在线图文包装技术

在线图文包装技术第一部分：在线包装...........................................................1在线包装的定义...........................................................1在线包装的技术先进性.....................................................2第二部分：在线图文包装的特点，以及与普通字幕机的区别.........................31.概述...................................................................32.技术特点...............................................................31)高质量HD实时三维渲染..............................................32)三维场景、字幕与视频无缝结合.......................................33)实时输入视频DVE...................................................44)视频、图像序列回放和打包...........................................45)音频支持...........................................................46)多场景分层叠加播出.................................................47)多时间线组合、场景状态平滑切换.....................................58)脚本和条件运算控制的实时数据修改...................................59)强大的数据库支持...................................................510)网络化、系统化的工作流程..........................................512)在线、后期图形包装和虚拟演播室同一平台............................6第三部分：图文包装的应用.....................................................61）综艺娱乐类............................................................62）气象预告类............................................................63）新闻专题类............................................................64）广告类................................................................75）财经资讯类............................................................76）体育直播类............................................................7第四部分：未来技术的发展.....................................................7第一部分：在线包装在线包装的定义电视包装目前已成为电视台和各电视节目公司、广告公司最常用的概念之一。说到包装，似乎都知道它的意思，但对电视包装的定义、对它的内涵和外延、对它的作用却很少有人作过更深入的研究和探讨。其实，包装是借用的词，一般意义的包装是指对产品进行包装而言的。之所以把包装拿过来用到电视上，是因为产品的包装和电视的包装有共同之处。它的定义是对电视节目、栏目、频道甚至是电视台的整体形象进行一种外在形式要素的规范和强化。这些外在的形式要素包括声音（语言、音响、音乐、音效等）、图像（固定画面、活动画面、动画）、颜色等诸要素。在线节目包装是指在演播室、转播车、播出机房等“线上”就可以完成从字幕、动画、栏目风格、节目模板、实时资讯等在内的所有节目包装内容。这些东西在演播室录制或者直播节目的时候一次就全部做完了,不需要再到后期机房进行包装或者后期制作。节约时间,人力和物力，节约节目制作的成本,提高节目的制作效率,提高节目的质量和观看性。在线包装技术就是随着电视传媒业及信息技术的飞速发展,广大观众欣赏水平的提高而产生的。观众需要获得更多内容广泛、专业、确地即时信息,而以往的老式制作模式不能满足新形势下的需求.传统的音视频(AV)技术必须要与信息(IT)技术高度融合,才能适应当前的发展形势,一方面保障了高质量的实时直播画面,另一方面又确保了与各种自动控制系统,数据提供者,版式等相协调，三维在线包装系统已成为广播电视行业发展的一个新的方向。在线包装的技术先进性目前电视节目得制作要求对于新一代图文包装系统，技术上可以归纳几大需求：高、标清全面支持，高质量实时三维渲染，三维场景、字幕与视频无缝结合，实时输入视频多窗口DVE，，多层多物件混合播出，在线数据修改与数据库支持，完善的网络制作与播出流程等。最新字幕三维实时渲染技术主要包括系统构架、视频输入/输出接口，以及基于CPU和GPU的图形图像、三维加速、三维特效等软件编程技术。三维实时字幕的系统构架要实现各项渲染任务在CPU和GPU的合理分工，像图文系统的字型字效算法和图像的压缩解压等工作可以交由CPU完成，而图文的各种动态光效、三维特技可以交由GPU来完成，以确保证图文系统的实时性。在CPU和GPU的编程方面，SGI的OpenGL和Microsoft的DirectX都提供了解决方案。这使得对系统硬件可以进行深度控制和调配。针对最新图文对实时、多层、三维、子象素的技术需求，必须寻找更为先进的技术解决方案。三维图形加速引擎具有强大的图形处理能力，因之被引入广电技术领域。运用GPU强大的三维图形加速能力，结合计算机图形图像技术，设计新一代图文包装系统在技术上是完全可行的。新一代图文包装系统的渲染处理必将以GPU为图形图像的渲染核心。而以GPU为字幕渲染核心，将使图文包装系统的图形渲染模式符合多层、三维和子象素的渲染要求。因为在GPU进行图形图像处理过程中，每个物件都具有三维属性，都具有独立层的概念，每一个层都有相应的深度Z坐标以反映相互物件间的前后关系。另外，GPU除了在三维物件顶点渲染方面具有明显优势之外，在物件的纹理、颜色等象素渲染方面同样能力强大，应用GPU实现字幕系统子象素级的渲染已经成为可能。第二部分：在线图文包装的特点，以及与普通字幕机的区别1.概述在线图文包装系统是一整套新型电视图文制播的技术平台和产品系列，为更高水平的电视节目视觉效果的创意和发布提供了全新的解决方案。这套平台采用突破性的创新技术结合稳定的成熟技术，兼容并突破传统的电视图文技术理念，同时支持图文包装、日常字幕和虚拟演播室等多方面应用，支持面向标清高清过渡期的技术需求，真正满足今后一段时期广电领域的发展需要。2.技术特点1)高质量HD实时三维渲染在线图文包装提供的是质感亮丽自然、动感柔和强劲的全三维空间的图形字幕的包装效果，其三维渲染引擎的渲染核心是基于计算机图形卡的GPU技术实现的。这套自主研发的渲染引擎采用了多项关键技术，使其在三维渲染的效果、质感和效率上取得了突破性、跳跃性的提升。在保证三维图形质量的前提下，系统以极高的效率保证渲染的实时性，没有预先渲染，完全满足外部实时控制的需要。通过渲染引擎与I/O的精确配合，系统完整支持各种高清、标清画面的实时输出。普通字幕机的渲染引擎主要是基于计算机中央处理芯片CPU技术实现的。因此当场景中的图元特别大时、特别是高清图元、系统在播出比较复杂的特技时，播出会出现不实时的情况2)三维场景、字幕与视频无缝结合系统在全三维空间中，不仅处理三维物体，同时以各种纹理贴图方式处理字幕、图像、图像动画序列、输入活动视频和视频文件回放，使它们作为三维场景中的纹理贴图无缝融入到其中，从而展现各种三维图形效果。采用精密的反走样和多种字效渲染算法，以及多套基于多种像素处理特效组合的渲染流水线，提供十分丰富的、高质量的字幕和图形效果。作为高端包装功能的一部分，以更佳的字效完整支持唱词、底拉、滚屏等字幕功能。普通字幕机主要在二维空间操作，只能处理平面的字幕、图元等，无法处理三维物体、动画序列、输入活动视频和视频文件，即使某些字幕机能够处理以上的部分物件，也无法无缝的融合到场景中，只能以简单的层的关系进行叠加，而无法实现三维效果。3)实时输入视频DVE系统支持高清或标清视频输入的实时开窗功能。采用贴图模式进行的DVE，可以将实时画面作为材质纹理以多种混合方式贴加在任意物体的表面，进行所有平面和三维特技处理和各种变换，适合后期制作类节目使用。采用直通模式进行的DVE，窗口可以平面方式进行运动和缩放，同时支持裁剪和淡入淡出，与图形画面通过时间线同步配合，输出画面延时高标清均控制在2帧之内，与音频同步，适合直播类节目使用。普通字幕机基本不能实现DVE开窗效果，对输入的视频无法进行处理，某些字幕机能够实现简单的直通模式的二维DVE功能，但无法与图形画面通过时间线同步配合。4)视频、图像序列回放和打包系统支持多种格式视频文件和图像文件序列的实时回放，回放画面均作为材质纹理以多种混合方式贴加在任意物体的表面，可进行所有平面和三维特技的处理和各种变换，非常适合制作画中画效果和各种复杂的活动纹理和背景效果。系统支持画面合成打包功能，可将场景动画输出成为各种视频文件或者图像文件序列，使系统不仅可以用于在线制作和播出，也非常适合后期制作并与其它系统衔接。普通字幕机支持的材质纹理文件主要是图片，只能简单的贴在图元的表面，无法通过三维特技的处理和变换实现活动的效果，打包格式比较少。5)音频支持系统支持各种音频接口，支持直通背景视频的嵌入式音频或者其它接口输入的音频直通。系统通过时间线支持音频文件与视频画面的同步回放，产生音频效果。普通字幕机基本不支持嵌入或非嵌入的音频接口，音频文件无法放在时间线上与视频画面同步播放。6)多场景分层叠加播出系统的每个场景是一个独立的三维空间，拥有自己独立的三维灯光系统和三维投影的摄像机体系。渲染和I/O支持多个场景同时叠加输出，为多播出任务同时执行或者插播功能提供了完整的支持。这个功能还可以让不同的应用系统各自输出画面，然后在播出时合成一体，以完成多台控制设备分布式控制播出的强大功能。普通字幕机每个场景都是二维空间，不支持灯光与三维摄像机。在播出的时候，只能按顺序依次播放。7)多时间线组合、场景状态平滑切换具有一个重要的概念“场景状态”来描述场景的一种相对静止的状态点，每个场景可以具有多个状态点，状态点之间使用状态过渡时间线来实现切换，每个状态点还可以具有一个状态执行时间线用以提供播放至该状态时的特定动画。系统采用这套状态点控制和切换技术，同时支持多个时间线，提供多个动画线索，实现不同场景状态的平滑过渡切换功能，可以实现复杂的时序控制，或者是多个不同画面状态不离屏的平滑切换，同时还可以满足播出过程中根据实际情况产生的随机场景无缝切换的要求。普通字幕机一个场景只能支持一条时间线，对于相同场景的多种播出模式只能通过复制多个场景来完成，场景的播出无法实现平滑切换，前屏场景播出完成后才能播出后屏场景。8)脚本和条件运算控制的实时数据修改支持典型的模板化制作和播出流程。模板场景中需要替换的内容都通过数据池和数据替换插件的方式支持播出替换。该机制可使播出场景的内容（包