全媒體交互式演播室

全媒體交互式演播室系統(tǒng)伴隨著節(jié)目形式的日益更新，演播室單純的前景或背景包裝已經(jīng)略顯單調(diào)，交互式演播室的出現(xiàn)豐富了節(jié)目的播報形式，虛實結(jié)合，前、中、后三層的立體包裝，給人以耳目一新的感覺。中廣上洋公司最新推出的系統(tǒng)就可以有效的管理和控制演播室多種圖文播出設(shè)備，完成演播室節(jié)目自動化生產(chǎn)及包裝。一、系統(tǒng)特點多景區(qū)動態(tài)集成設(shè)計；進入式事件報道與信息快速延伸、深化；一步一景；虛實結(jié)合多種元素組合；坐播、站播、移動播報；微博微信呈現(xiàn)交互；信息呈現(xiàn)方式多樣化；二、系統(tǒng)組成三、成功案例實景圖備注：以下只是部分成功案例。

福州大學(xué)蘭州城市學(xué)院

北京衛(wèi)國中學(xué)橫店中心小學(xué)昆明民族大學(xué)南昌職業(yè)學(xué)院寧夏大學(xué)東陽教育局陜西廣電局寧夏氣象局蕪湖氣象局湖南省婁底市電視臺都市頻道天津市河北區(qū)有線電視臺云南安寧電視山東臨沂電視山東黃島電視臺四、設(shè)計詳細概述VisionMagic全媒體交互式虛擬演播室，借助互聯(lián)網(wǎng)和云技術(shù)輕松實現(xiàn)實時互動，為用戶提供了無限的創(chuàng)作空間、創(chuàng)意空間，將圖文包裝與虛擬演播室完美結(jié)合，為創(chuàng)作更高水平的視覺效果提供了全新的創(chuàng)作工具，滿足電視臺演播室，校園精品課、情景教學(xué)、舞臺劇等各種應(yīng)用的需要。VisionMagic全媒體交互式虛擬演播室系統(tǒng)即可采用無軌跟蹤技術(shù)實現(xiàn)虛擬攝像機定位及推拉、搖移、搖臂航拍等絢麗效果，也可通過機械傳感跟蹤方式，實現(xiàn)真實攝像機做快速小幅度反復(fù)或大幅度平搖、俯仰、變焦等取景變化時虛擬場景畫面實時同步的發(fā)生與其相同的變化。使之成為一套功能強大的廣播電視節(jié)目制作工具，為新聞電視廣播、體育、財經(jīng)、現(xiàn)場訪談、氣象、遠程教育、娛樂節(jié)目、廣告、游戲秀以及許多其他應(yīng)用領(lǐng)域提供理想的解決方案。使用VisionMagic全媒體交互式虛擬演播室，充分發(fā)揮您的想象力和創(chuàng)造力，便可滿足任何電視節(jié)目現(xiàn)場直播、后期制作及應(yīng)用的需要。無軌跟蹤、機械傳感雙模式VisionMagic全媒體交互式虛擬演播室最多可支持6路高標(biāo)清信號的輸入，同時軟件具有DDR1、DDR2、HDMI、IVGA、PPT等信號的播放及上屏功能。32路虛擬機位之間可以快速切換，實現(xiàn)攝像機鏡頭的推拉搖移及搖臂效果的動作切換。圖1：VisionMagic主界面中廣上洋公司VisionMagic虛擬演播室產(chǎn)品即可采用無軌跟蹤技術(shù)，通過虛擬攝像機與物理攝像機的綁定從而實現(xiàn)推拉搖移和搖臂航拍的效果。也可采用機械傳感跟蹤方式實現(xiàn)有軌跟蹤，使得物理攝像機做快速的小幅度反復(fù)平搖、俯仰、變焦等取景變化時，虛擬攝像機鏡頭下的場景畫面實時同步的發(fā)生與其相同的變化。攝像機在拍攝過程中有水平角PAN、俯仰角TITLE、鏡頭變焦Z00M等變化，這些參數(shù)的改變會引起所拍攝圖像視野與視角的改變。為了更真實的模擬人物所在的三維環(huán)境，VisionMagic虛擬演播室系統(tǒng)配置了一整套傳感跟蹤設(shè)備（包括國際知名品牌的云臺三腳架、云臺傳感器、鏡頭傳感器、數(shù)據(jù)發(fā)送盒MT1000等），兩類傳感器實時向虛擬服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)，根據(jù)這些參數(shù)虛擬服務(wù)器不斷調(diào)整三維視圖，從而保證攝像機前景畫面與虛擬三維場景畫面的“聯(lián)動”。VisionMagic虛擬演播室系統(tǒng)將傳感器安裝在云臺上，用以測量攝像機的水平及俯仰角度，其中包含傳感器和有關(guān)電子裝置，稱為云臺運動參數(shù)編碼器；為測量攝像機的鏡頭運動參數(shù)，在攝像機鏡頭上安裝附加裝置，同時將聚焦Focus、變焦Z00M傳感器附于鏡頭的聚焦齒輪和變焦齒輪處，這個裝置中包含有傳感器和有關(guān)電子裝置，稱為鏡頭運動參數(shù)編碼器。鏡頭編碼器通過托架與鏡頭上變焦環(huán)和聚焦環(huán)的齒輪緊密咬合，當(dāng)變焦環(huán)或聚焦環(huán)發(fā)生位置變化時，編碼器能夠檢測出聚焦變焦的細微角度并將其編碼輸出；同樣，云臺編碼器可將攝像機平搖、俯仰的角度值編碼輸出。這兩種編碼器的數(shù)據(jù)信息通過云臺上的數(shù)據(jù)發(fā)送盒MT1000的RS-232串口傳送給VisionMagic虛擬服務(wù)器。同理，其他機位的編碼器數(shù)據(jù)也通過相應(yīng)的MT1000傳輸給VisionMagic虛擬服務(wù)器。VisionMagic利用機械跟蹤方式克服了業(yè)內(nèi)通常使用的圖形識別方式的缺點，并有許多優(yōu)點，主要有：測量攝像機參數(shù)非常精確，旋轉(zhuǎn)角度可以達到0.003°，移動距離可以達到1毫米的精確度，數(shù)據(jù)處理時間短。跟蹤數(shù)據(jù)沒有延時。攝像機可以120Hz速率進行搖移、俯仰及變焦，無需額外的工作站處理跟蹤信息。頻響高：物理攝像機做快速的小幅度來回反復(fù)平搖、俯仰、變焦等取景變化時，三維虛擬場景可實時同步的發(fā)生與其相同的變化，沒有任何的遲鈍、錯位、打滑和飄移現(xiàn)象。速度快：物理攝像機做快速的大幅度平搖、俯仰、變焦等取景變化時，三維虛擬場景就會實時同步的發(fā)生與其相同的變化，沒有任何的錯位、打滑和延時現(xiàn)象。穩(wěn)定性高：物理攝像機由任意運動鏡頭變?yōu)殪o止鏡頭時，三維虛擬場景實時同步的變?yōu)殪o止鏡頭，其場景畫面沒有任何的抖動、閃爍或其它非靜止現(xiàn)象出現(xiàn)。跟蹤實現(xiàn)沒有約束條件，當(dāng)攝像機處于不同的位置或主持人處于不同位置時，能實現(xiàn)快速定位（50秒），不需要任何測量。初始化定位無需限定攝像機及節(jié)目主持人在演播室中的位置，無需人工精確測量和計算，軟件簡單操作即可定位。多個主持人同時在藍箱中活動時，每個主持人均能與虛擬場景保持正確的跟蹤關(guān)系。系統(tǒng)跟蹤不受舞臺燈光、電磁波、聲波及熱光源的影響。多個虛擬大屏、多個虛擬物件、多個虛擬特效在跟蹤中均能與虛擬演播室、節(jié)目主持人保持正確的空間位置關(guān)系和空間透視關(guān)系。每個攝像機對虛擬場景的跟蹤完全獨立。單顏色藍背景，無需用戶繪制背景墻；攝像機運動不受限制，因此允許攝像機有更好的拍攝角度；演員在藍色舞臺范圍內(nèi)可以任意速度自由活動，不受限制。在合成拍攝過程中可以很容易處理陰影，無需進行額外的修補不足之處。水平傳感部分鏡頭傳感部分俯仰傳感部分水平傳感部分鏡頭傳感部分俯仰傳感部分圖2：云臺傳感器圖3：鏡頭傳感器及數(shù)據(jù)發(fā)送盒傳感結(jié)構(gòu)技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品型號VM-Set1角度分辨率0.003度2旋轉(zhuǎn)線性度0.5%3旋轉(zhuǎn)線精度0.003度4旋轉(zhuǎn)測量范圍0～360度5數(shù)據(jù)輸出頻率120Hz6采集器供電范圍110～220AV7傳輸接口RS-232/RS-422/RS-4858工作溫度0℃～75℃9功耗<10W10攝像機鏡頭支持各種廣角鏡頭和CCD鏡頭廣播級輸入輸出接口VisionMagic全媒體交互式虛擬演播室系統(tǒng)，是一套完整的真三維多機位全數(shù)字的廣播電視虛擬場景解決方案。系統(tǒng)采用新一代廣播級高清晰度視音頻系列板卡ShinelinkServer400K及相應(yīng)的模擬音頻子卡，它采用國際最先進的軟、硬件技術(shù)，全面支持高清格式并兼容標(biāo)清，具有超強的穩(wěn)定性和優(yōu)異的性能指標(biāo)，同時內(nèi)置1路硬件摳像，摳像質(zhì)量效率俱佳。板卡具有4路廣播級數(shù)字高標(biāo)清SDI輸入（輸出）接口，6路廣播級模擬音頻輸入接口，保證了高質(zhì)量的信號傳送及處理，同時也提供連接的便利性。圖4：ShinelinkServer400K&模擬音頻子卡多通道、高精度摳像功能VisionMagic全媒體交互式虛擬演播室采用目前一流的軟件摳像模塊，內(nèi)置最多8路高標(biāo)清色鍵（1路硬件板卡摳像、7路軟件摳像），可對每路攝像機信號進行單獨色鍵處理，同時可實現(xiàn)發(fā)絲、半透明物體等畫面的精細摳像處理合成，使人或物體的邊緣更加自然。同時，也可選配外置色鍵器。圖5：摳像參數(shù)設(shè)置圖6：人物摳像效果圖7：發(fā)絲摳像效果任意調(diào)節(jié)的電視墻VisionMagic全媒體交互式虛擬演播室系統(tǒng)，支持最多6路高標(biāo)清視頻信號、2路本地硬盤信號、1路IVGA、1路PPT作為在虛擬場景中播放的節(jié)目來源。通過虛擬大屏的指派及編單播出，可以同時播放并分別控制多個活動視頻，而這一過程只要通過鼠標(biāo)或鍵盤快捷鍵即可實現(xiàn)。電視墻的信號來源可以是外部信號輸入（如攝像機、錄像機、播放器、工作站等）。電視墻的大小、形狀、位置可以自由編輯，同時，電視墻能以任意曲面方式開窗，使電視墻的視頻畫面能無縫地顯示在場景中任意曲面的物體上，如虛擬電視屏幕上、門、地板、窗戶等，可產(chǎn)生更虛幻的效果，有更強的視覺沖擊力和感染力，更加吸引人。此外，還可以控制電視墻大屏中視頻信號何時開始播放、暫停、結(jié)束及其信號源和內(nèi)容。由于電視墻開窗的位置、大小是在制作三維場景時預(yù)設(shè)好的，因此在機位切換和虛擬攝像機的推、拉、搖、移的過程中，不會出現(xiàn)電視墻播放畫面跳躍的現(xiàn)象。無限藍箱功能VisionMagic在無軌虛擬系統(tǒng)中可以采用無限藍箱功能，即固定機位攝像機把藍幕以外的畫面拍攝進來時，可以把藍幕以外的無法摳像的雜景用虛擬場景覆蓋，以產(chǎn)生完美的畫面。在機械傳感跟蹤虛擬系統(tǒng)中可以啟用動態(tài)無限藍箱功能，在固定機位攝像機做平搖、俯仰、變焦時軟件可自動將拍攝區(qū)域內(nèi)的雜景用三維場景覆蓋。優(yōu)質(zhì)的渲染效果采用獨特的子像素渲染算法，讓畫面更加精致；利用局部動態(tài)渲染技術(shù)，大幅度提高渲染效率；可實現(xiàn)場景中任意物件的紋理動畫；場景中任意物件的紋理貼圖均可替換為本地視頻、圖片以及外來信號；可實現(xiàn)物件表面的逼真的鏡面效果。完善的圖文包裝提供功能強大，操作簡單的場景制作工具，工具中包含以下模板內(nèi)容：豐富的3D、2D模型、材質(zhì)紋理、圖表樣式、動畫效果特技，提供各種圖表樣式所需的數(shù)據(jù)接口、實現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)展現(xiàn)，提供海量的圖文模板下載、讓節(jié)目制作更加快捷，提供豐富的控制接口、實現(xiàn)節(jié)目制作過程中所需外設(shè)的協(xié)同工作。支持所有三維動畫格式的導(dǎo)入、播出。方便的控制方式可以通過外置切換臺，實現(xiàn)虛擬軟件功能的實體化；通過平板電腦，控制虛擬大屏中內(nèi)容的播出和停止；通過激光遙控筆，單人即可完成節(jié)目全流程的制作；兼容各類的控制協(xié)議，實現(xiàn)和其他的設(shè)備之間控制與受控。強大的場景編輯功能采用強大的三維引擎，可以實時修改場景中任意物件的空間位置、大小、朝向等屬性，另外所有物件的紋理都可以替換為本地圖片、視頻以及外來信號，我們還可以做紋理動畫，運動方向和速度均可調(diào)整。提供簡單強大的模板替換工具，提供場景替換修改能力；提供快捷的替換工具和接口，定制個性化的圖文元素；支持所有三維。新穎的云交互功能建立了云交互式數(shù)據(jù)平臺，可以實現(xiàn)多種交互方式：評論、投票，同時可實現(xiàn)遠程視音頻連線，觀眾可以通過4G網(wǎng)絡(luò)將手機信號上傳到數(shù)據(jù)平臺，虛擬主機從平臺抓取數(shù)據(jù)并接入演播室現(xiàn)場，與主持人實時互動。可實現(xiàn)高標(biāo)清外來信號、手機4G回傳信號、PPT、IVGA、HDMI、DDR信號在虛擬大屏播放；本地視頻、圖片可混合編單播出，順播、循環(huán)、跳播、定長播等多種播出方式可選。圖8：云交互流程圖9：云交互效果絢麗的場景切換功能采用事先導(dǎo)入多個場景和圖文動畫的方式實現(xiàn)場景間、圖文動畫間的瞬間切換，同時在場景切換的同時可植入多種特技效果和搖臂效果。場景之間、圖文之間、場景和圖文之間可做到互斥切換。動態(tài)遮擋、動態(tài)無限藍箱不借助外部設(shè)備，可以實現(xiàn)主持人圍繞三維物件走動效果，方便實現(xiàn)圖文前景與攝像機信號之間的遮擋關(guān)系的變化。采用先進的圖像分析跟蹤技術(shù)可實現(xiàn)動態(tài)跟蹤、動態(tài)遮擋效果，可使人物身上藍色（綠色）區(qū)域被遮擋不做摳像處理，人運動過程中遮擋依然有效。圖10：動態(tài)遮擋效果陰影和倒影效果倒影是一種搶眼的視覺效果，給虛擬場景帶來了全新的環(huán)境層面，在一個全新的標(biāo)準下傳遞一種真實的感覺。在VisionMagic全媒體交互式虛擬演播室系統(tǒng)中，您可以獲得一個實時的像鏡子一般的目標(biāo)映像或者是像照相機在發(fā)光表面（例如，反光地板、桌面、鍍鉻的表面）上拍攝到的畫面。陰影是一種深度幻象，它可以讓一個扁平的表面看上去變得三維立體化，并有助于確定現(xiàn)場表演、3D對象與背景之間的空間關(guān)系。在VisionMagic全媒體交互式虛擬演播室系統(tǒng)中可輕松地建立場景中主持人的陰影效果。實時字幕制作疊加與更新VisionMagic全媒體交互式虛擬演播室系統(tǒng)使用上洋自主研發(fā)的字幕模塊，支持高標(biāo)清字幕模板的制作、導(dǎo)入，支持多層字幕疊加播出，特別是支持字幕模板播出時內(nèi)容、字體、大小、底色、位置等屬性的實時修改。用以取代實體字幕機，減少了項目成本。節(jié)目錄制及流媒體功能VisionMagic全媒體交互式虛擬演播室支持將PGM信號以高標(biāo)清不同編碼、封裝格式錄制到本機，方便節(jié)目存檔和二次編輯，同時可做下變換處理。支持1080I和PAL兩種制式的內(nèi)錄，每種制式中支持多種編碼格式。VisionMagic全媒體交互式虛擬演播室系統(tǒng)支持流媒體發(fā)布（拉模式、推模式），拉模式：在千兆局域網(wǎng)平臺上可同時支持70個客戶端訪問虛擬主機，通過WindowsMediaplay觀看PGM畫面。推模式：支持將PGM信號推送到Adobe流媒體服務(wù)器虛擬氣象功能VisionMagic全媒體交互式虛擬演播室還提供了建立在高效三維渲染引擎基礎(chǔ)上的VM-Weather虛擬氣象系統(tǒng)。并結(jié)合中廣上洋公司多年來的技術(shù)積累和技術(shù)優(yōu)勢，使功能在三維圖文渲染的技巧、效果、質(zhì)感和效率上取得了突破性的提升。能夠逼真的描繪出物體的凹凸貼圖、片段光照、紋理材質(zhì)、高光反射等細膩真實的效果，系統(tǒng)出色的質(zhì)感、光感、動感和實時渲染能力為節(jié)目制作質(zhì)量的提升奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)，提供對圖文和視頻高清晰、高畫質(zhì)的渲染效果。VM-Weather虛擬氣象系統(tǒng)提供專業(yè)的氣象數(shù)據(jù)接口,全面支持省、市、縣三級24、48、72小時標(biāo)準報文格式，系統(tǒng)能將這些氣象報文即時更新、自動生成您所看到的各類模板及氣象圖元。同時，利用系統(tǒng)強大的三維處理能力并結(jié)合三維地圖虛擬前景使得專業(yè)氣象制作不再停留在平面的圖形處理階段，而是實現(xiàn)了真正三維空間處理，節(jié)目效果非常的絢麗！VM-Weather虛擬氣象系統(tǒng)支持在全三維場景中處理三維圖文，同時以豐富多樣的方式處理字幕、圖像、動畫序列等多種復(fù)雜三維元素，使它們無縫的融入到制作中，從而展現(xiàn)各種完美的氣象節(jié)目效果。VM-Weather虛擬氣象系統(tǒng)提供讀取云圖序列串功能，并可自定義每張云圖的播出時長（最短為3幀），從而實現(xiàn)動態(tài)云圖播出效果，為用戶實現(xiàn)豐富多彩而又充滿氣象特色的個性化節(jié)目提供了理想的平臺。圖11：氣象云圖效果實時光效渲染實時光效是虛擬演播室中非常重要的部分，合理的光效應(yīng)用直接提升虛擬場景最終顯示效果。VisionMagic全媒體交互式虛擬演播室系統(tǒng)光照系統(tǒng)，不僅可以隨意添加光源、對每一盞燈光單獨調(diào)節(jié)其空間位置、朝向、環(huán)境光、漫反射、高光，并能實時反映光的亮度、位置變化，使場景的光暈效果變的活靈活現(xiàn)，而不是前期烘焙完成后死氣沉沉的光源效果。用戶可以對虛擬場景進行二次調(diào)光，也可導(dǎo)入技術(shù)人員之前調(diào)好的光效文件，增強虛擬場景整體效果。圖12：沒有高光效果圖13：增加高光效果高度的系統(tǒng)集成化VisionMagic全媒體交互式虛擬演播室系統(tǒng)不但集成了多路高標(biāo)清色鍵器、多通道視頻輸入輸出接口，還集成了數(shù)字切換臺、特技切換臺、音頻處理系統(tǒng)、音頻延時器、字幕機、多畫面處理器等，極大地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可操作性，使得安裝、操作簡單方便。集成數(shù)字切換臺，可對32路虛擬機位進行快速切換及攝像機鏡頭的推、拉、搖、移及搖臂效果的動作切換；集成特技切換臺，實現(xiàn)PST信號與PGM信號切換特效，新穎獨特的呈現(xiàn)切換瞬間的精彩；集成音頻處理系統(tǒng)，可對輸入音頻、本地節(jié)目音頻、輸出音頻進行調(diào)節(jié)；集成音頻延時器，可調(diào)節(jié)輸入音頻的延時時長，最終實現(xiàn)視、音頻同步輸出；集成多路高標(biāo)清色鍵器，可對每路攝像機信號進行單獨色鍵處理；集成多畫面處理器，可監(jiān)看所有輸入輸出信號源；集成高標(biāo)清字幕機，實現(xiàn)字幕的制作、編輯與疊加播出；極好的安全性和擴展性VisionMagic全媒體交互式虛擬演播室系統(tǒng)具有極好的安全性和擴展性，系統(tǒng)的升級擴展只需要