自主研發全方位智能化提詞器系統的思路

■黃崧

該提詞器與新聞文稿系統高度結合，實現一鍵完成調用欄目導語，不再需要繁瑣的選擇操作。并通過現有的無線技術手段，解決了欄目因有線控制器局限性造成節目播報模式單一化的問題，主持人可以在演播室內大范圍地走動進行播報。

一、概述

1.立項背景

現在新聞節目模式的多樣化發展，往往會需要主持人站立播出，甚至來回走動。如果主持人仍使用有線提詞器控制，會出現非常不便的狀況。以往遇到這樣的節目，欄目組都會安排專人在控制室里幫助主持人控制提詞器。但是因為兩個人的配合無法時刻達到一致，經常會出現導語滾動得太快或太慢，造成主持人在讀導語的時候無法按照自己的主持風格和新聞需要進行調整。針對這些局限性，必須改造舊的提詞器以提高節目的制作效率。

我們綜合比較了多家提詞器的優缺點，重新設計了一款全方位智能化提詞器系統。由于是自主研發，所有原代碼均為自己編寫，并且代碼主要編寫成員都是從事新聞工作多年，對于欄目需求的理解更透徹，更易于滿足主持人、編輯、技術維護人員各方面的要求。

2.解決方案與思路

首先要解決的就是有線控制器帶來的局限性，解決這一問題的最好辦法就是提供一個無線的控制器，由主持人自己來把控整個播出的節奏，達到節目應該有的播出效果?？涩F有的演播室的提詞器原提供的無線控制都是基于紅外線來實現，而紅外線要求的指向性非常強，要求發射端必須對準接收端才能完成發送與接收遙控命令?，F在的節目模式已經無法滿足多方位進行無線控制的需求。

同時，現在的提詞器都是完全獨立，不與現有文稿系統進行整合。以往操作都是首先登陸新聞中心文稿系統，然后復制里邊的導語粘貼到一個文本文件里，再通過現在的提詞器調用該文本文件進行導語導入。而這一系列繁瑣的操作時常會因為工作時間長麻痹大意容易在某個環節中出現錯誤造成播出事故。

全方位智能化提詞器系統就很好地解決了以上所遇到的問題?？紤]到以后軟件的擴展性和兼容性，這次軟件系統開發的程序語言采用微軟公司推出的C#，由于現在大多數的計算機依然使用的是微軟公司的windows 系統，而C#也正是微軟公司主推的程序語言，其對windows平臺的兼容性非常好，并且可以通過.NET 的虛擬機進行跨平臺運行，C#擁有C/C++的強大功能以及Visual Basic 簡易使用的特性，是第一個組件導向(Component-oriented)的程序語言，開發效率高，未來前景非常廣闊。軟件開發工具采用的是Microsoft Visual Studio 2005。

二、分析與實現情況

1.實現文稿自動關聯調用功能

（1）一鍵導語自動關聯糾錯

由于以往調出導語方式都是通過對文稿系統一系列繁瑣的操作才能把導語調用到提詞器，容易出現因為登陸文稿選擇日期錯誤而造成播出時的導語不正確，并且沒有糾錯軟件提醒。針對這一現象，該提詞器根據現有文稿系統的實際情況進行了自主研發的改造，圍繞著以減少操作環節來降低因人為失誤而造成播出事故的原則，實現了一鍵根據欄目完成調出導語，并提供了當前直接從文稿系統調出的導語在播出前對日期、欄目與導語來源的糾錯提醒，只有確認后方可播出。這大大提高了播出的安全可靠性。

（2）采用Microsoft XML Web services 解決移植穩定性

由于現有的提詞器都是只針對windows 開發的，無法移植到現在其他流行的操作系統，例如蘋果的ios、安卓等?？紤]到將來的擴展性、可移植性及兼容穩定性，我們這次自主研發的提詞器則選擇了微軟力推的.NET。由于采用的是.NET 進行開發，對現有的windows 操作系統兼容穩定性是非常好的，而.NET是Microsoft XML Web services 平臺。XML Web services 允許應用程序通過 Internet 進行通訊和共享數據，而不管所采用的是哪種操作系統、設備或編程語言。Microsoft.NET 平臺提供創建 XML Web services 并將這些服務集成在一起之所需。.NET就是微軟的用來實現XML，Web Services,SOA（面向服務的體系結構service-oriented architecture）和敏捷性的技術。我們該如何去理解.NET呢？首先必須先了解.NET 技術出現的原因和它想解決的問題，為什么他們需要XML,Web Services 和 SOA。從一個程序員的角度去理解就是將微軟看成一個平臺廠商，微軟提供一個技術平臺，而程序員在這個平臺之上編寫應用程序。從這樣的理解我們也可以這樣定義.NET 就是微軟新一代的技術平臺，為敏捷商務構建互聯互通的應用系統，這些系統是基于標準的、聯通的、適應變化的、穩定的和高性能的。從技術的角度說，一個.NET 應用是一個運行于.NET Framework 之上的應用程序。（更精確地說，一個.NET 應用是一個使用.NET Framework 類庫來編寫，并運行于公共語言運行時Common Language Runtime 之上的應用程序。）

由于.NET 的特性，對于日后我們的再移植提供了便捷的通道，不需要對原有代碼進行大量的翻工修改便可以輕松實現移植。大大降低了將來的移植成本。

2.具有個性化智能記憶功能

（1）個性化自定義設置集合存取

可以根據主持人的習慣對提詞器字體、顏色、大小、速度相關參數進行設置等。只需一次設置，以后將可以一鍵調用個人設置，無需再每次因更換主持人使用而重新繁瑣地設置，提高了工作效率，解決了以往提詞器無法進行多用戶自定義的缺陷。

（2）控制器操控隨意性和多功能化

可以任意地指派相關操作功能對應到控制器的按鈕上，并且實現了單按鈕多功能化，即同一按鈕在不同的情況下觸發不同的事件，解決了因為一些控制器按鈕少卻想實現多種功能操控的煩惱，大大減少了人力，基本實現一人即可完成所有操作。

（3）自動記錄

系統會自動記錄當前提詞器的使用狀態，當發生異?；蛲ｋ姷仁鹿屎笤俅伍_啟程序會自動恢，保證了演播導語的延續性。

（4）可視化信息

系統可直觀地顯示當前已經選擇的字體、大小、顏色、播音速度和當前導語來源等信息。并在播出過程中提供播音速度條顯示，更直觀地讓主持人清楚當前更改的速度是否有效。

（5）多人控制

可以實現同檔節目多位主持人同時控制，并且實現的成本比廠家提供的低廉很多，很好地控制了制作節目的成本。

3.采用“2.4GHz 無障礙接收”通用性控制方式

無線技術根據不同的頻道和用途被分為許多種類別，其中 包 括WIFI(IEEE 802.11)、藍牙、Infrared(IrDA)、ZigBee(IEEE 802.15.4)等多個無線技術，但應用于無線鼠標鍵盤領域的無線技術，消費者接觸較多、市場上產品比較豐富的，就屬2.4GHz、藍牙、27MHz這三大無線技術。而現在最?？吹降氖遣捎?.4GHz 無線技術的產品。

“2.4GHz 非聯網解決方案”也就是我們俗稱的2.4G 無線網絡技術。它的優點是解決了27MHz 功率大、傳輸距離短、同類產品容易出現互相干擾等缺點，可以看成是27MHz的升級版。2.4G 無線技術之所以是“2.4G”而不是“2.5G”是因為該技術使用的頻率是2.4-2.485GHz ism無線頻段，該頻段在全球大多數國家均屬于免授權免費使用，這為產品的普及掃清了最大障礙。

相比于27MHz 的低傳輸效率，2.4G 傳輸效率達到了2MBps，接收端和發射端之間并不需要連續性工作，從而大大降低了功耗，延長電池續航時間。同時為了避免27MHz無線頻段容易出現互相干擾的現象，2.4G 還采用了自動調頻技術，接收端和傳輸端能夠找到可用頻段。此外，更重要的是2.4G RF 無線技術為雙向傳輸模式，避免27MHz 單向傳輸容易出現信號斷續的情況。2.4GHz 非聯網解決方案因為并不需要向任何組織或者個人交納專利費等原因，其成本相對其他無線網絡技術（如：wifi/藍牙等）要低廉不少。

2.4 GHz 無線技術無論在實用性、連接穩定性和成本方面等方面都要好于其他兩種技術，備受推崇是必然的事。有人可能要說藍牙不需要接收器，更方便。其實以羅技為首，現在鍵鼠產品的USB 接收器已經相當小巧，Nano 接收器號稱即插即忘，插到電腦USB 槽上后幾乎看不出來，也不會影響到電腦正常使用。

所以采用“2.4Ghz 非聯網解決方案”技術方式實現的無線控制器不但成本低，而且完全避免了其他無線控制方式的弊端，主持人可以隨意地擺動手上的控制器進行控制。并且可以隨時在普通的電子市場購買，價格低廉，不再像一些廠商的控制器，必須要訂購，周期長，價格高，易影響節目的繼續錄制。

4.消除抖動、波浪紋、閃爍，提高顯示質量

由于以往的早期提詞器存在著抖動、波浪紋或閃爍等問題，而這次自主研發的提詞器采用Direct eXtension（簡稱Directx 或DX）圖形驅動引擎技術進行開發，就非常好地解決了這些情況，該圖形驅動引擎是由微軟公司創建的多媒體編程接口。由C++編程語言實現，遵循COM。被廣泛使用于Microsoft Windows、Microsoft Xbox和Microsoft Xbox 360 電子游戲開發。最新版本為DirectX 11，創建在最新的Windows 7。

Microsoft DirectX 旨在使基于Windows 的計算機成為運行和顯示具有豐富多媒體元素（例如全色圖形、視頻、3D 動畫和豐富音頻）的應用程序的理想平臺。DirectX 包括安全和性能更新程序，以及許多涵蓋所有技術的新功能。應用程序可以通過使用DirectX API 來訪問這些新功能。

DirectX 加強3d 圖形和聲音效果，并提供設計人員一個共同的硬件驅動標準，讓游戲開發者不必為每一品牌的硬件寫不同的驅動程序，也降低用戶安裝及設置硬件的復雜度。從字面意義上說，Direct 就是直接的意思，而后邊的X 則代表了很多的意思，從這一點上我們就可以看出DirectX 的出現就是為了為眾多軟件提供直接服務的。

DirectX 是由很多API 組成的，按照性質分類，可以分為四大部分，顯示部分、聲音部分、輸入部分和網絡部分。顯示部分擔任圖形處理的關鍵，分為DirectDraw（DDraw）和Direct3D（D3D）。前者主要負責2D 圖像加速，它包括很多方面：我們播放mpg、DVD 電影、看圖、玩小游戲等都是用的DDraw，你可以把它理解成所有劃線的部分都是用的DDraw；后者則主要負責3D 效果的顯示，比如CS 中的場景和人物、FIFA 中的人物等，都是使用了DirectX 的Direct3D。而該提詞器軟件系統用到了顯示部分的DirectDraw類。

以往一些提詞器產品都是通過textbox 控件的Scroll 進行字幕滾動的控制，但這樣的控制方式缺點在于只要滾動，控件就會對屏幕主表面進行重新繪圖，對計算機配置要求相對較高，如果配置低，繪圖效率無法超越人眼所能感受到的最低刷新率，則會造成字幕滾動時有抖動、波浪紋及閃爍現象發生。但DirectDraw 就很好地解決這樣的現象，并減少了對CPU 的依賴，更充分地利用GPU，提高了繪圖效率。

DirectDraw 主要提供了完成以下任務的工具：

管理多頁面，直接訪問視頻RAM，翻頁（Page flipping），后臺緩存（Back buffering），管理調色板（Palette），裁剪（Clipping），視頻端口（Video port）。

除此之外，DirectDraw 允許開發者在應用程序運行期測定顯示硬件的特性，然后，充分利用主機硬件設備的加速特性為用戶提供可能的最優的顯示速度和效果。

與DirectX 其它組件一樣，只要可能，DirectDraw 就會最高程度地利用硬件執行某特定功能，并且讓那些該硬件還不支持的特性也能用軟件仿真的方式加以實現。設備無關性通常是通過硬件抽象層（HAL：Hardware abstraction layer）實現的。

DirectDraw 是通過基于COM的接口提供服務。在DirectX 5.0 版本中，這些接口分別是：IDirectDraw2、IDirectDrawSurface3、IDirectDrawPalette、IDirectDrawClipper和IDirectDrawVideoPort。

本次項目的提詞器軟件系統根據人眼視覺的惰性和閃爍感的特性，采用DirectX 驅動引擎顯示部分的Directdraw 來實現，通過DirectDrawSurface 的翻頁函數實現了避免在文字滾動中發生抖動、波浪紋，甚至閃爍。讓整個字幕的滾動畫面流暢穩定，優于許多早期的產品。

我們先了解一下DirectDraw 表面概念：

在用DirectDraw 編寫程序時,我們先要創建若干個圖形數據緩沖區，并把這些圖形數據裝入其中，再進行轉換、拉伸、挎貝等操作，并且還可以顯示這些緩沖區中的圖形數據，這些緩沖區就稱為表面。

表面可以分為幾類。

主表面(primary surface)是用戶在屏幕上可以看到的，它是顯示內存的一部分。所有DirectDraw 程序都有主表面，而且只有一個。它在DirectDraw 表面對象之前就已經存在了，因此不能改變它的尺寸、格式和位置。

主表面有一個很重要的特性——翻頁(flip)。頁面翻頁用于程序中，可以產生相當平滑、不閃爍的動畫。一個可以翻頁的主表面實際上是兩個表面，一個是可見的，一個是不可見的。不可見的表面稱為后備緩沖區。當發生表面翻頁時，后備緩沖區就成為可見的，而以前的可見主表面則成為后備緩沖區。下面我們用圖示來向您解釋上面的概念，如圖1。

當翻頁后，將原后備緩沖區頁中的內容copy 入可見主表面頁，而同時將原可見主表面頁的內容copy 入后備緩沖區頁。

顯示器屏幕雖然每秒中刷新很多次，在此我們假定為85 次，但每次都是一遍一遍地讀取可見主表面中存儲的顯示頁信息，而你對后備緩沖區的改動不會顯示出來，并且也不會影響可見主表面的顯示，而只有當施行翻頁操作后，兩頁的內容互換，而你已經完成了的在原后備緩沖區的改動才會顯示在屏幕上，而這個互相拷貝的過程幾乎是瞬間完成的，這個時間比起每次刷新所用的時間少得多得多，兩者幾乎差了幾乎幾十萬個數量級。而人眼是根本察覺不到的，所以用這種方法可以獲得不閃爍、平滑、優質的動畫效果。

還有一種表面叫離屏表面(off_screen surface)，它是不能直接見到的。離屏表面作為存儲緩沖區，有助于表面之間的互相切換，它的大小是可以改變的。

主表面和離屏表面都分為有調色板的和無調色板的這兩類。像素深度為8位(256 色)的表面稱為有調色板的表面；而像素深度為16位(64K 色)、24位(16M 色)的像素表面稱為無調色板的表面，它們存儲實際的色彩值(RGB 值)。

三、應用實施效果

本項目已經正式建設于廣西電視臺新聞中心的三個新聞演播室，在廣西電視臺衛星頻道、資訊頻道各檔節目直播和錄播中使用，效果十分良好。由于是自主研發，一些特色功能得到了很好的應用效果。特別體現在由于采用了更好的無線控制器，給欄目播報提供了更加寬裕的表現方式，讓節目更易于多樣化創新，增強了節目的可看性。同時減少了人力資源，大大節約了節目制作的成本。還由于提供了智能糾錯功能，在節目導語的調用過程中已經實現零錯誤，大大提高了播出安全性與可靠性。另外，由于是自主研發項目，將來還會提供更多具有特色性的功能，增強了軟件的擴展性。