三维包装系统功能和运用简谈叶何生

（黄山市广播电视台，安徽 黄山 245000）

现有的频道包装系统已经不是传统意义上的字幕机了，它需要具备以下特点：1）网络化、制播分离。播出线上，整体频道的包装制作一般是由专门的美工完成，需要专业的包装功底。包装完成的模板，提供给频道的编单人员。编单人员每天只要修改文字，并不直接接触模板，也没有权限更改模板。并且频道编单人员要多频道独立分散控制，同一台机器可以编多个频道的单子，但针对不同的人员，要有频道权限限制。2）要可以集中控制和预监。在一台机器上，只要权限够，可以控制多个频道的字幕上下，应对突发事件和主备备份播出。3）要支持开窗视频，DVE效果。4）实时数据自动更新，比如天气、温度、股票等，并且可以及时从第三方数据库中获取新闻、车票、菜价等公共信息。5）具备三维各种特效和离子性实时渲染等。6）全台字幕包装系统可以是一个数据库和素材库，演播室和播出线都可以从中调用该频道的包装模板，数据库和素材库可以做到主备。7）必要时可以做到声音混入，字幕出现时，有声音效果同步出来。

1 包装效果功能对比

1.1 游动功能

资讯游动这些都是传统字幕机就可以实现的。三维包装系统可以做到大时间范围的咨询游动，游动的文字中含有图片、动画，游动文字颜色可以自由变化，游动可以做空间三维范围内的入屏和出屏变化效果，在屏幕的各个不同方向和角度游动，并且上下屏幕的时间完全是播控控制，无需人工操作，游动的内容也是实时的，有时间日期等自动显示，无需人工天天换时间日期。并且内容也可以做到自动关联数据库，更换游动前后标识，自动关联短信、股票、天气、路况信息、菜价、票务等内容。

1.2 挂角功能

一般性质的栏目剧名挂角和单个图片广告挂角或者其他文字性质的挂角，即使是全屏的图片挂角，这些是所有字幕机都可以做到的。但是三维包装系统可以做到实时的现场画面开窗，开多个画面的画中画功能，并且画中画的窗口可以做各种形状和特效；可以实现现场画面的放大的缩小；如果是动态的视频挂角，还可以做视频文件的播放列表，循环播放这个列表；并且每个挂角和窗口都可以做到入出屏效果，中间巡场动画，各种过光效果和镜头推拉效果，以及其他火焰冰雪等离子效果。

1.3 其他功能

传统的字幕机一般不能实现以下功能：

1）对台标的包装。台标包装在全球电视行业是非常重要的部分。如果能做到全面包装台标，台标将与整体频道包装是一个整体，并且台标可以做到自适应上下。

2）短信直播。目前在个别卫视频道，短信直播已经得到广泛运用，每天正在播出的电视剧、正在直播的比赛和选秀节目、正在播出的热门栏目等，观众发来的短信，第一时间的就可以经过审核，播出出去。但是短信功能一定要有审核机制，含有关键字短信的屏蔽、关键号码的黑白名单、恶意短信的自动侦别以及最后的人工审阅和修改、管理员回答问题等。现在市级台也在陆续开始增加节目的短信互动性和观众参与度。

3）股票模块。要实现实时走线图等功能。这个可以参照东方财经和中央财经频道，但是市级台一般运用最多的还是傻瓜性质的游动，到时间自动播出，停盘后自动下屏。

4）节目导视功能。一般的，有线网络公司会有一个节目和频道推荐的预告性质的频道，该频道类似咨询频道。在屏幕的下方会滚动播出一些信息。这个数据不是人手动输入进去的，而是直接关联到EPG数据库，自动获得播出的。EPG数据库中甚至可以有节目内容简介。

5）天气资讯。现在全国很多地区的气象局都有自己的气象专业频道。国家气象局还有风云气象频道。于是很多地方的气象频道就在风云气象频道的基础上叠加当地详细的实时气象信息，还可以在固定时间插播本地的气象节目，或者在屏幕的某个角落开实时窗口直播日食月食等天气现象，而不干扰本地常规节目的正常播出。要说明的是，这些气象信息都是从气象局的专业数据库中获得，基本无延时，实时获取，实时播出，自动关联气象图标，自动化程度很高，时效性很强。这些只有频道包装设备可以完成。

6）三维空间地图。这个演播室中用的比较多，会显示立体的三维空间地图。

1.4 特效制作功能

1）灯光特效：画面中可以随意加入静止或任意运动的点光源、面光源等，完成灯光照射的三维效果的关系。

2）倒角：画面中的物体的三角立体边缘可以做到想要的各种棱角效果，如圆弧边、双层边等。

3）过光：物体表面可以有不同的光照效果和光线划过的痕迹。

4）粒子和等离子：直白点，就是烟、雾、火焰、雪花、雨水等离子特效和烟雾特效。

5）遮照：这个在平面的字幕系统也有，就是只显示物体的一部分，其余部分被画面遮挡。

6）纹理和材质：国际标准的纹理材质。

7）动画：可以做复杂的三维空间动画。

8）音频：字幕入屏出屏或者其他的情况下，可以混入音频输出。

9）划像：此功能二维平面也有。

2 三维包装在播出线的运用

2.1 网络字幕特点

三维包装系统继承了传统的二维网络字幕的优势，网络基本构架和二维网络字幕一样，保留了很多二维网络字幕优秀的操作流程和习惯。网络在线包装无论是二维还是三维，一般播出的都是重复样式的电视剧名、广告挂角、游动咨询、节目预告等，工作量很大部分都是文字的内容，有时使播出值班人员字幕值班播出的工作量反而大于自动播出工作量，给安全播出带来隐患。为适应各个频道的节目包装、广告创收、人力资源节约的需要，确保安全播出，网络字幕就出现了。全台网包装系统应用图如图1所示。

针对目前在线播出字幕机存在的弊端，网络字幕从实际应用出发提出了新系统的需求和设想：

1）构建一个以数据库服务器为核心的由多台字幕播出服务器、集中播出控制站、编单站组成的网络化字幕制作、字幕编单、字幕管理、播出控制环境。

2）字幕素材支持本地及异地上载入库，各频道素材存储在本频道字幕播出服务器中，并支持频道间的共享和迁移，迁移策略合理、安全、高效。

3）人机界面兼顾操作人员的现有使用习惯，使之易用友好。

4）系统提供完善的素材上载，字幕制作、字幕编单、字幕管理、字幕播出等管理权限，强调基于权限的操作。可实现全台化图文字幕内容网络化审核管理；各部门负责各自的图文字幕内容编辑制作任务，发送到对应的频道的字幕服务器，播出部门集中管理播出，各环节责任明确；系统提供字幕服务器状态网络化自动监测；人员登陆、内容录入编排、素材管理、播出控制各环节日志可查；提供频道、部门和软件功能模块相结合方式，管理人员权限，保证安全播出；图文字幕内容制作、节目单编排、素材管理、播出控制软件模块均提供VGA方式直接预览显示和位置大小等调整。

5）系统的安全性是方案设计的第一原则，系统要应用多种安全备份技术、应急处理机制和预案，应急处理简单有效。

6）系统功能完善、架构及流程合理，能满足24 h连续播出的要求，具有一定冗余和容错能力。

7）系统具备可维护性并有良好的可扩展性和可升级性，以适应将来业务发展的需要。

8）可以提供各种接口，如短信接口、股票接口、节目导视接口、天气资讯接口等。

三维网络字幕比二维网络字幕多了空间概念，就是物体可以在空间内做三个轴方向的空间运动，并且多了强大的三维制作软件，该软件还要具有和第三方三维创作软件可以兼容的接口。

2.2 网络字幕包括的站点

网络字幕一般可以有以下工作站点：

1）编单工作站

作用：字幕播出节目单异地编辑，同时支持字幕素材的异地上载、修改并能看到实际播出效果（大小、位置、速度、内容），有预览窗口，便于检查，可以兼做制作站。

2）播出服务器

作用：播出FILL和KEY信号的站点，每个频道有1台播出用的服务器。咨询播出的时候可以是单一的SDI和模拟信号。该站点也可以用来充当数据库服务器、编单站、制作站等，集中所有功能。开放用户权限后就可以使用所有网络上的功能。

3）制作工作站

作用：创作三维模板的机器，可以做三维特效，也可以导入字幕素材和文字资料，获取实时数据等，可以兼做编单工作站站。

4）实时数据获取工作站（功能模块化，是可选插件）

作用：获取短信数据，短信审核和控制播出，获取股票数据，获取天气数据，可以兼做制作站、编单站等。

5）集中控制站

作用：根据用户权限可以控制部分或全部频道实现预警天气信息、紧急通知多频道同时播出，也可以用做公用备份的字幕机。目前陕西电视台就采用了这种11备1的工作方式。

6）数据库服务器

作用：频道节目单的编辑和存档、素材信息的海量存储、素材的管理、素材的迁移和存储、软件的权限管理、播后节目单的统计归档等都成为数据库服务器所要处理的信息内容。

不难看出，数据库服务器在系统中的地位至关重要，如果只配置1台数据库服务器，一旦出现故障将会使整个系统无法正常工作。因此，在系统中配置了互为主备数据库服务器。

2.3 全台字幕网

人们习惯把三维网络字幕叫做三维在线包装，它是三维包装的一部分，基本是用在播出线上，实现频道整体风格的包装。三维包装还有重要的一块，也是功能最强大的一块，就是演播室包装。演播室一般不需要字幕单独的数据库，一方面增加成本和维护资源，一方面演播室不是经常使用，偶尔的间断使用增加了隐患。所以全台字幕系统可以使用一张网络，优点除了上面的两点外，还可以实现素材的共享，全台使用一个模板库，就有利于整体的频道包装，集中化管理减少资源的浪费，稳定性安全性都会上升。当然每个站点都要做好权限的控制，以及素材传递时病毒隔离网关的运用。全台包装网络拓扑图2所示。

3 三维包装在演播室的运用

三维演播室包装的结构设计必须简单、合理、安全可靠，并具有可扩展性和可升级性。主要是因为演播室很多的功能是用来直播或者录播，时间环境相对紧张。所以演播室包装一般满足下列要求：一键式上下屏是必须的；支持多视窗DVE窗口，可以新闻连线使用；文字内容实时修改，实时上屏，不需渲染；手拍唱词功能；新闻标题文本导入；游动实时修改，顺序变化；电话号码抽奖；多个栏目的不同工程保存；主备播出（可选）；短信、股票、天气等资讯的实时播出（可选插件）。

4 整体系统的开放式

作为一个系统，一定是开放的、可扩展的，可以随意增加频道和定制模块，否者就不能适应电视台以后的发展。此外兼容格式也是重要的考核依据，图像文件要支持BMP，TIFF，TGA，PNG，PSD，EPS，JPG等通用图像文件格式；动画文件要支持Flash，SWF，FLG，FLC，FLI，TGA序列；视频文件支持AVI，MPEG-2，MPEG-4，MOV，WMV等视频文件格式；三维模型要支持MAYA，3D MAX的建模；音频文件要支持MP3，WMA等所有主流的音频格式。对外，也要可以输出TGA和AVI等文件，给其他设备使用。

5 结束语

黄山电视台很早就使用了安徽励图AirCG.NET网络字幕系统，该系统是基于SQL Server数据库网络架构，只是二维网络字幕系统，该系统可选配为数据库服务器、字幕服务器、无卡图文字幕编排（审核）站、集中播出控制站、短信网关平台、短信实时播出站、实时网络数据获取工作站等。

字幕服务器支持单通道、双通道，模拟、数字标清、数字高清多种型号。每台字幕服务器标配10层以上图文字幕同屏播出，互不影响、每层独立控制，也可编组控制、每层字幕层次可任意调整，多个频道字幕素材共享使用。

软件功能模块包括系统管理软件模块、素材管理软件模块、多层字幕播出引擎模块、实时短信播出软件平台、实时数据获取软件、日志管理软件、节目单编排软件模块、播出控制软件模块、图文字幕创作软件模块、短信网关平台、网络时间同步软件等，满足不同应用需求。

AirCG.NET已突破了传统意义上字幕机的概念，一直安全稳定、方便快捷。未来黄山电视台还计划开始做三维的频道包装，因为已经习惯了AirCG.NET的操作方式和简便，AirCG.3D也是此次研究的重点，得出上面的结论，供大家参考。如有不足和遗漏之处，还请批评指正。