北京市西城區信息中心虛擬演播室項目

龔寶冬

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北京市西城區信息中心虛擬演播室項目

龔寶冬

一、項目簡介

北京市西城區現代教育信息技術中心（以下簡稱“西城信息中心”）需建設一套虛擬演播室系統。虛擬演播室以教學為主，以高清制作為架構，兼做部分虛擬演播室節目。演播室以高質量、多功能、適用的廣泛性為總體思路；在技術設計中采用高清電視技術，要求既能滿足虛擬演播室直、錄播制作需求，又能在實景演播室通過大屏幕進行課程教學，體現出技術上的先進性、功能上的靈活性和可擴展性。目標是建成功能強大，設備精良、具有現階段一流水平的電視直、錄播系統。

圖1　演播室拓撲圖

二、項目目標

西城信息中心計劃對現有的演播室設備升級改造，建設成為高清三訊道虛/實兩景區數字演播室。演播室系統主要分為視音頻錄制系統、虛擬及視覺效果合成系統、燈光系統、聲學裝修及實景/虛擬景區舞美搭建幾部分。

改造時將已經淘汰的演播室系統的錄音錄像設備更新為當前主流的數字化高清系統的同時，充分利用現有設備，把還能使用的設備都加入到系統中，保證設備實現其最大使用價值。

升級改造后的演播室，將能滿足電視教材、優秀教學紀實片、教育專題等節目的高清錄制和后期制作的需求，方便與電視臺、各制作單位、相關單位進行節目交流。系統設計時充分考慮標清兼容性和系統擴展性問題，使原有的寶貴資源得以發揮作用，同時能夠適應廣播電視技術未來的發展趨勢。

1.保證系統技術的先進性

高清三訊道虛/實兩景區數字演播室系統，力求著眼于未來廣播電視業界的發展方向，設備選型方面在功能和性能上具備一定的超前性，能夠體現目前最新、最先進的技術理念，從而使系統在今后數年內保持相當水準。

2.保證功能的完備性、系統的穩定性以及運行可靠性

在保證功能不缺失、安全性不降低的前提下力求通過合理的設計方式降低系統造價，減少設備，方便系統連接。高清數字演播室系統應盡可能追求較高的整體性，考慮到完成節目錄播的實際需要，對可能出現的情況進行了有針對性的設計，同時保留升級和擴展的空間，在整體大框架的構成下，保留了外來系統的接口和系統擴展設備的接口。

作為高清數字電視演播室將承擔大量的節目制作任務，因此系統的設計和設備的選擇都必須把穩定性、可靠性和安全性放在首位。在精簡不必要環節的前提下，視音頻系統均采用跳線的工作方式，以供應急使用。

3.系統設備操作直觀簡易

在設備選型上將設備的技術指標和穩定性作為第一考慮因素，功能要求滿足應用，操作直觀簡易，在切換臺、調音臺等主要設備的選擇上更是體現了這一原則，主要設備都是依據這樣的原則進行選擇的，界面友好直觀、便于單人操作，穩定性強、經久耐用。系統其他設備均可實現面板操作及調整，便于使用。

4.系統信號調配靈活 維護管理方便

系統預留足夠的視音頻接口，保證系統的調配靈活，并兼顧系統設備的冗余。系統設計盡可能采用模塊化，構成方面力求簡單清晰，便于故障的排查及設備的維護。

5.保證原有設備的合理再利用

以節約有限資源，減少鋪張浪費為出發點，把原有系統中能繼續使用的設備，盡量考慮并設計到新系統中。

6.節能減排理念

低碳節能是當前人類社會關注的焦點之一，不論是哪一種技術，能夠減少用電量，就是省掉電費，減少二氧化碳排放量或環境污染。由于LED是冷光源，半導體照明自身對環境沒有污染，與白熾燈、熒光燈相比，節電效率可以達到70％以上。在該演播室系統中，燈光系統光源全部采用LED燈，既響應節能減排政策，又滿足演播室使用需求。

三、項目實施

根據多年來在演播室系統項目實施中積累的經驗，結合西城信息中心的需求，將實施部分從總體上為兩個階段，每個階段都作為一個獨立的子項目運作，并且兩個階段將有機地結合起來，最終完成整個項目的建設，達到用戶的建設目標。

1.前期準備階段

時間：合同簽訂之日起至供貨前項目　　內容描述　時間（天）組建實施小組實施小組成員由2～3名資深高性能服務器實施工程師以及1名技術顧問組成。1項目分析實施小組與售前支持小組對整體方案進行研究與討論，了解用戶應用需求，掌握系統結構。1～2基本信息溝通實施小組與用戶方就機房地板承重、溫度濕度情況、電源功率及接口類型、各種線路布置、系統總重量、系統尺寸、系統總功率等進行充分溝通，并協商整改意見。1～2硬件系統實施規劃確定機柜、節點、交換機等設備的具體位置；確定系統功率；確定系統占用空間等，制定詳細硬件實施計劃，并與用戶溝通。1軟件系統實施規劃提供包括集群操作系統、編譯環境及開發工具在內的確定版本，制定詳細安裝調試工程計劃，并與用戶溝通。1～2應用部署規劃與用戶溝通在平臺上需要部署的應用軟件，確定各應用版本，制定詳細安裝調試工程計劃。1～2 2.現場實施階段工作任務　　工作任務描述　　前提條件　　工期（天）　移交文件系統軟、硬件設備驗收工程師負責配合客戶進行系統軟、硬件設備驗收，參照合同清單。0.5～1系統設備上架、加電檢驗、調試工程師負責配合銷售人員/代理及客戶進行所有硬件設備的上架、布線，加電檢測，確認所有的設備運行正常。合同清單、設備簽收單2～3系統安裝工程師負責按照溝通協商內容完成系統安裝、配置。（1）項目準備工作完畢；（2）設備已安裝，加電。1～2　　用戶手冊

工作任務　工作任務描述　前提條件　工期（天）　移交文件軟件安裝工程師負責按照溝通協商內容協助用戶進行選定的軟件的安裝配置。（1）設備已安裝；（2）設備加電、操作系統安裝完畢；（3）系統環境配置完畢。0.5～1　安裝文檔系統基準性能測試工程師負責進行調優和算例復原測試，達到標書要求的標準。（1）設備已安裝；（2）設備加電、操作系統安裝完畢；（3）系統環境配置完畢。1～3測試手冊、調優文檔

四、特色與優勢

方案中所采用Mariana .VS虛擬演播室系統是新奧特公司結合最新的三維虛擬演播室技術、三維圖文技術、數據庫技術，強勁推出的全新一代真三維虛擬演播室系統。

（1）Mariana .VS虛擬演播室系統采用新奧特公司自主研發的強勁、高效的Mariana三維渲染引擎，為三維虛擬場景、三維虛擬圖文應用提供功能強大的渲染平臺；突破原有虛擬演播室完全基于OPEN GL平臺所受到的渲染能力和效果的限制，從場景的整體渲染和場景中物體的個體局部渲染的效果上都實現了質的飛躍。

（2）Mariana三維渲染引擎利用GPU高級編程語言開發，采用了包括紋理緩存、渲染狀態緩存、GPU編程等一系列手段，為三維圖形、圖像處理提供強勁的實時渲染動力和強大的渲染能力，充分發揮高端圖形加速卡GPU可編程渲染管線特性，能夠實時渲染多個復雜的三維虛擬場景。

（3）Mariana .VS虛擬演播室系統擁有獨立的主控工作站及圖形渲染工作站并采用高效千兆以太網連接，從而有力地保證了系統安全。

（4）Mariana .VS虛擬演播室系統采用開放式的整體架構和開放式的軟件結構，整個系統包括場景模板設計器、渲染器和播出控制器，真正實現了制作、渲染、播出分離的高穩定、高安全、高質量的工作模式。

（5）Mariana .VS虛擬演播室系統采用機械光電跟蹤傳感方式，基于新奧特公司自主研發智能識別分析算法技術，瞬間自動確定演播室多機位攝像機高精度初始定位。

（6）Mariana .VS虛擬演播室系統充分考慮攝像機鏡頭聚焦對跟蹤精度的細微影響，真正保證在攝像機連續高速、高頻率運動時，前景背景不漂移、不撕裂、不錯位。

（7）Marian .VS虛擬演播室系統提供高、標清兼容的制作系統，支持多種動態紋理，支持多種三維場景描述格式，支持.bmp，.tga，.jpg，.png等常用圖像格式。同時，可以兼容所有的演播室周邊設備。

（8）Mariana .VS虛擬演播室系統采用高端外置摳像色鍵，保證對物體邊緣、煙霧、透明體、陰影等進行高質量摳像處理。

（9）整套虛擬演播系統加載新奧特公司自主研發的虛擬圖文包裝系統——Mariana.VG用于實景演播室拍攝，可以在實景中實時融合三維模型、三維動畫、視頻等。

圖2　Mariana虛擬演播系

五、后期服務

1.售后技術服務計劃

圣邦天麒把售后服務作為系統整體解決方案的一個重要組成部分，承諾以健全的售后服務體系、多樣的服務方式和豐富的服務內容等，為用戶系統提供高滿意度的售后服務和技術支持。

2.售后服務體系

在多年的系統建設和服務過程中，圣邦天麒積累了豐富的技術支持服務經驗，建立了完善的梯級維護服務體系，可以為用戶提供準確及時、便捷快速的全方位支持與服務，確保系統安全、穩定、高效的運行。

3.售后服務方式

為了確保虛擬演播室系統安全、穩定的運行，圣邦天麒為用戶提供線上值守服務、現場緊急服務等。具體服務方式如圖3所示。

圖3　售后服務方式

4.線上值守服務

（1）熱線服務

圣邦天麒設有咨詢中心，由經驗豐富的技術人員通過傳真或熱線電話解答用戶的技術問題，并指導用戶解決一般性故障。

（2）網上服務

公司網站提供豐富的技術資源，通過E-mail接收和及時反饋用戶的問題或意見。

5.現場跟蹤服務

項目實施以及實施結束后，公司將指定技術支持工程師，在用戶現場提供免費現場支持服務。指導用戶技術人員全面熟悉該系統、熟練掌握對系統的配置、維護以及緊急情況處理技術。

6.現場緊急服務

對于突發的系統故障，公司將在半個小時內做出響應，分技術人員在2小時內趕赴現場進行技術支持服務。

7.售后服務內容

圣邦天麒作為虛擬演播室系統的設備提供商及系統集成商，其職責是長期對該系統的軟、硬件系統提供技術支持和咨詢服務。服務內容包括：產品硬件的維護工作、系統的維護、版本的更新、性能的維護。

（1）解決本工程中的所有技術問題，給予實時的技術支持。

（2）系統建成驗收合格后，提供系統詳細技術資料，使用手冊和說明書。

（3）系統免費安裝、調試、培訓操作人員。

六、項目效益

1.節約成本

（1）節約節目制作成本

虛擬演播室系統在幾十平方米的演播室就可拍攝出幾百乃至幾千平方米演播室的拍攝效果。按建筑面積每平方米4 000元計，少建一個1 000平方米的演播室，就可節約資金400萬元人民幣。

（2）對一個1 000平方米的演播室來說，至少節省400盞燈具，按每盞燈具2 000元計，400盞燈具將節省費用80萬元人民幣。每盞燈按500瓦功率計，400盞燈一天工作6小時，每天節電1 200度。

（3）不需實際搭建場景和擺設道具，因此欄目的面目可隨時隨心所欲地進行更新，節省下來的場景和道具布置費用也是相當可觀的。

（4）使用虛擬演播室系統，只需鼠標一點，就可完成場景的更換，實現多個欄目共用同一演播室系統的流水線作業，提高了演播室的使用效率和節目拍攝的工作效率。

（5）有了虛擬演播室，就不必為每個欄目單獨配備演播室，既節省了重復的基建投資，又節省了燈光、攝像機、錄像機、切換臺、監視器、調音臺、字幕機等一系列設備的重復配置。

（6）若多個欄目共用一套演播室系統，按120平方米建筑面積計算，使用一套虛擬演播室系統，至少節約基建和設備投資1 000萬元。

2.提高節目制作質量

實現傳統演播室不能實現的拍攝效果，提高節目制作質量。

（1）使用虛擬演播室系統不僅節約了巨額的硬件投資，減少人員配備、提高了節目制作效率，而且可實現飛機穿越地球、人與卡通握手、火山在腳下爆發、隨時下雨下雪等在傳統演播室無法實現的拍攝效果，使節目的拍攝真正做到了不受時空和創意限制。

（2）虛擬演播室系統可輕而易舉地使專家和嘉賓足不出戶置身于原子結構的微觀世界或浩瀚的宇宙太空，置身于各種新聞發生的現場，置身于現場的觀眾當中，進行講解和采訪。同時可實時的將重要的文本、圖片、動畫、視頻資料實時地顯示在虛擬大屏幕電視墻或任意的場景道具上，使欄目更加生動。

（3）使用虛擬演播室系統制作節目，不僅可實時完成節目主持人與三維場景道具的立體合成，而且在任意形狀的多個窗口或任意物體表面上播放的視頻內容、動畫、實時字幕、臺詞等能夠完全與節目主持人解說內容的時間長度和節奏自動適配，使節目拍攝、編輯和后期包裝在拍攝時一次性實時完成。

（4）虛擬演播室系統的實時虛擬特效、實時虛擬燈光、實時環境影射、實時地面鏡像、實時霧化、內外場景的實時合成等視覺感受使節目創作效果更加誘人。

虛擬現場（左）與現實現場

七、項目反思

由于項目工期較緊張，對工期的控制提出了嚴格的要求，為了在規定的時間內完成項目的實施，我們將項目進度控制作為項目的實施重點。

項目是一個特殊的將被完成的有限任務，它是在一定時間內，滿足一系列特定目標的多項相關工作的總稱。項目的定義包含三層：第一，項目是一項有待完成的任務，且有特定的環境與要求；第二，在一定的組織機構內，利用有限資源（人力、物力、財力等）在規定的時間內完成任務；第三，任務要滿足一定性能、質量、數量、技術指標等要求。這三層含義對應項目的三重約束：時間、費用以及性能。項目的目標就是滿足客戶、管理層、供應商在時間、費用和性能（質量）上的不同要求。

進度控制管理是采用科學的方法確定進度目標，編制進度計劃與資源供應計劃，進行進度控制，在與質量、費用、安全目標協調的基礎上，實現工期目標。由于進度計劃實施過程中目標明確，而資源有限，不確定因素多，干擾因素多，這些因素有客觀的、主觀的，主客觀條件的不斷變化，計劃也隨著改變，因此，在項目施工過程中必須不斷掌握計劃的實施狀況，并將實際情況與計劃進行對比分析，必要時采取有效措施，使項目進度按預定的目標進行，確保目標的實現。進度控制管理是動態的、全過程的管理，其主要方法是規劃、控制、協調。

作者信息

龔寶冬，銷售總監。北京圣邦天麒科技有限公司，100070