虛擬技術(shù)在江西廣播電視臺全媒體演播室的應(yīng)用

胡琨　舒鈺純

【摘 要】江西廣播電視臺全媒體演播室目標(biāo)建設(shè)成為技術(shù)領(lǐng)先、理念超前，符合時(shí)下媒體傳播規(guī)律，適應(yīng)新聞節(jié)目未來發(fā)展趨勢的全國電視臺中最好的全媒體新聞資訊發(fā)布平臺。而虛擬技術(shù)在該演播室內(nèi)起著舉足輕重的作用，高清三維虛擬系統(tǒng)位于節(jié)目制作流程的尾端，也是關(guān)鍵的出彩點(diǎn)，在系統(tǒng)中可謂是畫龍點(diǎn)睛之筆。有了優(yōu)秀的虛擬軟硬件設(shè)備以及恰到好處的應(yīng)用，才能把演播室其它先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)手段的優(yōu)勢發(fā)揮到最大。

【關(guān)鍵詞】虛擬植入；在線圖文包裝；渲染引擎

1 總體設(shè)計(jì)方案的思路

在信息爆炸的今天，各項(xiàng)技術(shù)突飛猛進(jìn)，傳媒業(yè)也不例外。電視觀眾同樣也是其它傳播平臺的受眾，他們有著越來越高的審美標(biāo)準(zhǔn)，有著獲取信息各種各樣的途徑和平臺。怎樣才能把觀眾留住，已經(jīng)融合了各種新技術(shù)、新內(nèi)容的融媒體對自己還應(yīng)在節(jié)目形式和內(nèi)容創(chuàng)新方面提出更高的要求。而虛擬技術(shù)給了電視人無限可能，它可以豐富節(jié)目形式，可以讓節(jié)目內(nèi)容更加直觀的得以呈現(xiàn)。在節(jié)目中加入虛擬技術(shù)，把平常無奇的普通新聞播報(bào)變得繪聲繪色。新聞口播缺乏新聞現(xiàn)場的畫面感，而虛擬技術(shù)恰恰可以通過前景虛擬植入，高度還原當(dāng)時(shí)的情景，讓觀眾擁有身臨其境的感受。

江西廣播電視臺全媒體演播室項(xiàng)目的虛擬板塊是由：高清三維虛擬、高清在線圖文包裝系統(tǒng)、整體大屏顯示和大屏互動包裝四個(gè)部分組成。該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)借鑒了國內(nèi)乃至世界范圍內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)和各兄弟臺的成熟經(jīng)驗(yàn)，使用先進(jìn)的包裝/虛擬植入技術(shù)、虛實(shí)結(jié)合的表現(xiàn)手法和多場景配合多電視墻畫面的呈現(xiàn)方式，從而能更加充分的展示新聞的時(shí)效性、真實(shí)性和形態(tài)多樣性。

2 全媒體演播室虛擬系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

2.1 高清三維虛擬系統(tǒng)的總體要求

本系統(tǒng)是兩機(jī)位、雙通道的虛擬系統(tǒng)。可以完成節(jié)目的虛擬植入包裝；可以完成藍(lán)或綠箱的三維虛擬節(jié)目錄制。一套色鍵器完成單通路由的色鍵處理，另外一路具備通路擴(kuò)展。為優(yōu)化節(jié)目制播流程，本系統(tǒng)可以受控于演播室智能調(diào)度管理系統(tǒng)。

本系統(tǒng)安裝了一套三維圖文實(shí)時(shí)創(chuàng)作軟件、一套虛擬圖文包裝播出控制軟件，以及渲染引擎軟件和跟蹤引擎軟件。并且，系統(tǒng)可與跟蹤云臺無縫鏈接。

2.2 高清三維虛擬系統(tǒng)的工作原理

本全媒體演播室的三維虛擬系統(tǒng)是由虛擬圖文制作工作站、虛擬圖文渲染工作站、攝像機(jī)跟蹤系統(tǒng)和相應(yīng)的各種系統(tǒng)軟件組成。首先虛擬圖文制作工作站進(jìn)行建模、物件動畫設(shè)計(jì)和光影效果設(shè)計(jì)，然后虛擬圖文渲染工作站將攝像機(jī)拍攝的視頻信號與其渲染的三維虛擬模型合成并輸出為一路視頻信號。在拍攝過程中，攝像機(jī)的俯仰、平搖、變焦、聚焦以及搖臂的運(yùn)動，甚至軌道機(jī)器人的各種運(yùn)動，傳感跟蹤系統(tǒng)都能實(shí)時(shí)采集，并將采集的攝像機(jī)運(yùn)動參數(shù)發(fā)送給虛擬圖文渲染工作站。經(jīng)過虛擬圖文渲染工作站的處理，虛擬的模型與實(shí)時(shí)的視頻畫面可以同步運(yùn)行。從視覺上看，各種虛擬的物體似乎真的在實(shí)景演播室里，而且無論攝像機(jī)怎么運(yùn)動，虛擬的物體都會一直與真實(shí)的場景保持一致的位置關(guān)系，達(dá)到了虛實(shí)結(jié)合的效果。

2.3 高清三維虛擬系統(tǒng)的核心

高清三維虛擬系統(tǒng)中最關(guān)鍵的兩個(gè)核心部分就是虛擬圖文渲染工作站和傳感跟蹤系統(tǒng)。下面就來談?wù)勥@兩部分的技術(shù)特點(diǎn)和在虛擬系統(tǒng)中所起的重要作用。

2.3.1 虛擬圖文渲染

虛擬圖文工作站在高清三維虛擬系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色，而三維圖文實(shí)時(shí)渲染引擎又是虛擬圖文工作站的核心，有著重中之重的地位。三維圖文實(shí)時(shí)渲染引擎決定了虛擬系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及系統(tǒng)所能呈現(xiàn)渲染效果的優(yōu)劣，可謂是飛機(jī)的發(fā)動機(jī)，飛機(jī)能飛多高和能否安全著陸主要靠的都是發(fā)動機(jī)。

渲染引擎是一個(gè)封裝了硬件操作和圖形算法，功能豐富且可擴(kuò)展的三維圖形開發(fā)環(huán)境。自從nVidia公司推出了GPU（圖形處理單元）的概念后，基于GPU+CUP的三維圖形實(shí)時(shí)渲染技術(shù)就得到了迅猛的發(fā)展。此技術(shù)讓CPU和GPU的工作合理地分開，把CPU不擅長的圖形處理工作交給GPU來處理。從而產(chǎn)生了1+1>2的效果。三維圖文實(shí)時(shí)渲染的過程大概分為以下幾步：

1）CPU把計(jì)算好的顯示內(nèi)容發(fā)送給GPU；

2）GPU接受到內(nèi)容后進(jìn)行渲染，然后將渲染結(jié)果放入幀緩沖區(qū)；

3）視頻控制器會按照 VSync 信號逐行讀取幀緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過各種數(shù)模轉(zhuǎn)換生成信號輸出。

2.3.2 攝像機(jī)傳感跟蹤技術(shù)

當(dāng)今廣播電視業(yè)內(nèi)運(yùn)用在虛擬演播室系統(tǒng)的攝像機(jī)跟蹤技術(shù)有3種：機(jī)械傳感器跟蹤、圖形網(wǎng)格跟蹤和紅外跟蹤。其中機(jī)械傳感器跟蹤技術(shù)使用的最為廣泛。因?yàn)榱硗鈨煞N技術(shù)都有著自己致命的缺點(diǎn)：圖形網(wǎng)格跟蹤需要依托于藍(lán)箱上繪制的網(wǎng)格圖形，而在實(shí)景演播室內(nèi)無法提供這樣的拍攝條件；紅外跟蹤很容易受到環(huán)境的限制，很多時(shí)候無法應(yīng)用。

機(jī)械傳感器跟蹤的方式穩(wěn)定性好、延時(shí)小，而且可以支持固定機(jī)位、搖臂以及軌道機(jī)器人等。本演播室內(nèi)就同時(shí)配備固定機(jī)位、搖臂和軌道機(jī)器人攝像機(jī)，給虛擬技術(shù)的施展提供了更多的方式方法。

3 全媒體演播室虛擬系統(tǒng)的欄目應(yīng)用

江西廣播電視臺全媒體演播室不僅為臺里日常生產(chǎn)服務(wù)，如《江西新聞聯(lián)播》、《新聞夜航》、《晨光新視界》、《社會傳真》、《傳奇故事》、《雜志天下》等。還可以對大型訪談、重大事件直播、企事業(yè)單位匯報(bào)總結(jié)片、政府要聞的數(shù)據(jù)可視化、情景模擬等片段的錄制制作提供服務(wù)。

3.1 新聞欄目的應(yīng)用

主持人正襟危坐的播報(bào)方式延續(xù)了相當(dāng)長的時(shí)間，獲取信息多途徑的今天很難再吸引觀眾。此時(shí)在新聞?lì)悪谀恐胁捎锰摂M植入就變得至關(guān)重要了。一些突發(fā)新聞事件，沒有第一手的新聞畫面，就可以通過虛擬技術(shù)對新聞事件加以還原。觀眾看著虛擬還原的事件發(fā)生過程，主持人則站起來，時(shí)而行走，時(shí)而比劃，娓娓道來。新鮮感撲面而來，新聞節(jié)目的可看性瞬間提高，新聞的傳播效果得到有力的加強(qiáng)。

3.2 專題欄目的應(yīng)用

專題片的內(nèi)容較為專一，是對某個(gè)領(lǐng)域或者某個(gè)方面進(jìn)行集中、深入的報(bào)道。相對普通新聞報(bào)道，更需要具備藝術(shù)的審美性。此時(shí)虛擬技術(shù)就有了大展拳腳的空間。專題片所呈現(xiàn)的事件或者故事，虛擬技術(shù)可以全部還原。攝像機(jī)可以拍攝的畫面，虛擬技術(shù)可以模擬；攝像機(jī)無法拍攝的畫面，虛擬技術(shù)也可以呈現(xiàn)。觀眾好似親臨現(xiàn)場，目睹了一切，甚至是多方位、多角度、立體化的目睹，超越了第一視角信息量。

3.3 重大事件直播的應(yīng)用

2014年9月16日，滬昆高鐵南昌至長沙段開通。江西廣播電視臺進(jìn)行了直播報(bào)道，這是江西臺首次在直播報(bào)道中全面引入虛擬技術(shù)。通過前景虛擬植入，讓虛擬火車駛?cè)搿⑼？俊Ⅰ偝鲅莶ナ遥寽ジ哞F南長段及各站點(diǎn)以虛擬沙盤的立體形態(tài)直觀呈現(xiàn)。虛擬技術(shù)帶給觀眾的是強(qiáng)烈的視覺沖擊，這比攝像機(jī)拍攝的畫面更全面和新穎。讓觀眾直觀的了解整個(gè)事件。虛擬技術(shù)的引入讓直播節(jié)目取得了意想不到的社會效果，更加堅(jiān)定了江西臺全面引入虛擬技術(shù)的決心。

4 結(jié)束語

虛擬技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)展現(xiàn)所需的新聞事件，配合主持人的口播，將時(shí)間、地點(diǎn)、事件經(jīng)過等以最直觀、最具沖擊力的方式呈現(xiàn)給受眾；通過前景植入，使節(jié)目的呈現(xiàn)更加靈活多變，配以各種絢麗的效果，可以提升節(jié)目整體的視覺效果，呼應(yīng)欄目主題，更具科技感和可看性！

虛擬技術(shù)的引入，為江西臺全媒體演播室增色不少，廣泛得到領(lǐng)導(dǎo)和社會各界的贊賞，得到廣大觀眾朋友的肯定和支持，是江西臺全媒體演播室取得成功的重要因素。

[責(zé)任編輯：朱麗娜]endprint