喻 狄

（湖南廣播電視臺(tái)，湖南 長(zhǎng)沙 410003）

第十屆金鷹節(jié)互聯(lián)盛典電視晚會(huì)的多媒體技術(shù)應(yīng)用

喻 狄

（湖南廣播電視臺(tái)，湖南 長(zhǎng)沙 410003）

介紹在電視綜藝節(jié)目中，運(yùn)用虛擬植入技術(shù)，以及多媒體控制播放系統(tǒng)，融合圖像跟蹤技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)等，在電視畫面上呈現(xiàn)虛擬的舞美場(chǎng)景。

電視綜藝晚會(huì)；節(jié)目制作；虛擬植入；4D虛擬；實(shí)時(shí)圖像跟蹤；多媒體；彈幕

湖南衛(wèi)視為2014年第十屆金鷹節(jié)推出的互聯(lián)盛典電視文藝晚會(huì)（以下簡(jiǎn)稱“金鷹節(jié)互聯(lián)盛典”）是以互聯(lián)思維打造的運(yùn)用多種技術(shù)呈現(xiàn)在電視上的時(shí)尚潮流盛典，樸樹現(xiàn)場(chǎng)跨越空間的虛擬“萬人合唱團(tuán)”、再造“辣妹版”小蘋果、華晨宇冰上芭蕾飛濺出道道冰花、電視畫面實(shí)時(shí)呈現(xiàn)節(jié)目與觀眾互動(dòng)信息等，給晚會(huì)帶來豐富看點(diǎn)。在這些精彩紛呈的綜藝節(jié)目呈現(xiàn)形式背后，是以當(dāng)前節(jié)目制作的高、精、尖的先進(jìn)技術(shù)作為支撐，其中不乏在國(guó)內(nèi)電視綜藝晚會(huì)中首次使用的技術(shù)和設(shè)備，主要的技術(shù)亮點(diǎn)有視頻虛擬植入技術(shù)、4D虛擬實(shí)時(shí)圖像跟蹤技術(shù)、熱跟蹤技術(shù)、“彈幕”技術(shù)等。

1 系統(tǒng)概述

金鷹節(jié)互聯(lián)盛典在1 400 m2演播室直播，為實(shí)現(xiàn)虛擬舞美場(chǎng)景、跟蹤移動(dòng)、信息互動(dòng)等特效，導(dǎo)控室視頻系統(tǒng)接入了虛擬植入系統(tǒng)、4D虛擬系統(tǒng)、紅外跟蹤器、多媒體播放控制系統(tǒng)、虛擬制作軟件、字幕機(jī)等子系統(tǒng)，如圖1所示；在演播室，攝像共使用了16個(gè)機(jī)位，其中有3個(gè)虛擬機(jī)位，如圖2所示。上述各部分共同完成該盛典的電視直播。

2 多媒體技術(shù)的融合應(yīng)用

2.1 虛擬植入舞美場(chǎng)景

虛擬植入就是將虛擬影像疊加到現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的技術(shù)，這種技術(shù)能夠突破現(xiàn)實(shí)環(huán)境在場(chǎng)地、景物上的局限，在現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上增加更多、更加有創(chuàng)意的視覺內(nèi)容。虛擬植入系統(tǒng)主要由跟蹤系統(tǒng)、圖形工作站和圖形創(chuàng)作系統(tǒng)三部分組成。

在整場(chǎng)金鷹節(jié)互聯(lián)盛典中，采用VIZRT虛擬植入系統(tǒng)及Viz Engine在線三維圖形包裝軟件，多次運(yùn)用虛擬植入技術(shù)制作舞美場(chǎng)景，共呈現(xiàn)出9個(gè)虛擬場(chǎng)景。Viz Engine是一種集動(dòng)畫、合成及渲染等多種功能于一體的綜合性軟件，能實(shí)時(shí)生成全新的2D/3D圖形場(chǎng)景，配合精確的定位，實(shí)現(xiàn)虛擬場(chǎng)景與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的無縫結(jié)合，并實(shí)時(shí)處理成SD（標(biāo)清）和HD（高清）等視頻格式。

圖1 視頻系統(tǒng)圖

圖3 虛擬植入系統(tǒng)圖

圖2 攝像機(jī)位分布圖

圖4 王大錘從開場(chǎng)VCR中跑入現(xiàn)場(chǎng)的虛擬場(chǎng)景

為了保證直播過程中的播出安全與穩(wěn)定，此系統(tǒng)設(shè)計(jì)為3通道、3機(jī)位。跟蹤方式采用了成熟穩(wěn)定的機(jī)械跟蹤系統(tǒng)，1個(gè)10 m的Jimmy Jib搖臂配合Stype Kit跟蹤設(shè)備，提供鏡頭及搖臂運(yùn)動(dòng)解決方案；1個(gè)K2帶彎軌的運(yùn)動(dòng)機(jī)位，實(shí)現(xiàn)弧線運(yùn)動(dòng)跟蹤；1個(gè)全景可推拉搖移的固定機(jī)位。固定機(jī)位采用數(shù)據(jù)并纜傳輸?shù)募夹g(shù)，直接將數(shù)據(jù)接入攝像機(jī)，通過攝像機(jī)光纜傳輸回虛擬工作站，省去導(dǎo)控室到演播室200 m數(shù)據(jù)線的布放。每路攝像機(jī)都配備了相對(duì)應(yīng)的渲染軟件平臺(tái)，既可以保障安全，又方便工作人員直觀地看到每路畫面輸出的效果。虛擬植入系統(tǒng)的原理圖見圖3。

圖6 張朝陽(yáng)演講的虛擬場(chǎng)景

圖7 曹格《我的家》虛擬舞美場(chǎng)景

圖4～圖7就是金鷹節(jié)互聯(lián)盛典中幾個(gè)植入虛擬場(chǎng)景的效果。如圖4，盛典開場(chǎng)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，呈現(xiàn)出王大錘從開場(chǎng)VCR（現(xiàn)泛指錄像視頻）中跑入現(xiàn)場(chǎng)舞臺(tái)，實(shí)現(xiàn)無縫過渡，亦幻亦真；圖6，是張朝陽(yáng) TED（Technology 技術(shù)Entertainment 娛樂Design 設(shè)計(jì)）演講的虛擬場(chǎng)景。

2.2 虛擬植入萬人合唱團(tuán)

在樸樹與“萬人合唱團(tuán)”的節(jié)目中，現(xiàn)實(shí)舞臺(tái)上，樸樹以搖滾不羈的風(fēng)采演唱自己的大熱歌曲《平凡之路》；同時(shí)，利用VIZRT虛擬植入技術(shù)，導(dǎo)入優(yōu)酷中多人歌唱畫面，拼接成一個(gè)巨屏幕，實(shí)時(shí)渲染生成與攝像機(jī)拍攝的人物有正確透視關(guān)系的三維虛擬圖像；最后，在電視畫面上呈現(xiàn)出樸樹和“萬人合唱團(tuán)”跨越空間的合唱場(chǎng)景，氣勢(shì)恢宏，震撼了全場(chǎng)，見圖8。

2.3 4D虛擬技術(shù)

所謂4D虛擬技術(shù)，就是在傳統(tǒng)3D虛擬跟蹤功能的基礎(chǔ)上，除可以實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)對(duì)演員和虛擬物體進(jìn)行推拉搖移的跟拍外，還加入了實(shí)體與虛擬物體之間的互聯(lián)互動(dòng)，比如演員可以帶著虛擬物體一起移動(dòng)。此效果的呈現(xiàn)實(shí)際上是利用實(shí)時(shí)圖像識(shí)別跟蹤和虛擬植入融合的技術(shù)原理，如圖9所示。

在由洪辰、楊洋表演的《小蘋果》的節(jié)目中，開場(chǎng)是兩個(gè)舞蹈演員手持方盒，方盒上面顯示有配合演員舞蹈動(dòng)作的虛擬視頻畫面，并且跟隨演員同步移動(dòng)。這種特效需要先期制作，在演員手持的盒子上貼有標(biāo)記點(diǎn)，如圖10所示，利用marketgraph軟件實(shí)時(shí)分析拍攝的畫面，跟蹤標(biāo)記點(diǎn)的位置，即可把虛擬影像實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地吻合在盒子上，實(shí)現(xiàn)舞蹈演員與虛擬物體的實(shí)時(shí)交互。

2.4 紅外實(shí)時(shí)跟蹤與多媒體控制播放系統(tǒng)結(jié)合應(yīng)用

金鷹互聯(lián)盛典還率先在國(guó)內(nèi)綜藝晚會(huì)上采用實(shí)時(shí)紅外跟蹤技術(shù)和多媒體播放控制系統(tǒng)Coolux（潘多拉魔盒）相結(jié)合的應(yīng)用。Coolux是一套集邊緣融合、異型校正、媒體編輯、三維互動(dòng)、舞美設(shè)備控制為一體的多媒體播放控制系統(tǒng)。它的功能非常強(qiáng)大，可以接收很多目前流行的傳感器的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，被廣泛用于投影和多媒體展示里，系統(tǒng)圖如圖12所示。

圖8 樸樹和“萬人合唱團(tuán)”跨越空間的合唱場(chǎng)景

圖9 4D虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理圖

圖10 4D虛擬測(cè)試畫面

圖11 《小蘋果》表演的虛擬效果

圖12 Coolux+紅外實(shí)時(shí)跟蹤系統(tǒng)圖

圖13 虛擬冰花跟隨演員滑冰軌跡

圖15 彈幕在盛典中呈現(xiàn)的效果

圖14 彈幕實(shí)現(xiàn)流程

華晨宇首秀新歌《微光》的節(jié)目中，華晨宇以冰上飛馳伴舞歌曲。為虛擬出冰上飛馳的效果，技術(shù)員在舞臺(tái)的邊緣安裝了一個(gè)紅外跟蹤器，紅外跟蹤器以自己為圓心，扇形掃描舞臺(tái)平面，實(shí)時(shí)定位演員的滑冰運(yùn)動(dòng)軌跡，并將采集到的定位數(shù)據(jù)傳送到多媒體控制播放系統(tǒng)Coolux中。Coolux利用紅外跟蹤器傳過來的位置數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)渲染生成冰刀劃過冰面產(chǎn)生冰屑顆粒飛濺的圖形效果，最后傳輸?shù)降仄溜@示，實(shí)現(xiàn)顆粒實(shí)時(shí)跟隨演員滑冰痕跡的無縫銜接效果，演員劃到哪里，冰屑顆粒就跟隨到哪里，實(shí)際效果見圖13。

2.5 彈幕

所謂彈幕，就是觀眾在觀看電視時(shí)，可見大量來自于互聯(lián)網(wǎng)上評(píng)論節(jié)目的信息從屏幕飄過，字體顏色五彩繽紛，看上去像是射擊出的飛行子彈，這一功能融合了電視技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，起到了互動(dòng)的作用。彈幕最早發(fā)源于互聯(lián)網(wǎng)視頻，是一個(gè)小眾應(yīng)用，但現(xiàn)在電視直播中彈幕開始大行其道，也被引入電影院和大銀幕。

此次盛典彈幕功能的實(shí)現(xiàn)，使用了2套Ideal 3DM三維圖文實(shí)時(shí)在線包裝系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)真三維圖文的制作、預(yù)覽、實(shí)時(shí)渲染及播出。兩套系統(tǒng)一主一備，通過其中的彈幕小程序，實(shí)時(shí)地抓取金鷹網(wǎng)上經(jīng)過審核后的評(píng)論，經(jīng)實(shí)時(shí)渲染后送到切換臺(tái)播出，如圖14所示，讓觀眾在看晚會(huì)直播的同時(shí)，可以實(shí)時(shí)吐槽自己的觀感，如圖15所示，實(shí)現(xiàn)互動(dòng)功能。

3 結(jié)語(yǔ)

第十屆金鷹節(jié)互聯(lián)盛典電視晚會(huì)采用了虛擬植入、圖像跟蹤、IT等多媒體技術(shù)和多媒體設(shè)備，給現(xiàn)場(chǎng)和電視畫面的呈現(xiàn)帶來更加豐富、更加炫酷、更加震撼效果。特別是“彈幕”的運(yùn)用，印證了隨著“三屏合一”時(shí)代的真正到來，同時(shí)，釋放出湖南衛(wèi)視已經(jīng)意識(shí)到必須打通電視屏、手機(jī)屏、PC之間的互動(dòng)體驗(yàn)，全面擁抱新媒體、向互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型的信心和決心。

（編輯 杜 青）

Application of Multimedia Technology in the Tenth Golden Eagle Festival Internet TV Show

YU Di
(Hunan Radio and TV Station, Changsha Hunan 410003, China)

This article describes the application of multimedia technology in the TV variety shows. It uses virtual implant technology and multimedia control playback system, and combines the image tracking technology, networking technology etc., showing a virtual stage scene in the television screen.

TV variety show; program production; virtual implant technology; 4D virtual; real-time image tracking; multimedia; bullet screen

10.3969/j.issn.1674-8239.2015.04.012