大屏在线包装在直播演播室中的应用

蔡莉莉

（中央电视台）

摘要：介绍了中央电视台新址英语直播演播室大屏包装的制作、播出情况，包括基本参数和系统连接，制作和播出流程，应急措施以及大屏在线包装的亮点。关键词：大屏包装、直播演播室、交互、虚拟植入 在广播电视领域中，大幅面视频墙的应用正在不断扩大，特别是高清电视的发展，对高分辨率大屏的需求也应运而生，4K,8K,16K大屏相继应用于全球各大电视台，一方面演播室摄像机可以将镜头推近，对视频墙的内容进行拍摄，不会出现马赛克情况，减少了以往背景屏幕应用中对镜头运用的限制。另一方面，通过变换演播室内同一景区大屏幕的背景循环底，可以使同一景区完成不同节目录制，提高了演播室资源的利用率，如图1所示。这是中央电视台新址的英语直播演播室，在这里录制的栏目有《文化播报》、《新财富》、《世界观察》和《对话》等8个栏目。同时，对于节目的制作形态来说，大屏的在线包装使节目的制作形式更加丰富多彩，为演播室提供了更多实时的图文信息，也使信息更具时效性、更加生动形象，大大提高了节目的可视性。

图1演播室大屏包装

图2 演播室背景墙分布

通常情况下，直播演播室大屏在线包装应该包括：各种显示比例的PDP拼接背景墙；85吋、75吋、55吋LCD吊屏、挂屏；LED幕墙；如图2所示。在直播演播室中，LED幕墙一般只播放循环背底，不做进一步在线包装，所以，它的播放比较简单，它是通过火狐浏览器输入IP地址，访问指定的硬盘服务器，播出预先制作并存储好的clip。 而PDP屏和LCD屏在直播中是需要大量的在线包装配合的，所以我们通常把演播室中PDP屏和LCD屏的包装统称为大屏包装。在演播室中，不同的背景包装源是通过拼屏处理器分配给不同的拼接墙的, 这里展示了两个不同拼屏处理器软件的输出分配操作界面，如图3所示，从不同的操作界面可以看出，在设置好背景输入信号源，选择好拼屏处理器后，根据拼接墙的显示器数量设置好输出的分辨率、拼接数量、排列方式、是否产生边缘融合等功能并配置好该输出应用的拼屏处理器的IP地址后，根据实物物理连线的位置和顺序配置好所有各个画面的实际对应地址，就可以将需要的背景输入信号源任意的放置到拼接墙上的任意位置。

图3 不同拼屏器的输出分配操作界面

下面以央视新址英语直播演播室为例，介绍一下大屏包装的制作、播出情况。

1． 基本参数及系统连接

这里介绍的英语直播演播室使用的是HDVG-4K，4路输出信号既可以输出到一块大屏合成全辐画面，也可以输出到不同的屏幕，实现多屏幕显示效果的统一制作和控制。HDVG-4K支持多种拼接方式，可适应各种比例的电视墙,显示比率可以采用2x1, 2x2, 3x1和4x1。一个HDVG-4K可以输出的分辨率如下：2x1拼接方式为3840x1080, 2x2拼接方式为3840x2160, 4x1拼接方式可以达7680x1080。HDVG的4K是指可以输出四路高清视频信号源，每个高清视频源的分辨率为1920x1080。这种高分辨率确保了镜头在推拉的时侯，画面不会出现模糊的问题。在本系统中，HDVG-4K的两路输出信号（4k-3,4k-4）进入拼屏器1，对3x6拼接墙进行包装，另外两路（4k-1,4k-2）上切换台，可作为拼屏器2的两路背景输入源，对85吋挂屏和75吋挂屏进行包装，这里，挂屏的包装源比较灵活，除了4k-1,4k-2两路包装源外，还可以使用切换台的其他视频源，如PPT图表，MSV,索贝555，字幕包装的全屏板等。具体系统连接如图4。系统中DDR1既可以做3x6拼接墙的应急循环底（DVI），也可以为拼接器2提供视频源(SDI)。

图4 大屏包装系统图

2． 大屏包装的制作

无论演播室某一拼接墙的屏幕块数和分辨率如何，使用3Designer只制作一个整体的包装模板即可，不需要考虑各块屏幕之间的衔接问题，由HDVG-4K自动切分输出。如图5所示的场景中，三个模板，分别控制两个挂屏和一个大屏。

图5 大屏包装场景制作

用高清在线包装技术对大屏进行包装，极大丰富了背景画面。例如大屏除背景循环底外，还可以有四路视窗、现场视频连线、题图动画、ppt播放，数据统计等图文信息。大屏在线包装系统必须具有强大的实时渲染能力才能够支持这样的使用，为了降低HDVG-4K实时渲染压力，确保播出安全，我们对大屏包装进行了场景优化，把传统的视窗播放tga串的通用场景改为以贴图动画实现的专用场景，降低了CPU的实时占用率，提高了设备播出中的安全系数。 HDVG-4K可以支持4路全幅面HD/SD视频插入，在播出中，视频资源可以直接被使用，插入的图像可以被贴附到图形场景内的任何一个物体上，且不受物体外形的限制。

3． 大屏包装的播出：

根据节目需求，把3Designer中制作好的场景模板，在maestro播放软件中，编制好播出单，制作好播出动画，把本档需要播出的题图提前导入对应的模板。这里有个节省时间的操作方法，与大家共同分享。在直播演播室中，每档节目间隔时间很短，甚至连档，而对大屏在线包装工位来说更换下档节目题图又是播前准备工作中的重头戏，节省时间的操作就显得格外重要。由于每档节目的播出模式基本固定，建议将每档节目的播出单保存为固定剧本，并建立一个本档节目固定的题图文件夹，题图根据播出顺序按1、2、3……顺序命名，从网盘中考入project/picture/本档题图文件夹,在打开本档剧本时，播出单中的模板就会自动识别固定路径对应的题图，就不需要每张题图依次导入播出单中的模板了，这样就可以大大提高播前准备的效率。播出人员需要做的工作就是播前预演一遍将要播出的题图。这里，题图命名很重要，需要节目部门提前按播出顺序依次命名。图6是演播室大屏制作、播出的流程示意图。

图6 大屏制作、播出流程

4． 大屏包装的应急

谈到直播演播室，必须要考虑到应急。如果HDVG-4K死机，可由拼屏器调用预存的本档节目应急静帧图片，或由硬盘录像机播放本档节目的备用循环底。应急期间，如需播出原大屏题图，可用字幕在线包装工位过肩题图模板继续播出。以上以央视新址英语直播演播室为例，介绍了大屏在线包装的使用情况，当然，除了新闻节目，大屏包装也适用于娱乐、体育、财经、军事、气象或者选举等节目。目前演播室大屏在线包装还有交互和虚拟植入两大亮点。本文也简要做些介绍

1． 大屏交互

交互操作是指通过无线网络，实现主持人对多种图文信息的控制，它是基于按钮的简单控制方式，可以控制大屏包装、图文包装、虚拟植入前景或其他第三方设备提供的包装，主持人可以集中控制。而大屏交互专指对大屏包装模板的各种操作控制，通过执行点击动作，实现大屏幕播放的效果。如大屏内题图、视窗、PPT播放等。互动操作分为两类：第一类为直接对象操作，如平移，缩放或旋转。第二类如点击、拖动和保持。1．1 大屏交互方式1．1．1 通过在大屏外粘贴红外触摸框进行互动（如图7）。

图7 大屏交互-直接操作

红外触摸屏是利用红外触摸屏的X，Y方向上密布的红外线矩阵来检测并定位用户的触摸位置，它是高度集成的电子线路整合产品,在显示器的前面安装一个电路板外框，电路板在屏幕四边排布红外线发射管和红外接收管，一一对应成横竖交叉的红外矩阵。操作者在触摸屏幕时，手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线，智能控制系统便会检测到光的损失变化，并传输信号给控制系统，因而可以判断出触摸点在屏幕的位置。这样实现了上面提到的第一类操作方式。1.1.2 通过主持人手中的ipad来控制大屏幕的播出。

图8 大屏交互-ipad控制

由于主持人需要面对摄像机镜头，观看提字器，同时为了不遮挡大屏有效画面和更好的进行播音，很多节目组更倾向使用ipad交互方式。这也是本文主要介绍ipad大屏交互的主要原因。首先要在ipad上安装一个插件oradTouch，这个软件可以在苹果网站上免费下载，在安装插件之后，对插件进行连接渲染引擎的网络协议设置,即可连接到渲染引擎，如图8所示。上文提到的网络协议为 TUIO协议，为可触多点表面定义了标准协议与应用编程接口的开放架构。TUIO协议允许交互式表面上的抽象描述进行传输，例如传输触摸和接触物体的状态。这个协议是一个对跟踪应用者的控制数据编码并将它传送到任何可以解码的客户端应用程序。这样实现了上面提到的第一类操作方式。1.2 ipad 大屏交互系统简介

图9 大屏交互-iPad操作

ipad、控制PC、HDVG通过交换机形成联动，主持人手中的ipad与大屏幕中的图像显示为同一画面，通过触摸ipad上的界面按钮，控制PC中的Maestro软件接收到触摸事件，触发工程中的相应按钮，发送播出指令，交由HDVG渲染播出，就可以实现大屏幕的图像与主持人手中的ipad的联动。播控动作，如事件的入场、出场、持续时间、动画曲线等在软件中添加，控制操作的过程几乎没有延迟。如图9所示，主持人通过控制ipad，实现交互，控制大屏幕播出。三台设备的工作原理是：1） 首先控制PC完成对场景的控制界面编辑并通过有线网络为HDVG播出提供三维场景、图片、视频文件。2） iPad通过无线网络与HDVG和控制PC的Meastre软件连接，ipad将触摸信号发送给HDVG和Meastre。3） Meastre根据事先编辑好的控制按钮向HDVG发送完整的控制命令。4） HDVG实时渲染三维场景，并输出高清视频信号给大屏。最终实现了小屏控制大屏显示的节目播出方式。1.3 系统图（如图10）

图10 大屏交互系统示意图

1.4 系统工作流程1.4.1美工完成场景制作

• 交互式节目是在3Designer中制作的。
• 可以定义每个对象、节点的“互动”。
• 每个对象都可以有不同的设置，并会作出相应的动作。
• 单击、拖拽、点控对象等动作可以由Meastre执行，从而使这些操作被渲染引擎处理。

1.4.2Meastre编辑、播出Meastre根据3Designer制作好的、可互动的三维场景编辑播出控制逻辑。节目播出时Meastre可以接收ipad的控制命令来触发相应的逻辑，以达到对HDVG的控制。当ipad出现故障时，操作员可以在后台点击Meastre来控制HDVG的播出，而不影响节目的播出。1.4.3控制播出iPad通过无线网络与HDVG和控制PC的Meastre连接，ipad将触摸信号发送给HDVG和Meastre。Meastre根据事先编辑好的控制按钮向HDVG发送完整的控制命令，HDVG收到渲染命令后，实时渲染模板并播出。2. 大屏加虚拟植入虚拟植入，通过三维模型这种活灵活现的表现形式，展现出传递新闻信息的一种新手段，比起单纯的语言描述，更易被观众所接受。我们可以把它理解为带跟踪的虚拟前景，如图11所示的四个演播室场景。东方卫视2014年春节播出的《马上回家》，演播室通过使用大屏和植入虚拟三维中国红元素，如红灯笼、红鞭炮和红红火火的中国结，给春节的演播室增添了节日的喜气； 2010 年南非世界杯 CCTV5《豪门盛宴》节目中，直播现场使用了大屏以及大量虚拟元素，例如：虚拟球场，虚拟球员，节目 LOGO 等，将这些三维虚拟元素植入到舞台的中央，如同亲临比赛现场，极大地增强了节目的可视性，使节目内容和形式更加生动；在报道神州八号飞船发射入轨第二天，完成与天宫一号的对接时，演播室中除了以太空为背景的大屏，还有逼真的虚拟动态模型，让观众觉得太空离我们并不遥远，高科技离我们也不遥远；数据播报是新闻播报中最为枯燥的，而第四个场景中的三维饼状图和柱状比例图，使这些抽象的数据变得直观、形象了，人人都能看懂了。综上所述，可以看出，虚拟植入与大屏的配合使用，使前景和背景前后呼应，互为补充，使场景更加丰满，信息更加形象，节目更加可视。

图11 大屏包装+虚拟植入

目前，演播室大屏的在线包装一方面给演播室舞美提过了一个全新的数字图形平台，另一方面也为节目形式创造了更多的想象空间，在这样的一个大环境下，演播室大屏的在线包装一定会有更加广阔的发展前景。 编辑：中国新闻技术工作者联合会