第十屆金鷹節互聯盛典電視晚會的多媒體技術應用

喻 狄

（湖南廣播電視臺，湖南 長沙 410003）

第十屆金鷹節互聯盛典電視晚會的多媒體技術應用

喻 狄

（湖南廣播電視臺，湖南 長沙 410003）

介紹在電視綜藝節目中，運用虛擬植入技術，以及多媒體控制播放系統，融合圖像跟蹤技術、網絡互聯技術等，在電視畫面上呈現虛擬的舞美場景。

電視綜藝晚會；節目制作；虛擬植入；4D虛擬；實時圖像跟蹤；多媒體；彈幕

湖南衛視為2014年第十屆金鷹節推出的互聯盛典電視文藝晚會（以下簡稱“金鷹節互聯盛典”）是以互聯思維打造的運用多種技術呈現在電視上的時尚潮流盛典，樸樹現場跨越空間的虛擬“萬人合唱團”、再造“辣妹版”小蘋果、華晨宇冰上芭蕾飛濺出道道冰花、電視畫面實時呈現節目與觀眾互動信息等，給晚會帶來豐富看點。在這些精彩紛呈的綜藝節目呈現形式背后，是以當前節目制作的高、精、尖的先進技術作為支撐，其中不乏在國內電視綜藝晚會中首次使用的技術和設備，主要的技術亮點有視頻虛擬植入技術、4D虛擬實時圖像跟蹤技術、熱跟蹤技術、“彈幕”技術等。

1 系統概述

金鷹節互聯盛典在1 400 m2演播室直播，為實現虛擬舞美場景、跟蹤移動、信息互動等特效，導控室視頻系統接入了虛擬植入系統、4D虛擬系統、紅外跟蹤器、多媒體播放控制系統、虛擬制作軟件、字幕機等子系統，如圖1所示；在演播室，攝像共使用了16個機位，其中有3個虛擬機位，如圖2所示。上述各部分共同完成該盛典的電視直播。

2 多媒體技術的融合應用

2.1 虛擬植入舞美場景

虛擬植入就是將虛擬影像疊加到現實場景中的技術，這種技術能夠突破現實環境在場地、景物上的局限，在現實的基礎上增加更多、更加有創意的視覺內容。虛擬植入系統主要由跟蹤系統、圖形工作站和圖形創作系統三部分組成。

在整場金鷹節互聯盛典中，采用VIZRT虛擬植入系統及Viz Engine在線三維圖形包裝軟件，多次運用虛擬植入技術制作舞美場景，共呈現出9個虛擬場景。Viz Engine是一種集動畫、合成及渲染等多種功能于一體的綜合性軟件，能實時生成全新的2D/3D圖形場景，配合精確的定位，實現虛擬場景與現實場景的無縫結合，并實時處理成SD（標清）和HD（高清）等視頻格式。

圖1 視頻系統圖

圖3 虛擬植入系統圖

圖2 攝像機位分布圖

圖4 王大錘從開場VCR中跑入現場的虛擬場景

為了保證直播過程中的播出安全與穩定，此系統設計為3通道、3機位。跟蹤方式采用了成熟穩定的機械跟蹤系統，1個10 m的Jimmy Jib搖臂配合Stype Kit跟蹤設備，提供鏡頭及搖臂運動解決方案；1個K2帶彎軌的運動機位，實現弧線運動跟蹤；1個全景可推拉搖移的固定機位。固定機位采用數據并纜傳輸的技術，直接將數據接入攝像機，通過攝像機光纜傳輸回虛擬工作站，省去導控室到演播室200 m數據線的布放。每路攝像機都配備了相對應的渲染軟件平臺，既可以保障安全，又方便工作人員直觀地看到每路畫面輸出的效果。虛擬植入系統的原理圖見圖3。

圖6 張朝陽演講的虛擬場景

圖7 曹格《我的家》虛擬舞美場景

圖4～圖7就是金鷹節互聯盛典中幾個植入虛擬場景的效果。如圖4，盛典開場，利用虛擬現實技術，呈現出王大錘從開場VCR（現泛指錄像視頻）中跑入現場舞臺，實現無縫過渡，亦幻亦真；圖6，是張朝陽 TED（Technology 技術Entertainment 娛樂Design 設計）演講的虛擬場景。

2.2 虛擬植入萬人合唱團

在樸樹與“萬人合唱團”的節目中，現實舞臺上，樸樹以搖滾不羈的風采演唱自己的大熱歌曲《平凡之路》；同時，利用VIZRT虛擬植入技術，導入優酷中多人歌唱畫面，拼接成一個巨屏幕，實時渲染生成與攝像機拍攝的人物有正確透視關系的三維虛擬圖像；最后，在電視畫面上呈現出樸樹和“萬人合唱團”跨越空間的合唱場景，氣勢恢宏，震撼了全場，見圖8。

2.3 4D虛擬技術

所謂4D虛擬技術，就是在傳統3D虛擬跟蹤功能的基礎上，除可以實現攝像機對演員和虛擬物體進行推拉搖移的跟拍外，還加入了實體與虛擬物體之間的互聯互動，比如演員可以帶著虛擬物體一起移動。此效果的呈現實際上是利用實時圖像識別跟蹤和虛擬植入融合的技術原理，如圖9所示。

在由洪辰、楊洋表演的《小蘋果》的節目中，開場是兩個舞蹈演員手持方盒，方盒上面顯示有配合演員舞蹈動作的虛擬視頻畫面，并且跟隨演員同步移動。這種特效需要先期制作，在演員手持的盒子上貼有標記點，如圖10所示，利用marketgraph軟件實時分析拍攝的畫面，跟蹤標記點的位置，即可把虛擬影像實時準確地吻合在盒子上，實現舞蹈演員與虛擬物體的實時交互。

2.4 紅外實時跟蹤與多媒體控制播放系統結合應用

金鷹互聯盛典還率先在國內綜藝晚會上采用實時紅外跟蹤技術和多媒體播放控制系統Coolux（潘多拉魔盒）相結合的應用。Coolux是一套集邊緣融合、異型校正、媒體編輯、三維互動、舞美設備控制為一體的多媒體播放控制系統。它的功能非常強大，可以接收很多目前流行的傳感器的運動數據，被廣泛用于投影和多媒體展示里，系統圖如圖12所示。

圖8 樸樹和“萬人合唱團”跨越空間的合唱場景

圖9 4D虛擬技術實現原理圖

圖10 4D虛擬測試畫面

圖11 《小蘋果》表演的虛擬效果

圖12 Coolux+紅外實時跟蹤系統圖

圖13 虛擬冰花跟隨演員滑冰軌跡

圖15 彈幕在盛典中呈現的效果

圖14 彈幕實現流程

華晨宇首秀新歌《微光》的節目中，華晨宇以冰上飛馳伴舞歌曲。為虛擬出冰上飛馳的效果，技術員在舞臺的邊緣安裝了一個紅外跟蹤器，紅外跟蹤器以自己為圓心，扇形掃描舞臺平面，實時定位演員的滑冰運動軌跡，并將采集到的定位數據傳送到多媒體控制播放系統Coolux中。Coolux利用紅外跟蹤器傳過來的位置數據，實時渲染生成冰刀劃過冰面產生冰屑顆粒飛濺的圖形效果，最后傳輸到地屏顯示，實現顆粒實時跟隨演員滑冰痕跡的無縫銜接效果，演員劃到哪里，冰屑顆粒就跟隨到哪里，實際效果見圖13。

2.5 彈幕

所謂彈幕，就是觀眾在觀看電視時，可見大量來自于互聯網上評論節目的信息從屏幕飄過，字體顏色五彩繽紛，看上去像是射擊出的飛行子彈，這一功能融合了電視技術與互聯網技術，起到了互動的作用。彈幕最早發源于互聯網視頻，是一個小眾應用，但現在電視直播中彈幕開始大行其道，也被引入電影院和大銀幕。

此次盛典彈幕功能的實現，使用了2套Ideal 3DM三維圖文實時在線包裝系統，可實現真三維圖文的制作、預覽、實時渲染及播出。兩套系統一主一備，通過其中的彈幕小程序，實時地抓取金鷹網上經過審核后的評論，經實時渲染后送到切換臺播出，如圖14所示，讓觀眾在看晚會直播的同時，可以實時吐槽自己的觀感，如圖15所示，實現互動功能。

3 結語

第十屆金鷹節互聯盛典電視晚會采用了虛擬植入、圖像跟蹤、IT等多媒體技術和多媒體設備，給現場和電視畫面的呈現帶來更加豐富、更加炫酷、更加震撼效果。特別是“彈幕”的運用，印證了隨著“三屏合一”時代的真正到來，同時，釋放出湖南衛視已經意識到必須打通電視屏、手機屏、PC之間的互動體驗，全面擁抱新媒體、向互聯網轉型的信心和決心。

（編輯 杜 青）

Application of Multimedia Technology in the Tenth Golden Eagle Festival Internet TV Show

YU Di
(Hunan Radio and TV Station, Changsha Hunan 410003, China)

This article describes the application of multimedia technology in the TV variety shows. It uses virtual implant technology and multimedia control playback system, and combines the image tracking technology, networking technology etc., showing a virtual stage scene in the television screen.

TV variety show; program production; virtual implant technology; 4D virtual; real-time image tracking; multimedia; bullet screen

10.3969/j.issn.1674-8239.2015.04.012