如何實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的臺(tái)標(biāo)

(山東廣電網(wǎng)絡(luò)有限公司日照分公司,山東日照 276800)

0 引言

隨著電視節(jié)目的日益豐富和電視技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，觀眾對(duì)于電視節(jié)目播出質(zhì)量的要求也就越來越高。臺(tái)標(biāo)作為一個(gè)電視臺(tái)的標(biāo)志，它的質(zhì)量要求也就更高。

1 臺(tái)標(biāo)的實(shí)現(xiàn)原理

做臺(tái)標(biāo)和計(jì)算機(jī)的圖形設(shè)計(jì)有很強(qiáng)的聯(lián)系，卻又不完全一樣。一個(gè)很藝術(shù)的圖形設(shè)計(jì)在變成臺(tái)標(biāo)時(shí)不一定會(huì)達(dá)到預(yù)期的效果，因?yàn)榕_(tái)標(biāo)必須鍵入到視頻圖象里，這就要求在設(shè)計(jì)圖形時(shí)必須考慮圖形的顏色、邊緣、透明度和選用濾波器[1]。

做一副臺(tái)標(biāo)需要兩種信號(hào)：填充（Fill）信號(hào)和鍵（Key）信號(hào)。填充信號(hào)是前景圖象，即疊加在視頻信號(hào)上的圖象；鍵信號(hào)是一個(gè)黑白圖象。填充信號(hào)和鍵信號(hào)可以用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，并存成不同類型的圖象文件，如TIFF、TGA、BMP等。這兩個(gè)文件必須獨(dú)立存儲(chǔ)，并最終合并成臺(tái)標(biāo)疊加在視頻圖象上。其中填充信號(hào)是臺(tái)標(biāo)中看得見的部分，鍵信號(hào)是決定填充信號(hào)和視頻信號(hào)混合后哪些部分可見并以什么樣的透明度可見。

目前臺(tái)標(biāo)機(jī)采用的總共有三種類型的鍵信號(hào)：硬鍵（Hard Key）、自鍵（Self Key）和線性鍵（Linear Key）。下面我們簡要說明前兩種鍵，并詳細(xì)討論正在被廣泛采用的線性鍵[2]。

1.1 硬鍵（Hard Key）

硬鍵的鍵信號(hào)只有一個(gè)象素點(diǎn)（Pixel），即黑（Black）或白（White）。如果這個(gè)象素點(diǎn)是黑的，相應(yīng)的填充信號(hào)部分就不會(huì)鍵入到視頻圖象中，即相應(yīng)的視頻圖象部分不受影響；如果這個(gè)象素點(diǎn)是白的，相應(yīng)的填充信號(hào)部分就會(huì)全部鍵入到視頻圖象中，即相應(yīng)的視頻圖象部分就沒有了。結(jié)果是，在臺(tái)標(biāo)部分，要么是填充信號(hào)，要么是視頻圖象信號(hào)，而不可能是這兩種圖象的混合。

1.2 自鍵（Self Key）

自鍵也是一種硬鍵（Hard Key），因?yàn)樗逆I信號(hào)也只有一個(gè)象素點(diǎn)，即黑或白。但不同的是，自鍵的鍵信號(hào)是根據(jù)填充信號(hào)中每個(gè)象素點(diǎn)的亮度（Luminance）直接產(chǎn)生的。如果填充信號(hào)的象素點(diǎn)的亮度超過了一定的值（參照切割電平幅度），該象素點(diǎn)的鍵信號(hào)即為白，否則為黑。

1.3 線性鍵

線性鍵是根據(jù)鍵信號(hào)的比例將填充信號(hào)和視頻圖象信號(hào)進(jìn)行混合和合并。參數(shù)及說明見表1。下面以一個(gè)公式進(jìn)行說明：

表1 參數(shù)及說明

從上面的公式可以看出，前景信號(hào)（FG Signal）和背景信號(hào)（BG Signal）在多大程度上可見，主要取決于鍵信號(hào)的值（K）。

例如：如果K=1（白），公式一就變?yōu)椋?/p>

Result=（FG*1）+[BG*（1-1）]=FG

此時(shí)的最終輸出就是前景信號(hào)，我們稱之為“FULL ON”。

如果K=0（黑），公式一就變?yōu)椋?/p>

Result=（FG*0）+[BG*（1-0）]=BG

此時(shí)的最終輸出就是背景信號(hào)，我們稱之為“FULL OFF”。

由上面可以看出，選擇合適的K的值，線性鍵也可以工作在硬鍵（Hard Key）和自鍵（Self Key）方式，但反過來卻不行。

當(dāng)K取值在0和1之間時(shí)，此時(shí)的最終輸出為前景（FG）和背景（BG）按照K值的比例混合以后的圖象，看上去是透明（Transparancy）的效果，即透過前景（FG）可以看到背景（BG），透明度的大小則完全取決于K的取值。這種方式也是現(xiàn)今國內(nèi)新型臺(tái)標(biāo)機(jī)所普遍采用的一種方式。

2 如何設(shè)計(jì)制作臺(tái)標(biāo)

下面我結(jié)合一些實(shí)際情況說明做臺(tái)標(biāo)的過程。

（1）選擇圖形設(shè)計(jì)軟件。要設(shè)計(jì)一個(gè)好的臺(tái)標(biāo)，首先需要有一套功能強(qiáng)大的圖形設(shè)計(jì)軟件，目前市面上有很多種流行的圖形設(shè)計(jì)軟件，如PaintBrush、CorelDraw、FreeHand、PhotoShop等。其中PhotoShop較為合適，因?yàn)檫@套軟件有很多視頻圖象處理功能，可以滿足不同要求的臺(tái)標(biāo)的設(shè)計(jì)。

（2）確定臺(tái)標(biāo)大小。在設(shè)計(jì)臺(tái)標(biāo)時(shí)，先要確定臺(tái)標(biāo)的大小，目前臺(tái)標(biāo)的最大定義尺寸為192×128，即在192×128這個(gè)區(qū)域內(nèi)設(shè)計(jì)，當(dāng)然臺(tái)標(biāo)都不會(huì)做這么大，因?yàn)檫@在電視屏幕上顯示的比例不協(xié)調(diào)。最終的臺(tái)標(biāo)尺寸可參照臺(tái)標(biāo)的原始設(shè)計(jì)，并通過試驗(yàn)確定。

（3）設(shè)計(jì)填充信號(hào)圖象和鍵信號(hào)圖象。根據(jù)臺(tái)標(biāo)的原始設(shè)計(jì)、大小和公式一，設(shè)計(jì)填充信號(hào)圖象和鍵信號(hào)圖象。由于PhotoShop具有Alpha鍵功能，可以直接將填充信號(hào)圖象和鍵信號(hào)圖象合成為臺(tái)標(biāo)，并顯示在一副背景圖象上，這和在電視上看到的最終臺(tái)標(biāo)效果很接近，所以可以用這種方法很方便地在計(jì)算機(jī)上調(diào)整臺(tái)標(biāo)的顏色、亮度、透明度等參數(shù)，并通過多次試驗(yàn)，達(dá)到比較理想的效果。

（4）動(dòng)畫設(shè)計(jì)。隨著臺(tái)標(biāo)圖案的多樣化，三維動(dòng)畫臺(tái)標(biāo)（MotionLogo）以其新穎、獨(dú)特的樣式也受到很多電視臺(tái)的青睞。三維動(dòng)畫臺(tái)標(biāo)需要有一個(gè)序列（Series）的填充信號(hào)圖象和鍵信號(hào)圖象，這需要有專門的三維動(dòng)畫軟件來實(shí)現(xiàn)，如Cool 3D、3D MAX等。

（5）合成和轉(zhuǎn)換。有了填充信號(hào)圖象和鍵信號(hào)圖象（或填充信號(hào)圖象、鍵信號(hào)圖象序列），需要將它們存儲(chǔ)成一定格式的文件，如BMP、TIFF、TGA等。并通過專門的轉(zhuǎn)換軟件，將上述圖象文件轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制文件。

（6）寫入。通過EPROM寫入器（如ALL03、ALL07等）將二進(jìn)制文件寫入到EPROM中，EPROM容量可以根據(jù)所存儲(chǔ)臺(tái)標(biāo)的多少來決定，也可以通過臺(tái)標(biāo)下載程序?qū)⒍M(jìn)制文件直接寫入臺(tái)標(biāo)機(jī)中。

（7）調(diào)試。將寫好的EPROM插入到相應(yīng)的臺(tái)標(biāo)機(jī)進(jìn)行檢驗(yàn)和調(diào)試。如果不夠理想，可以按照上述方法進(jìn)行修改和潤色。

通過上面的過程我們就可以將一個(gè)完整的臺(tái)標(biāo)做出來了，但當(dāng)我們將做好的臺(tái)標(biāo)放在電視上看時(shí)，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)這和我們?cè)谟?jì)算機(jī)上看到的臺(tái)標(biāo)不完全一樣，例如臺(tái)標(biāo)的邊緣有爬行、比較細(xì)的邊或字體模糊、出現(xiàn)鋸齒或毛刺等。這個(gè)差別主要是因?yàn)榕_(tái)標(biāo)被從分量信號(hào)（Component Signal）轉(zhuǎn)換到復(fù)合信號(hào)（Composite Signal）以及從數(shù)字信號(hào)（Digital Signal）轉(zhuǎn)換到模擬信號(hào)（Analog Signal）時(shí)造成的。

2.1 從分量信號(hào)編碼到復(fù)合信號(hào)

從分量信號(hào)（RGB）編碼到復(fù)合信號(hào)（NTSC或PAL）時(shí)的信號(hào)損失是最主要的原因。從彩色電視信號(hào)可以看出，亮度信號(hào)（Y）的頻帶很寬，而另兩種色度信號(hào)（I、Q）的頻帶則很窄。

2.2 從數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換到模擬信號(hào)

當(dāng)從數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換到模擬信號(hào)時(shí)，同樣會(huì)產(chǎn)生信號(hào)的損失。數(shù)字信號(hào)是以0或1的形式存儲(chǔ)的，當(dāng)數(shù)字信號(hào)的跳變很頻繁時(shí)，在轉(zhuǎn)換到模擬信號(hào)時(shí)的頻率就很高。這樣就容易產(chǎn)生爬行等不良現(xiàn)象。而數(shù)字信號(hào)的頻繁跳變是由圖象相鄰象素點(diǎn)之間的高對(duì)比度引起的。解決這個(gè)問題的一個(gè)方法就是選用濾波器（Filter），它的目的就是將對(duì)比度大的區(qū)域進(jìn)行平均，從而避免轉(zhuǎn)換到模擬信號(hào)時(shí)的高頻成分。PhotoShop中就有這項(xiàng)功能，可以在設(shè)計(jì)臺(tái)標(biāo)時(shí)使用。

上面我們介紹了如何做臺(tái)標(biāo)及做臺(tái)標(biāo)應(yīng)避免的一些問題，那么對(duì)于一個(gè)理想的臺(tái)標(biāo)，應(yīng)如何選擇K值的范圍和顏色深度才算合適呢？通過對(duì)國內(nèi)、國外先進(jìn)臺(tái)標(biāo)機(jī)的考察，我們發(fā)現(xiàn)，要實(shí)現(xiàn)理想的臺(tái)標(biāo)，它的顏色深度應(yīng)選擇：

填充信號(hào)圖象：

24Bit/Pixel（R、G、B 各 8Bit）鍵信號(hào)圖象：

8Bit/Pixel（亮度或灰度）

滿足這種條件的臺(tái)標(biāo)機(jī)可以避免臺(tái)標(biāo)邊緣的鋸齒、閃爍和抖動(dòng)。并可產(chǎn)生金屬、玻璃和彩色有機(jī)玻璃等不同質(zhì)感、不同光線效果、半透明或全透明等效果。

3 臺(tái)標(biāo)機(jī)的可靠性和穩(wěn)定性

由于臺(tái)標(biāo)機(jī)大部分都用在播出系統(tǒng)中，必須滿足24小時(shí)全天候播出的要求。所以，臺(tái)標(biāo)機(jī)除了要能做出理想的臺(tái)標(biāo)，還要具有很高的可靠性和穩(wěn)定性。

目前國內(nèi)高檔臺(tái)標(biāo)機(jī)的設(shè)計(jì)主要采用兩種方式，一種是采用計(jì)算機(jī)的方式，這種方式基本類似于字幕機(jī)，它的優(yōu)點(diǎn)在于靈活性大；但由于計(jì)算機(jī)不是為連續(xù)全天候工作設(shè)計(jì)的，并且受到病毒等影響，所以這種機(jī)器的可靠性和穩(wěn)定性會(huì)受到一定的影響。

另一種方式是采用全硬件設(shè)計(jì)，由于是專為播出系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，所以這種方式的可靠性和穩(wěn)定性會(huì)得到保證；但不足的地方是靈活性不太好，但由于臺(tái)標(biāo)一般不會(huì)頻繁改動(dòng)，所以不會(huì)造成大的影響。

4 結(jié)論

綜上所述，一個(gè)理想的臺(tái)標(biāo)機(jī)需要滿足兩個(gè)基本條件：

（1）采用8Bit線性鍵、24Bit真彩色的鍵控器；

（2）采用全硬件設(shè)計(jì)。