虛擬技術在江西廣播電視臺全媒體演播室的應用

胡琨　舒鈺純

【摘 要】江西廣播電視臺全媒體演播室目標建設成為技術領先、理念超前，符合時下媒體傳播規律，適應新聞節目未來發展趨勢的全國電視臺中最好的全媒體新聞資訊發布平臺。而虛擬技術在該演播室內起著舉足輕重的作用，高清三維虛擬系統位于節目制作流程的尾端，也是關鍵的出彩點，在系統中可謂是畫龍點睛之筆。有了優秀的虛擬軟硬件設備以及恰到好處的應用，才能把演播室其它先進設備和技術手段的優勢發揮到最大。

【關鍵詞】虛擬植入；在線圖文包裝；渲染引擎

1 總體設計方案的思路

在信息爆炸的今天，各項技術突飛猛進，傳媒業也不例外。電視觀眾同樣也是其它傳播平臺的受眾，他們有著越來越高的審美標準，有著獲取信息各種各樣的途徑和平臺。怎樣才能把觀眾留住，已經融合了各種新技術、新內容的融媒體對自己還應在節目形式和內容創新方面提出更高的要求。而虛擬技術給了電視人無限可能，它可以豐富節目形式，可以讓節目內容更加直觀的得以呈現。在節目中加入虛擬技術，把平常無奇的普通新聞播報變得繪聲繪色。新聞口播缺乏新聞現場的畫面感，而虛擬技術恰恰可以通過前景虛擬植入，高度還原當時的情景，讓觀眾擁有身臨其境的感受。

江西廣播電視臺全媒體演播室項目的虛擬板塊是由：高清三維虛擬、高清在線圖文包裝系統、整體大屏顯示和大屏互動包裝四個部分組成。該項目的設計借鑒了國內乃至世界范圍內的先進技術和各兄弟臺的成熟經驗，使用先進的包裝/虛擬植入技術、虛實結合的表現手法和多場景配合多電視墻畫面的呈現方式，從而能更加充分的展示新聞的時效性、真實性和形態多樣性。

2 全媒體演播室虛擬系統的技術實現

2.1 高清三維虛擬系統的總體要求

本系統是兩機位、雙通道的虛擬系統。可以完成節目的虛擬植入包裝；可以完成藍或綠箱的三維虛擬節目錄制。一套色鍵器完成單通路由的色鍵處理，另外一路具備通路擴展。為優化節目制播流程，本系統可以受控于演播室智能調度管理系統。

本系統安裝了一套三維圖文實時創作軟件、一套虛擬圖文包裝播出控制軟件，以及渲染引擎軟件和跟蹤引擎軟件。并且，系統可與跟蹤云臺無縫鏈接。

2.2 高清三維虛擬系統的工作原理

本全媒體演播室的三維虛擬系統是由虛擬圖文制作工作站、虛擬圖文渲染工作站、攝像機跟蹤系統和相應的各種系統軟件組成。首先虛擬圖文制作工作站進行建模、物件動畫設計和光影效果設計，然后虛擬圖文渲染工作站將攝像機拍攝的視頻信號與其渲染的三維虛擬模型合成并輸出為一路視頻信號。在拍攝過程中，攝像機的俯仰、平搖、變焦、聚焦以及搖臂的運動，甚至軌道機器人的各種運動，傳感跟蹤系統都能實時采集，并將采集的攝像機運動參數發送給虛擬圖文渲染工作站。經過虛擬圖文渲染工作站的處理，虛擬的模型與實時的視頻畫面可以同步運行。從視覺上看，各種虛擬的物體似乎真的在實景演播室里，而且無論攝像機怎么運動，虛擬的物體都會一直與真實的場景保持一致的位置關系，達到了虛實結合的效果。

2.3 高清三維虛擬系統的核心

高清三維虛擬系統中最關鍵的兩個核心部分就是虛擬圖文渲染工作站和傳感跟蹤系統。下面就來談談這兩部分的技術特點和在虛擬系統中所起的重要作用。

2.3.1 虛擬圖文渲染

虛擬圖文工作站在高清三維虛擬系統中扮演著至關重要的角色，而三維圖文實時渲染引擎又是虛擬圖文工作站的核心，有著重中之重的地位。三維圖文實時渲染引擎決定了虛擬系統的穩定性以及系統所能呈現渲染效果的優劣，可謂是飛機的發動機，飛機能飛多高和能否安全著陸主要靠的都是發動機。

渲染引擎是一個封裝了硬件操作和圖形算法，功能豐富且可擴展的三維圖形開發環境。自從nVidia公司推出了GPU（圖形處理單元）的概念后，基于GPU+CUP的三維圖形實時渲染技術就得到了迅猛的發展。此技術讓CPU和GPU的工作合理地分開，把CPU不擅長的圖形處理工作交給GPU來處理。從而產生了1+1>2的效果。三維圖文實時渲染的過程大概分為以下幾步：

1）CPU把計算好的顯示內容發送給GPU；

2）GPU接受到內容后進行渲染，然后將渲染結果放入幀緩沖區；

3）視頻控制器會按照 VSync 信號逐行讀取幀緩沖區的數據，經過各種數模轉換生成信號輸出。

2.3.2 攝像機傳感跟蹤技術

當今廣播電視業內運用在虛擬演播室系統的攝像機跟蹤技術有3種：機械傳感器跟蹤、圖形網格跟蹤和紅外跟蹤。其中機械傳感器跟蹤技術使用的最為廣泛。因為另外兩種技術都有著自己致命的缺點：圖形網格跟蹤需要依托于藍箱上繪制的網格圖形，而在實景演播室內無法提供這樣的拍攝條件；紅外跟蹤很容易受到環境的限制，很多時候無法應用。

機械傳感器跟蹤的方式穩定性好、延時小，而且可以支持固定機位、搖臂以及軌道機器人等。本演播室內就同時配備固定機位、搖臂和軌道機器人攝像機，給虛擬技術的施展提供了更多的方式方法。

3 全媒體演播室虛擬系統的欄目應用

江西廣播電視臺全媒體演播室不僅為臺里日常生產服務，如《江西新聞聯播》、《新聞夜航》、《晨光新視界》、《社會傳真》、《傳奇故事》、《雜志天下》等。還可以對大型訪談、重大事件直播、企事業單位匯報總結片、政府要聞的數據可視化、情景模擬等片段的錄制制作提供服務。

3.1 新聞欄目的應用

主持人正襟危坐的播報方式延續了相當長的時間，獲取信息多途徑的今天很難再吸引觀眾。此時在新聞類欄目中采用虛擬植入就變得至關重要了。一些突發新聞事件，沒有第一手的新聞畫面，就可以通過虛擬技術對新聞事件加以還原。觀眾看著虛擬還原的事件發生過程，主持人則站起來，時而行走，時而比劃，娓娓道來。新鮮感撲面而來，新聞節目的可看性瞬間提高，新聞的傳播效果得到有力的加強。

3.2 專題欄目的應用

專題片的內容較為專一，是對某個領域或者某個方面進行集中、深入的報道。相對普通新聞報道，更需要具備藝術的審美性。此時虛擬技術就有了大展拳腳的空間。專題片所呈現的事件或者故事，虛擬技術可以全部還原。攝像機可以拍攝的畫面，虛擬技術可以模擬；攝像機無法拍攝的畫面，虛擬技術也可以呈現。觀眾好似親臨現場，目睹了一切，甚至是多方位、多角度、立體化的目睹，超越了第一視角信息量。

3.3 重大事件直播的應用

2014年9月16日，滬昆高鐵南昌至長沙段開通。江西廣播電視臺進行了直播報道，這是江西臺首次在直播報道中全面引入虛擬技術。通過前景虛擬植入，讓虛擬火車駛入、停靠、駛出演播室，讓滬昆高鐵南長段及各站點以虛擬沙盤的立體形態直觀呈現。虛擬技術帶給觀眾的是強烈的視覺沖擊，這比攝像機拍攝的畫面更全面和新穎。讓觀眾直觀的了解整個事件。虛擬技術的引入讓直播節目取得了意想不到的社會效果，更加堅定了江西臺全面引入虛擬技術的決心。

4 結束語

虛擬技術能夠實時展現所需的新聞事件，配合主持人的口播，將時間、地點、事件經過等以最直觀、最具沖擊力的方式呈現給受眾；通過前景植入，使節目的呈現更加靈活多變，配以各種絢麗的效果，可以提升節目整體的視覺效果，呼應欄目主題，更具科技感和可看性！

虛擬技術的引入，為江西臺全媒體演播室增色不少，廣泛得到領導和社會各界的贊賞，得到廣大觀眾朋友的肯定和支持，是江西臺全媒體演播室取得成功的重要因素。

[責任編輯：朱麗娜]endprint