電視節(jié)目后期制作智能渲染技術(shù)應(yīng)用

【摘? ?要】 介紹非線性編輯制作過程中采用智能渲染技術(shù)實(shí)現(xiàn)成片節(jié)目的預(yù)渲染，比傳統(tǒng)的后臺打包中心統(tǒng)一集中打包 渲染方式提高了節(jié)目的制作效率。

【關(guān)鍵詞】 智能渲染;智能分段;空閑時間判斷;快速拼接

文章編號： 10.3969/j.issn.1674-8239.2018.10.013

The Application of Post-production Intelligent Rendering Technology for Television Program

PAN Ting

（China Central Television， Beijing 100859， China）

【Abstract】In the paper， we propose a method to implement the final out clips pre-rendering by intelligent rendering technology during the pipeline of nonlinear editing production. Compare to the unified centralized packaging rendering method， our method improves the efficiency of program production.

【Key Words】intelligent rendering; intelligent slicing; idle time determination; fast clips stitching

現(xiàn)代電視節(jié)目的生產(chǎn)，不僅僅是指節(jié)目的后期剪輯制作，尤其是一個大型的網(wǎng)絡(luò)化節(jié)目生產(chǎn)系統(tǒng)，在成品節(jié)目完成上載、剪輯、字幕、特效、包裝等一系列制作環(huán)節(jié)之后，還需經(jīng)過內(nèi)容審核、技術(shù)審核等環(huán)節(jié)，還要完成成片打包并推送入庫備播。如何提高成品節(jié)目的生產(chǎn)效率，這就需要針對系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行合理優(yōu)化，整體提高節(jié)目生產(chǎn)效率。文中筆者針對中央電視臺（以下簡稱“央視”）“成品輸出”環(huán)節(jié)所采取的“智能渲染”技術(shù)進(jìn)行分析，揭示其在提高節(jié)目制作效率方面發(fā)揮的作用。

1? 后期制作島流程

現(xiàn)在央視的后期制作島面向高清節(jié)目進(jìn)行精細(xì)化編輯制作，可提供多層實(shí)時編輯、復(fù)雜特技制作、字幕包裝、三維合成、環(huán)繞聲音頻合署制作等服務(wù)，全程文件化接入光華路辦公區(qū)、復(fù)興路辦公區(qū)制播業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)平臺、節(jié)目生產(chǎn)管理系統(tǒng)等的互聯(lián)互通，是一個全高清、全文件化的強(qiáng)大制作平臺，如圖1所示。

根據(jù)節(jié)目制作的流程與分工，可分為草編工作站、精編工作站、高端合成工作站、音頻混音工作站等幾種。它們覆蓋了最新的電視技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)，包括音頻技術(shù)、視頻技術(shù)、數(shù)字存儲技術(shù)、數(shù)字圖象處理技術(shù)、計算機(jī)圖形技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)，把數(shù)字化、多媒體、交互性和網(wǎng)絡(luò)化帶入編輯工作中。解決了傳統(tǒng)線性編輯存在的缺點(diǎn)，簡化了節(jié)目編輯流程，提高了編輯效率，特別是方便的剪切與編輯、靈活多變的數(shù)字特效處理功能。

后期制作島全部接入央視新址內(nèi)的制播業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)了從資源預(yù)約、編輯制作、內(nèi)容審核、打包輸出，到入庫備播這樣一個全高清、全網(wǎng)絡(luò)化、全文件化的高質(zhì)量、高效率、高可靠的節(jié)目生產(chǎn)系統(tǒng)（如圖2示）。

2? 電視節(jié)目傳統(tǒng)的打包渲染方式

2.1? 為何需要渲染

早期非線性編輯系統(tǒng)需要使用專門的視頻處理板卡進(jìn)行視、音頻文件進(jìn)行處理，一旦超過板卡的性能，則需要對非線性編輯系統(tǒng)中制作的節(jié)目進(jìn)行渲染。如今，非線性編輯系統(tǒng)已經(jīng)廣泛采用“CPU+GPU+I/O卡”的架構(gòu)，不再受傳統(tǒng)的視頻板卡的性能所限。但隨著電視節(jié)目制作技術(shù)的發(fā)展，人們越來越注重節(jié)目的包裝效果，特效制作和字幕包裝在后期制作所占的比重越來越大，盡管目前的計算機(jī)硬件性能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了采用硬件板卡運(yùn)算的年代，但隨著電視節(jié)目中各種復(fù)雜而絢麗的特效的添加，仍然需要對節(jié)目進(jìn)行渲染才能實(shí)時預(yù)覽節(jié)目的最終效果并進(jìn)行輸出。因此，各種非線性編輯系統(tǒng)無一例外地提供了渲染功能。

2.2? 渲染對節(jié)目生產(chǎn)的影響

非線性編輯系統(tǒng)中，當(dāng)制作人員發(fā)現(xiàn)節(jié)目無法實(shí)時播放時，需要通過先播放一遍或者非編系統(tǒng)提供的其他輔助工具，找出系統(tǒng)中需要渲染的部分，并進(jìn)行渲染。在渲染的過程中，制作人員只能等待計算機(jī)系統(tǒng)完成渲染工作;渲染完成后，發(fā)現(xiàn)某個地方的效果不對，或者因其他原因需要修改時，則需要在修改之后，再對整個片段重現(xiàn)渲染一遍。如此反復(fù)，直到滿意為止。在這種情況下，制作人員的藝術(shù)創(chuàng)作思路很容易被打斷，或多或少影響節(jié)目制作效果。

在節(jié)目制作完成之后，尤其是在“全文件化”的電視節(jié)目生產(chǎn)系統(tǒng)之中，制作人員還需要將整個節(jié)目渲染生成為一個成片文件，以便進(jìn)行播出或者節(jié)目交流，此時需要把故事板上經(jīng)過剪輯后的零碎素材片段重新按照順序生成為一個完整的視音頻文件。 當(dāng)然，在非線性編輯網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目中，這一步已經(jīng)可以通過“打包中心”這樣的后臺服務(wù)完成這部分工作，制作人員在對制作完成的故事板提交打包之后，就可以不必再等生成結(jié)束，否則，制作人員還要等待非編工作站完成合成工作。

2.3? 分布式后臺打包

借助節(jié)目生產(chǎn)系統(tǒng)中的“打包中心”后臺服務(wù)，節(jié)目的編輯制作人員可以不必在編輯工作站旁等待最終成品節(jié)目的渲染完成，節(jié)省編輯工作站的使用時間。對于整個節(jié)目生產(chǎn)系統(tǒng)而言，成片節(jié)目的渲染打包，只是從原來的編輯工作站，轉(zhuǎn)移到了后臺服務(wù)器上進(jìn)行;如果后臺服務(wù)器與編輯工作站在硬件配置上沒有顯著區(qū)別，最終體現(xiàn)在節(jié)目的整體生產(chǎn)效率上，也不會有顯著的效率提升。

此外，傳統(tǒng)的后臺打包，通常是將一個或一期完整的節(jié)目作為一條打包任務(wù)固定分配給一臺打包服務(wù)器。如果遇到該打包服務(wù)器狀態(tài)異常或者打包任務(wù)失敗，只能人為進(jìn)行干預(yù)。特別是在制作網(wǎng)絡(luò)中，一旦出現(xiàn)異常，將影響整個系統(tǒng)的效率，這種問題會更加的突出。

分布式打包可以將編輯完成的高清節(jié)目，智能地拆分為若干個子任務(wù)，并根據(jù)一定的策略交由多臺打包服務(wù)器同步進(jìn)行，當(dāng)某臺打包站點(diǎn)異?；蜃尤蝿?wù)打包失敗，其他的打包站點(diǎn)可以接手該條子任務(wù)進(jìn)行重新打包，如圖3示。這樣，可以有效提高高清節(jié)目的打包效率及安全性。實(shí)現(xiàn)一對多的高效打包作業(yè)模式，是傳統(tǒng)打包模式的一次升級。

3? 智能渲染方案的節(jié)目輸出

高端制作島在深化設(shè)計階段，一般情況都要確定系統(tǒng)建成后主要是針對什么樣的節(jié)目類型，采取怎樣的制作方式，例如：復(fù)雜性專題節(jié)目和大型演播室錄播類節(jié)目，對節(jié)目的包裝效果有較高要求，節(jié)目中需要進(jìn)行渲染的比例也明顯高于其他常規(guī)節(jié)目。因此，節(jié)目成片的渲染效率將極大地影響整個系統(tǒng)的節(jié)目產(chǎn)能。為了能夠有效提高系統(tǒng)的整體節(jié)目生產(chǎn)效率，除了在編輯工作站和編輯人員方面提升制作效率外，還需要對耗時集中的渲染打包流程的效率進(jìn)行優(yōu)化。

3.1? 智能渲染方案的提出

該方案主要是針對非線性編輯中的渲染、打包流程進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計，改變了在原有的非編制作流程中，創(chuàng)作人員的思路不斷被渲染所打斷，并且還需要耗費(fèi)額外的時間與存儲空間，用來生成和保存這些渲染文件。

在該“智能渲染”方案中，制作系統(tǒng)可以對節(jié)目的故事板結(jié)構(gòu)進(jìn)行智能分析，識別出需要進(jìn)行渲染的片段，并能夠自動利用該制作島中編輯工作站的空閑資源來進(jìn)行后臺渲染，對于節(jié)目需要渲染的部分，系統(tǒng)自動完成渲染，直接由“打包中心”進(jìn)行快速拼接，即可完成節(jié)目成片的合成，最終完成審片送播。該方案的核心流程可以用圖4簡要描述。

3.2? 智能渲染系統(tǒng)的構(gòu)成

智能渲染技術(shù)是對原有的“分布式打包”技術(shù)的再升級，由4個模塊構(gòu)成，如圖5示。它無需等待節(jié)目成片制作完成，就可以開始對時間線上的非實(shí)時片段進(jìn)行提前預(yù)渲染，并利用每一臺編輯工作站的“空閑時間”，來完成原來的“分布式打包系統(tǒng)”中每一個打包Actor（模型）的工作;當(dāng)節(jié)目成片制作完成時，僅需進(jìn)行“拼接”服務(wù)，即可快速完成最終成片文件的生成。

3.3? 智能渲染系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)步驟

3.3.1? 對故事板進(jìn)行智能分段

傳統(tǒng)非線性編輯系統(tǒng)中，需要制作人員自己來判斷故事板的哪一部分需要進(jìn)行渲染，然后設(shè)定渲染區(qū)域后進(jìn)行渲染。在這種模式下，制作人員往往難以精確地找到需要渲染的區(qū)域，為了保證渲染工作的效果，往往會多選擇一部分區(qū)域來渲染，這樣既增加了渲染時間，又額外占用了空間。

在新的“智能渲染”方案中，編輯系統(tǒng)對故事板時間線剪輯點(diǎn)所構(gòu)成的區(qū)域進(jìn)行智能標(biāo)識，可以由非線性編輯系統(tǒng)快速地判斷出哪些片段需要渲染，哪些區(qū)域不需要渲染，如圖6示。

3.3.2? 利用工作站空閑資源進(jìn)行渲染

在非線性編輯工作站的使用過程中，并非一直都需要進(jìn)行大量的計算。該技術(shù)方案利用這一資源，對工作站的性能負(fù)載、人機(jī)交互操作的觸發(fā)頻度等多方面信息進(jìn)行智能判斷，當(dāng)工作站處于空閑狀態(tài)時，利用工作站的資源對故事板上需要進(jìn)行渲染的片段進(jìn)行后臺渲染，并且這種渲染會避開當(dāng)前用戶正在進(jìn)行編輯的區(qū)域，不影響制作人員使用非線性編輯系統(tǒng)的體驗(yàn)。

3.3.3? 智能判斷編輯修改后是否需要重新渲染

非線性編輯節(jié)目的優(yōu)勢就是修改方便，在節(jié)目后期制作過程中，不可避免地需要對節(jié)目進(jìn)行修改。如果是傳統(tǒng)的非線性編輯系統(tǒng)，一旦對節(jié)目進(jìn)行了修改，則需要對整個故事板片段，甚至是整個節(jié)目全部重新渲染。

采用“智能渲染”方案，系統(tǒng)可以對修改操作進(jìn)行智能判斷，如圖7示，將需要重新渲染的區(qū)域縮至最短，從而減少不必要的重復(fù)渲染工作。

3.3.4? 渲染文件的快速拼接

成片合成中利用“智能渲染”技術(shù)，可以將故事板上已經(jīng)分段渲染過的素材片段、不需要進(jìn)行渲染的片段，以及進(jìn)行了整體渲染的片段等不同形式的片段進(jìn)行快速的拼接合成，如圖8示，避免在“打包中心”中對工作站上已經(jīng)渲染過的素材再一次進(jìn)行渲染的情況，提高了合成的效率。

4? 智能渲染方案的特點(diǎn)

在央視的高端制作島中，成品節(jié)目進(jìn)行入庫備播時，需要先進(jìn)行渲染打包，生成最終的成片文件后，再進(jìn)入后續(xù)的入庫流程。“智能渲染”方案充分利用編輯工作站的閑置資源，同時借助高性能分布式存儲，實(shí)現(xiàn)了成片節(jié)目的預(yù)渲染，相對于傳統(tǒng)的后臺打包中心進(jìn)行統(tǒng)一集中打包渲染的方式，節(jié)省了后臺服務(wù)器的渲染時間，僅需快速拼接，即可實(shí)現(xiàn)最終的成品播出文件的生成。

通過智能渲染技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)成片節(jié)目的3至5倍速打包，如圖9示，對節(jié)目制作效率的整體提升是一種有益的嘗試。

作者簡介：

潘汀，中央電視臺技術(shù)制作中心錄制二部，從事節(jié)目后期制作，曾參與過多年春節(jié)聯(lián)歡晚會等文藝晚會后期制作工作，以及大型紀(jì)錄片《頤和園》《梁思成林徽因》后期制作。