電視節目后期制作智能渲染技術應用

【摘? ?要】 介紹非線性編輯制作過程中采用智能渲染技術實現成片節目的預渲染，比傳統的后臺打包中心統一集中打包 渲染方式提高了節目的制作效率。

【關鍵詞】 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

現代電視節目的生產，不僅僅是指節目的后期剪輯制作，尤其是一個大型的網絡化節目生產系統，在成品節目完成上載、剪輯、字幕、特效、包裝等一系列制作環節之后，還需經過內容審核、技術審核等環節，還要完成成片打包并推送入庫備播。如何提高成品節目的生產效率，這就需要針對系統的各個環節進行合理優化，整體提高節目生產效率。文中筆者針對中央電視臺（以下簡稱“央視”）“成品輸出”環節所采取的“智能渲染”技術進行分析，揭示其在提高節目制作效率方面發揮的作用。

1? 后期制作島流程

現在央視的后期制作島面向高清節目進行精細化編輯制作，可提供多層實時編輯、復雜特技制作、字幕包裝、三維合成、環繞聲音頻合署制作等服務，全程文件化接入光華路辦公區、復興路辦公區制播業務流程，實現與互聯平臺、節目生產管理系統等的互聯互通，是一個全高清、全文件化的強大制作平臺，如圖1所示。

根據節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和計算機技術，包括音頻技術、視頻技術、數字存儲技術、數字圖象處理技術、計算機圖形技術和網絡技術等相關技術，把數字化、多媒體、交互性和網絡化帶入編輯工作中。解決了傳統線性編輯存在的缺點，簡化了節目編輯流程，提高了編輯效率，特別是方便的剪切與編輯、靈活多變的數字特效處理功能。

后期制作島全部接入央視新址內的制播業務流程，實現了從資源預約、編輯制作、內容審核、打包輸出，到入庫備播這樣一個全高清、全網絡化、全文件化的高質量、高效率、高可靠的節目生產系統（如圖2示）。

2? 電視節目傳統的打包渲染方式

2.1? 為何需要渲染

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

2.2? 渲染對節目生產的影響

非線性編輯系統中，當制作人員發現節目無法實時播放時，需要通過先播放一遍或者非編系統提供的其他輔助工具，找出系統中需要渲染的部分，并進行渲染。在渲染的過程中，制作人員只能等待計算機系統完成渲染工作;渲染完成后，發現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，再對整個片段重現渲染一遍。如此反復，直到滿意為止。在這種情況下，制作人員的藝術創作思路很容易被打斷，或多或少影響節目制作效果。

在節目制作完成之后，尤其是在“全文件化”的電視節目生產系統之中，制作人員還需要將整個節目渲染生成為一個成片文件，以便進行播出或者節目交流，此時需要把故事板上經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。 當然，在非線性編輯網絡項目中，這一步已經可以通過“打包中心”這樣的后臺服務完成這部分工作，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

借助節目生產系統中的“打包中心”后臺服務，節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目的渲染完成，節省編輯工作站的使用時間。對于整個節目生產系統而言，成片節目的渲染打包，只是從原來的編輯工作站，轉移到了后臺服務器上進行;如果后臺服務器與編輯工作站在硬件配置上沒有顯著區別，最終體現在節目的整體生產效率上，也不會有顯著的效率提升。

此外，傳統的后臺打包，通常是將一個或一期完整的節目作為一條打包任務固定分配給一臺打包服務器。如果遇到該打包服務器狀態異常或者打包任務失敗，只能人為進行干預。特別是在制作網絡中，一旦出現異常，將影響整個系統的效率，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目，智能地拆分為若干個子任務，并根據一定的策略交由多臺打包服務器同步進行，當某臺打包站點異常或子任務打包失敗，其他的打包站點可以接手該條子任務進行重新打包，如圖3示。這樣，可以有效提高高清節目的打包效率及安全性。實現一對多的高效打包作業模式，是傳統打包模式的一次升級。

3? 智能渲染方案的節目輸出

高端制作島在深化設計階段，一般情況都要確定系統建成后主要是針對什么樣的節目類型，采取怎樣的制作方式，例如：復雜性專題節目和大型演播室錄播類節目，對節目的包裝效果有較高要求，節目中需要進行渲染的比例也明顯高于其他常規節目。因此，節目成片的渲染效率將極大地影響整個系統的節目產能。為了能夠有效提高系統的整體節目生產效率，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行優化。

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、打包流程進行了創新設計，改變了在原有的非編制作流程中，創作人員的思路不斷被渲染所打斷，并且還需要耗費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，制作系統可以對節目的故事板結構進行智能分析，識別出需要進行渲染的片段，并能夠自動利用該制作島中編輯工作站的空閑資源來進行后臺渲染，對于節目需要渲染的部分，系統自動完成渲染，直接由“打包中心”進行快速拼接，即可完成節目成片的合成，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? 智能渲染系統的構成

智能渲染技術是對原有的“分布式打包”技術的再升級，由4個模塊構成，如圖5示。它無需等待節目成片制作完成，就可以開始對時間線上的非實時片段進行提前預渲染，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”中每一個打包Actor（模型）的工作;當節目成片制作完成時，僅需進行“拼接”服務，即可快速完成最終成片文件的生成。

3.3? 智能渲染系統的實現步驟

3.3.1? 對故事板進行智能分段

傳統非線性編輯系統中，需要制作人員自己來判斷故事板的哪一部分需要進行渲染，然后設定渲染區域后進行渲染。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域，為了保證渲染工作的效果，往往會多選擇一部分區域來渲染，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，編輯系統對故事板時間線剪輯點所構成的區域進行智能標識，可以由非線性編輯系統快速地判斷出哪些片段需要渲染，哪些區域不需要渲染，如圖6示。

3.3.2? 利用工作站空閑資源進行渲染

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

3.3.3? 智能判斷編輯修改后是否需要重新渲染

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

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

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

4? 智能渲染方案的特點

在央視的高端制作島中，成品節目進行入庫備播時，需要先進行渲染打包，生成最終的成片文件后，再進入后續的入庫流程。“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，實現了成片節目的預渲染，相對于傳統的后臺打包中心進行統一集中打包渲染的方式，節省了后臺服務器的渲染時間，僅需快速拼接，即可實現最終的成品播出文件的生成。

通過智能渲染技術的應用，實現成片節目的3至5倍速打包，如圖9示，對節目制作效率的整體提升是一種有益的嘗試。

作者簡介：

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