出過(guò)程中，為了增加節(jié)目的豐富性以及對(duì)新聞節(jié)目的及時(shí)更新，我們經(jīng)常需要對(duì)在線包裝畫面進(jìn)行切換，同時(shí)又不能將正在進(jìn)行的包裝完全撤下，這需要用到在線包裝系統(tǒng)的畫面平滑切換。在線包裝系統(tǒng)必須保證多個(gè)場(chǎng)景畫面穩(wěn)定狀態(tài)下，在多個(gè)時(shí)間線上各個(gè)畫面都相對(duì)靜止，才能做到根據(jù)要求進(jìn)行畫面之間的平滑切換。

2.4 根據(jù)節(jié)目需要對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行分層播出

在線包裝系統(tǒng)中，不同的場(chǎng)景就是一個(gè)個(gè)獨(dú)立的三維空間，包裝系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行分別的渲染操作，還能根據(jù)節(jié)目的要求，對(duì)于角標(biāo)、滾屏、人名條、圖片等同時(shí)出現(xiàn)的場(chǎng)景進(jìn)行分層的操作。此外，這一功能還支持來(lái)自于不同的播出系統(tǒng)的畫面進(jìn)行合并或者選擇播出，對(duì)于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和播出控制器在線操作具有重要意義。

2.5 場(chǎng)景模版“數(shù)據(jù)庫(kù)”數(shù)據(jù)輸入

圖表模版是在線包裝之中的經(jīng)典模版，在線包裝允許用戶在圖標(biāo)播出之前，對(duì)一些數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，從而滿足不同的播出需要。此外，在線包裝還可通過(guò)播出控制服務(wù)器，對(duì)場(chǎng)景中的數(shù)據(jù)進(jìn)行更改，從而改變場(chǎng)景中元素的狀態(tài)、形狀、位置等。這用到了系統(tǒng)內(nèi)部“數(shù)據(jù)庫(kù)”的功能，用戶通過(guò)播出控制服務(wù)器將數(shù)據(jù)寫入“數(shù)據(jù)庫(kù)”，“數(shù)據(jù)庫(kù)”通過(guò)一系列計(jì)算對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行改變，以適應(yīng)播出需要。圖2為實(shí)際模版制作以及具體應(yīng)用流程。

圖2 模板制作流程

2.6 虛擬演播室技術(shù)支持

在世界各大型賽事的轉(zhuǎn)播中，比如游泳比賽泳道上各運(yùn)動(dòng)員的國(guó)旗和名字，足球比賽中罰球圈，越位線的標(biāo)示，一百米賽中世界紀(jì)錄的標(biāo)示線等一系列虛擬圖形，都用到了與虛擬演播室相類似的技術(shù)。

首先，利用攝像機(jī)的定位傳感技術(shù)，將所要呈現(xiàn)的虛擬畫面固定在現(xiàn)實(shí)畫面的相應(yīng)位置，不會(huì)隨著攝像機(jī)的搖移，推拉，俯仰而改變虛擬畫面的位置；其次，運(yùn)用了摳像技術(shù)，使虛擬畫面與現(xiàn)實(shí)背景相貼合，不會(huì)因?yàn)槿说慕?jīng)過(guò)而遮擋人物主體。

3 在線包裝的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 以頻道為主體打造在線包裝

現(xiàn)今，每個(gè)單獨(dú)的電視節(jié)目都是頻道特有的產(chǎn)品，而頻道則是所有產(chǎn)品的品牌商標(biāo)。如何使頻道在電視臺(tái)眾多頻道中脫穎而出，使頻道在與其他頻道間的競(jìng)爭(zhēng)中拔得頭籌，除了節(jié)目?jī)?nèi)容豐富、社會(huì)資源競(jìng)爭(zhēng)，頻道的整體形象也至關(guān)重要，這就是頻道整體包裝的重要之處。頻道的獨(dú)立標(biāo)志、統(tǒng)一的基準(zhǔn)色調(diào)、各欄目名稱的渲染都應(yīng)該作為頻道包裝的重要組成部分。相比之前對(duì)個(gè)別欄目片頭、導(dǎo)視、宣傳片的精美程度和創(chuàng)新程度的衡量，頻道的整體性包裝越來(lái)越成為審核包裝成功與否的重要標(biāo)準(zhǔn)。

電視頻道包裝為電視頻道的品牌宣傳起著至關(guān)重要的作用，是媒體人根據(jù)電視行業(yè)客觀規(guī)律、節(jié)目?jī)?nèi)容、收視需求并結(jié)合自身頻道特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)特別制作而形成的頻道形象，是對(duì)頻道理念、表現(xiàn)形式、觀眾體驗(yàn)等的深加工，為頻道擴(kuò)大社會(huì)影響力、增加市場(chǎng)份額、提高收視率而進(jìn)行的宣傳。

當(dāng)前，隨著制播分離以及網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)播控的提出，頻道整體在線包裝越來(lái)越受到電視媒體的重視。當(dāng)然，在線包裝技術(shù)還需要不斷的發(fā)展和創(chuàng)新。比如，怎樣統(tǒng)一在線包裝模版制作、模版管理、模版使用流程，保證節(jié)目安全播出；怎樣設(shè)計(jì)實(shí)用性模版，能夠處理新聞節(jié)目特別是直播節(jié)目的突發(fā)狀況和不可預(yù)見(jiàn)的問(wèn)題；如何保證節(jié)目制作和播出時(shí)在線包裝的質(zhì)量控制。

3.2 視頻輸入與圖文包裝的融合

從早期的字幕機(jī)到現(xiàn)在的在線包裝，隨著技術(shù)的不斷成熟，我們不再局限于兩路視頻信號(hào)的輸入，同時(shí)包裝模式也不再局限于視頻開窗。多路輸入的視頻信號(hào)可以作為材質(zhì)紋理與三維圖形相結(jié)合，輸入畫面貼合在三維物體表面，我們可以對(duì)其以及三維物體進(jìn)行平面和三維的特效處理，例如縮放、變換、燈光、切換等操作。多路視頻輸入與圖文包裝的融合將給我們帶來(lái)耳目一新的視覺(jué)體驗(yàn)。

3.3 在線包裝與網(wǎng)絡(luò)化制播平臺(tái)相結(jié)合

利用電視臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)播出平臺(tái)，將演播室虛擬場(chǎng)景與記者外拍的片子上傳到非編網(wǎng)，通過(guò)在線包裝機(jī)器對(duì)其進(jìn)行包裝，加字幕、標(biāo)題、同期、人名等，最后通過(guò)在線包裝系統(tǒng)的頻道整體包裝進(jìn)行播出。這是一個(gè)最終的期望，它需要成熟的網(wǎng)絡(luò)制播平臺(tái)，頻道整體的在線包裝，以及技術(shù)過(guò)硬的專業(yè)人員，雖然目前一系列條件還不夠完善，但這終將給予我們一個(gè)在線包裝發(fā)展的方向。在線包裝也將在未來(lái)的熒幕上帶給我們更加絢麗多彩的節(jié)目，使觀眾擁有更加豐富的收視體驗(yàn)，我們期盼在線包裝的一個(gè)新的時(shí)代的到來(lái)。