图文包装系统在新闻演播室中的应用

张开宇，程志勇

（陕西广播电视台，陕西 西安 710061）

1 系统总体设计目标

陕西广播电视台作为陕西省对外宣传的窗口，担负着陕西电视节目制作与播出的任务。为了能够适应现今观众对于节目多元化的观看需求、提高节目的图文播出效果、丰富节目的播报方式，陕西广播电视台于2010年采购1套Vizrt实时图形包装播出系统用于新闻节目的制作。

在系统选型阶段，台领导及相关技术人员考虑到该系统将应用于新闻直播中，通过充分的沟通，将系统安全性、设备先进性以及兼容性纳入设备考察的重点指标。

考虑该系统需要投入到直播应用中，在性能上，要求该系统散热好、噪音小、能满足长时间的直播要求；采用独立的硬件实时三维图文渲染器，渲染能力每秒可处理1亿个以上的三角形，这样可以保证在处理复杂图像时，画面依然流畅。在功能上，通过对该图文包装系统的应用形式的考虑，对系统提出了以下要求：

1）图形包装播出系统高标清兼容。

2）系统提供热备份方案，保证系统在突发情况下也能实现基本功能的播出。

3）在线包装系统要求支持4路三维视频DVE功能，可以对任意窗口随时放大缩小，声音画面保持同步。

4）图文创作应为全三维操作空间，设计工具要求高质量、高效率。

5）播控系统可以多事件同时播出，可以实时替换、播出三维和两维动画，可实时替换文字、图片。支持手动和自动播出，热键触发等多种播出方式。

2 系统结构

系统采用Vizrt实时图形包装播出系统，为演播室配置了1套高清三维实时渲染引擎系统、1套播控软件系统和1套图文模板设计工作站。图文包装系统如图1所示。

图1 图文包装系统示意图

3 渲染引擎系统

该系统渲染引擎Vizrt Engine支持4路标清SDI实时视频输入，并且可以通过贴图的方式在任意三维物体表面上播放，或者通过二维的DVE视频窗的方式播放（可以控制缩放比、裁切、物体坐标以及透明度）。当输入实时视频时，视频将产生延时。对应的音频信号可以通过Matrox卡的AES/EBU输入、输出技术在渲染引擎中进行相对应的声音延时控制。实时渲染的包装画面如图2所示。

系统可以连接数据交换服务器（可选）或数据文件，提取各项数据，如财经数据、体育比赛数据、投票数据等，并实时播出。

4 播出控制系统

整个系统的播出控制在1台Z400工作站上完成，播控软件Vizrt Trio具有非常类似字幕机风格的操作界面，在输入内容时使用创建好的模板，像使用字幕机一样输入内容。每一个操作界面都有一个内建的预览窗口来显示下一个将要播出的场景或者操作员最近修改的场景。

该系统支持同时控制多个渲染引擎，播控系统必须设定在播出模式，多个用户可以同时切换到播出模式。并且出于操作安全性的考虑，系统播出模式是可以由密码保护的。

本地预览功能：如果播控客户端电脑使用Nvidia的Quadro系列的显卡，预览渲染引擎将会在本地运行。当用户读取一个元素的时候，本地预览渲染引擎将会渲染出准确的预览画面。

该系统可以自定义快捷键，控制各种三维动画、角标和各种栏目LOGO，对于多路视频输入的DVE窗口，可以对任意一窗口随时进行动画操控。

播控系统可以多事件同时播出，实时替换、播出三维和两维动画，实时替换文字、图片。支持手动和自动播出、热键触发等多种播出方式。播控软件界面如图3所示。

5 设计工作站

设计工作站上配置了Vizrt Artist，它拥有强大的真三维创作功能。陕西电视台综合考察了行业内其他产品，总结出它的优势在于基于拖拽式的操作界面、近150种的标准实时插件、多元的特技效果，并支持各种中英文字体、3D和2D设计模块的导入。

该设计系统具备粒子功能、可以实现三维空间中的动态光效，支持包括Psd、Tga等多种格式的图片素材输入，可以自动识别图片中的通道信息。可以导入常用三维软件（3DMax，Maya）中制作的物体。系统具备丰富的素材库，包括模板库、动画库、三维物体库、二维物体库、贴图库、材质库等，可以在库中添加自己比较满意的物体或者材质，方便调用。

通过此系统，陕西电视台的创作人员在栏目包装中能够更快捷地进行设计。多元素三维制作，包括动画角标、特效字幕、个性场景使栏目生动、直观，符合陕西电视台频道、栏目的理念及风格，满足新闻直播制作对效率的要求。设计软件控制端界面如图4所示。

6 系统在直播中得应用

Vizrt Trio的实时图文包装产品被全球电视转播机构广泛应用在实时新闻、财经新闻、体育新闻、娱乐晚会直播、财经信息等多种节目形式中。在系统运行的初期，通过对比国外先进的应用案例，受到了很多启发。

该系统对于插入视频的支持包括二维的DVE和视频贴图两种形式，二维的DVE方式可以对实时输入的视频或回放的视频文件实现硬件特效，例如位移、缩放以及混合动画。贴图方式的视频特技相对DVE方式来说，效果会更加丰富，视频的开窗方式很灵活，但是贴图复杂的视频特技会造成一定程度的延时。在视频连线的一些应用上，还是采用DVE贴图的方式进行场景设计。图文包装及双视窗场景界面如图5所示。

7 总结

目前，该系统已经投入到陕西电视台新闻中心的节目制作当中，用于演播室新闻直播节目，为演播室直播节目提供标题、字幕、动画、图片信息、实时资讯、视频连线等多种三维实时图文包装和视音频包装手段。使用至今，系统运行稳定，节目的效果也获得观众的肯定。笔者也总结出了一些的心得，与广电同行们分享一下：

首先，在图文包装的设计方面，设计的场景必须要有一定的规范，单纯的增加场景的复杂程度并不一定能带来整体效果的提升，同时也会给播控端带来一些的不确定因素，容易导致误操作。

其次，图文包装的硬件方面，选择合适的视频板卡非常重要，有几点需要考虑，最大支持的输入输出视频数量、视频卡的延时量以及视频卡是否支持断电直通功能。

最后，系统的可操作性，这一点用户必须关注，由于Vizrt系统采用的软硬件分离的架构，系统所有硬件系统都运行在Windows XP系统下，可操作性比较大，这也提供了更多应急备份的空间，操作人员可以在很熟悉的界面下工作，减少了误操作的概率。