基于A.R.技術的體育電視節目設計與實現

（鄭州鐵路職業技術學院公共教學部，鄭州，450052）

基于A.R.技術的體育電視節目設計與實現

朱建峰

（鄭州鐵路職業技術學院公共教學部，鄭州，450052）

近年來，AR技術應用領域逐漸擴大，本文主要針對AR技術在體育電視節目中的設計與應用進行研究，利用AR技術彌補現有體育節目直播手段的缺憾，證明AR技術強大的應用潛力。

AR技術；電視節目；體育直播

1 國外AR技術應用現狀

隨著AR技術的逐漸成熟，它在國內外各領域已有不少成功的應用案例。2011年游戲開發者會議中，索尼開發人員拿著PSV掌機通過Smart AR技術讀取放在地上的恐龍圖片，迅速對其進行3D建模，使屏幕中的恐龍從圖片中站立起來，效果極其逼真。借助AR技術，玩家可將身邊物件利用起來，自行創造游戲關卡。AR技術實現了虛擬與現實的結合，2010年7月iPhone手機上出現了一款簡單的顛球游戲，ARSoccer能生成一個虛擬的足球，讓你在繁華的鬧市區帶球過人，它能鍛煉你的球技，即使不到現實的足球場，也能夠滿足你想要踢足球的欲望（詳見圖1）。當然，AR技術并不只是一項游戲技術而已，AR技術的應用有著更多的現實意義，國外的許多軟件都加入了增強現實的功能。Yelp的官方軟件借助增強現實技術，將用戶需求的各類餐館等浮現在鏡頭前，而并非單純地羅列在屏幕上，而且餐館相關的具體信息用戶能夠一目了然，包括餐館的方向的指導、消費檔次級別等（詳見圖2）。此外AR的功能與GPS定位有所區別，有些人即使有GPS定位還是暈頭轉向，不知左轉還是右轉。而利用AR功能的地圖可以將這類問題迎刃而解。Metro AR能夠作為您的忠實向導，即使你到了陌生的紐約、倫敦、巴黎，也能夠借助Metro AR得知最近的地鐵站在哪里，長什么樣，一個箭頭帶你直接找到目的地。

圖1 顛球游戲ARSoccer軟件系統

圖2 Yelp軟件實際應用圖

2 國外AR技術在電視節目中應用現狀

在國內，增強現實技術在電視節目中的應用逐漸顯著，就在2010年的世界杯期間，央視五套的《豪門盛宴》在解讀世界杯賽事的時候，便在節目現場展示了虛擬技術合成的3D南非世界杯的各個球場，而且能夠隨著鏡頭的變化發生視角和縱深的變化，這便是AR技術在體育電視節目中應用的效果。AR與我們所熟悉的VR的區別在于，虛擬現實是“脫離”現實場景的，而增強現實是在真實場景上增加虛擬的內容。CCTV5直播的體育節目《豪門盛宴》借用先進的AR技術，虛擬球場、比賽球員、立體屏幕等各種畫面，確實讓中國觀眾感受到了“逼真”的現場。在這里，用圖作解探究AR技術在體育電視節目的設計與實現（詳見圖3、圖4）。

圖3 用于識別的圖案

觀察圖1可知，虛擬圖像的位置需要借助標識來定位，攝像頭拍攝現實場景，并通過計算機視覺技術捕獲標記實時記錄其位置和方向，將虛擬的3D對象疊加到該位置，構成虛實融合的景象。

圖4 運用AR技術的直播畫面

由于AR技術的應用，主持人張斌在對比賽場地進行介紹時，畫面會加入虛擬立體的體育場畫面，可以借助電子手套或是鼠標之類的輸入設備實現與3D內容的互動。

AR技術的應用除了可以將靜止的場館畫面合成到直播中以外，還可以將賽場上的運動員以及一些比賽參數應用到電視畫面中，為中國觀眾呈現“逼真”的現場。但是據參加節目的觀眾介紹，演播室現場是看不到球場的，所以主持人張斌不小心進入到虛擬場景后面去了。

由此可見，AR技術在電視節目中極具應用的價值，增強現實技術不僅能夠豐富節目現場的效果，同時讓節目更加具有觀賞性。

3 AR技術在體育電視直播節目中應用設計

傳統的體育節目直播室，主持人在解說的同時會用筆或是標記號碼在各類戰術板上位觀眾做講解，主持人的講解缺乏生動性和實時性，觀眾對于講解內容也是模模糊糊，不能完全理解。而AR技術在體育電視節目直播中的應用為解說員的講解帶來現場感，解說員可將大量的實時信息及時以圖文形式傳遞給觀眾，不同賽事呈現效果也有所不同。以下是對AR技術在體育電視節目中應用的分析與設計。

3.1 制作場景模型的設計。建模工具選用3dDS MAX，根據足球運動員和實際足球場的比例大小制作相應的場景模型以及不同體型規格的運動員角色模型，每個角色模型最好控制在5000個三角面以內，貼圖的長寬必須滿足二的倍數的任意組合，為了使畫面設置更加逼真，需要保證最終模型上多邊形網格線和邊界的正確結構和走向。

3.2 運動狀態的制作。在3DS MAX中將每位運動員的模型綁定biped骨骼，并根據運動員不同的運動狀態制作不同的動作動畫，確保動畫中各項參數的精確度，保存為.bip文件，最終形成一個完整的動作庫。

3.3 交互制作。增強現實技術作為全新的人機交互技術，主要是將攝像頭拍到的影像疊加虛擬影像的技術。該系統采用FLASH平臺中的FLARToolKit，對標記物的獲取采用FLARToolKit中極具優勢的MultiFLAR- Example。

3.4 交互控制器的設計。該環節分為兩部分，一方面是硬件部分的設計，另一方面是軟件部分的設計。硬件部分采用XBOX360游戲機體感的外設Kinect，利用即時動態捕捉、語音辨識、麥克風輸入、影像辨識、社群互動等功能讓玩家通過自己的肢體控制游戲，擺脫傳統游戲手柄的束縛，實現與互聯網玩家的互動。軟件部分采用OpenNI接口，為雙方建立一個通信的標準。

3.5 賽事信息設置。將完整的比賽信息數據存放于數據庫中，便于演播室使用。

3.6 結合場景播出。根據設計的場景，系統定制的控制界面直接控制播出，通過網絡連接HDVG，向HDVG發送控制命令，由HDVG完成圖形渲染工作。最后輸出SDI視頻信號。

4 結語

AR技術在體育電視節目中應用為球迷展現一個更為逼真的現場，同時便于觀眾理解解說員的實時解說，該技術可用于各類電視節目的直播或是轉播中，AR技術發展前景必將更為廣闊。

[1] 張洪波.增強現實技術在教學中的應用研究[D].河南大學2012

[2] 高凈業.增強現實人機交互系統的研究[D].杭州電子科技大學 2011

朱建峰，男1966年10月，碩士，教授，體育教育訓練學

Design and implementation of sports television programs based on AR technology

Zhu Jianfeng
(Zhengzhou Railway Vocational and Technical College Department of Public Instruction，Zhengzhou，450052)

In recent years,AR technology applications grow,this paper studies the design and application of AR technology in sports television for the use of AR technology to make up for live sports programming means existing shortcomings,AR technology proved a powerful potential applications.

AR technology;television programs;live sports