浅析三维在线包装播出字幕的优势

　　【摘要】本文主要从三维在线包装播出字幕系统的稳定性、播出的效果、播出操作的快捷性及网络架构四个方面介绍了三维在线包装播出字幕在吉林电视台播出工作中的优势。

　　【关键词】三维包装字幕 渲染引擎 网络化架构

　　吉林电视台新建设的两个高清频道的字幕系统，采用的是高清三维在线包装播出字幕机。该系统由三台高清字幕机组成：即每个频道各一台高清包装播出字幕机；还有一台高清制作/编单包装字幕机，该字幕机能完成提前编单及制作的工作。系统中的三台高清包装字幕机通过千兆网交换机进行连接。本人结合吉林电视台高清频道字幕系统，从系统的稳定性、播出效果、播出的快捷操作、网络架构等四个方面对三维在线包装播出字幕的优势作以分析介绍。

　　一.设备稳定性分析

　　1.稳定的底层架构：底层核心就是L3DEngine渲染引擎；基于OpenGL顶层开发的实时、高效渲染引擎L3DEngine，引擎采用标准化的面向对象语言编写，有着强大的可管理性和可扩展性。利用GPU的图形加速技术和CPU的多线程技术，提高渲染引擎效率。同时与DirectX相比其硬件消耗较小。

　　2.成熟稳定的硬件结构：服务器结构设计，采用进口Matrox板卡。

　　3.模块化软件结构：播出、编单、制作、播出引擎等各种模板完全独立，软件修改互不影响。

　　4.规范化生产流程：每台包装整机出厂前都通过了24小时高温高湿测试，7×24小时稳定运行测试。

　　5.稳定性架构标示图如图1所示。

　　二.绚丽的播出效果

　　1.三维高清包装播出字幕是三维在线节目包装的平台。该平台是在AirCG.NET网络字幕播出系统基础上开发的全新一代高性能、高稳定性的在线节目包装系统，系统基于工业级三维图形接口OpenGL，完全自主开发并具有自主知识产权的三维渲染引擎为核心，系统采用CPU+GPU图形加速技术，同时采用创新的多进程加速技术，是一套集字幕、图形、图像、动画、视频等全三维场景实时渲染（如图2所示）应用的在线节目包装系统。

　　2.该三维包装播出字幕的三维场景制作和实时渲染引擎软件基于工业标准的3D图形软件接口OpenGL，其广泛应用于专业高端绘图领域。AirCG·3D三维场景制作和实时渲染引擎是励图公司潜心多年研究，全部自主研发，具有行业领先水平的三维节目制作和包装系统，真正实现了三维物体的模型创建、多视图编辑、材质设置、纹理贴图、多种灯光效果、摄像机变化等。系统基于NVidia强大的GPU处理能力，实现了复杂场景的实时渲染和播出，无需生成和等待。同时随着GPU和CPU的处理能力的提高，场景的实时渲染能力会同步提升。

　　3.AirCG·3D实时渲染系统采用高效的多进程和多线程管理技术，在播出时可同时实时渲染多个不同的场景，如新闻标题、节目预告、直播标志、模拟/数字时钟等，根据节目需要混合输出，每个场景也可单独进行播出控制。

　　4.AriCG.Artist三维场景制作软件提供近百种二维模型、三维模型以及外部扩展模型，同时模型创作工具可完成自定义二维模型的创建、编辑，包括贝塞尔控制点的编辑，通过矢量转换即可完成三维模型的创建。自定义的模型创建后加入到系统模型库，可不断丰富扩展模型库。同时系统可导入如3D MAX、Maya，SoftImage等三维模型文件，并可对导入模型进行编辑，包括几何层次、材质、纹理、灯光、摄像机等属性；

　　5.AirCG.Artist三维场景制作软件提供灵活而强大的三维物件导角设计工具，用户可自主设计各种类型的导角，如：直导角、园导角、阶梯型导角、内导角等，并可在场景制作软件中调整导角的各种参数，如导角高度，深度等。

　　6.系统提供运动速度控制编辑器，用户可自定义各种运动速度控制效果，如：加速、减速、加减速、减震器、阻尼运动、跳跃、贝塞尔曲线控制等。

　　7.系统提供强大的三维粒子发生器，通过设置粒子的模型和各种参数可产生诸如火焰、礼花、雪花、雨滴、流光等效果。并将粒子发生器绑定在三维空间中的任何模型上，制造如燃烧、爆炸等效果。

　　8.系统提供参数可调的动态等离子背景生成器，通过设置等离子的形状、颜色变化、密度、速度、光圈等，可产生丰富的变化多端的动态背景。

　　9.基于时间线的关键帧动画设计

　　AirCG·3D系统提供基于时间线的关键帧动画和可编程的预设动画两种动画模式。基于时间线的关键帧动画可设置入屏动画，出屏动画以及多场景切换动画，动画控制方式可采用手动控制和延时控制。可编程的预设动画给用户提供了一种复杂的、可任意定制参数的循环动画播出模式。

　　10.AirCG·3D系统对于特殊功能的应用采用插件的设计方式，可在不修改软件的基础上可不断丰富系统的应用插件库，满足各种特殊应用。目前系统提供了天气预报、数字时钟、模拟时钟、倒计时、旗飘动画、月历、节目预告、统计图、表格播出等插件。

　　三.播出操作简单、方便、快捷

　　三维高清包装播出字幕系统在原有二维播出字幕系统的基础上，操作流程得到了简化，软件操作的复杂度得以降低，同时也减轻了播出人员的工作量。

　　1.采用频道包装播出系统，一条节目在不同的专业频道多次播出，只需一次前期制作；自动播出节目单与三维包装字幕播出节目单合二为一，每次只需更改或替换文字；支持国内主流播出系统与其无缝连接；支持模板库节点管理，让可修改项和非修改项完全分开。

　　2.多种数据源的关联播出，实时修改播出节目单中的播出内容，支持Word、Excel、Access、ODBC、RSS等任一可链接数据源导入内容和数据播出；支持超长文本字幕处理技术，对于大容量的文本内容无须生成即可播出；支持文本自动关联天气预报实时动画。

　　3.左飞字幕可在任意位置插入图片，并可作修改无需生成直接播出；支持左飞字幕中任意文字任意修改大小、颜色，无需生成；支持左飞前标示动画自动关联左飞文字内容，实时变化，无需生成。

　　4.支持文字底板实时关联文字长度；支持多种应用插件，如股票、短信、实时天气预报、新闻资讯、节目导视等；支持动画挂角、左飞断点继播功能；

　　5.支持通过网络方式对节目进行实时VGA动态播出预览，如图3所示；多层图文字幕同屏播出，字幕层次可任意调整，每层可独立或编组控制。

　　6.支持节目单检查功能，包括素材检查、时间检查等；支持3Dmax、Maya及Softimage等的三维模型数据输入和再编辑，包括几何层次、灯光、摄像机和动画。

　　7.播出状态可以通过不同的颜色加以区分，同屏支持多条字幕混合播出；支持全天24小时播出，跨天播出节目单自动调单；支持远程临时修改节目单并做消息提示；播后节目单自动保存至数据库，方便日后查询。

　　8.系统支持播出的文件格式及其广泛

　　（1）图像文件：BMP、JPG、TIFF、TGA、PNG、PSD、EPS等通用图像文件格式；

　　（2）动画文件：FLG、FLC、FLI、FLASH、SWF、TGA序列等文件格式；

　　（3）视音频文件：MPEG1、MPEG2、MPEG4、DivX、VOB、DV、AVI、ASF，以及WMA、MP3等所有Windows支持的视音频文件格式。

　　四.网络化架构的优势

　　1.三维在线包装播出系统（如图4所示）可配置成网络化C/S架构，三维场景制作、场景/素材管理、播出控制、字幕单编排、实时渲染引擎等软件模块可分布在不同的工作站或服务器上，通过以太网络连接，满足全台多个部门，如播出部、制作部多个演播室等共享使用，实现三维场景制作、场景/素材管理等的集中制作和管理，制作好的场景通过以太网根据播出节目单主动同步或分发到分布式的播出控制站和实时渲染引擎服务器中。另外系统亦可将上该述所有功能模块安装在一台服务器上，控制通过本机IP链路，满足单机制作、播出需要。

　　2.三维在线包装播出系统能实现：制播分离；权限管理；播出内容共享；可集中控制、可远程控制；与播出系统联动播出；可连接外部数据源；能保证系统安全性。

　　（1）软件网络化架构，系统引擎和播出控制分开，当播出控制出错退出时，当前播出不受影响。

　　（2）当任一台字幕服务器出现问题时，用制作站直接更换成出现问题机器IP 地址，数据和节目单会从服务器拷贝到本地去播出，减少重新配置的复杂度。

　　（3）播出内容共享，减少素材拷贝多个字幕服务器的工作量，也较少了感染病毒的几率，素材方便管理。

　　（4）可集中控制、可远程控制，如气象预警，演播室控制等；与播出系统联动播出，减少出错几率。

　　（5）可实时获取外部数据分发给任一频道使用。不需要每台字幕服务器都要配一台数据获取工作站，也减少系统复杂性。

　　（6）模板制作包装部门完成，各演播室群和播出部可直接获取模板关联数据即可播出，无需制作。一次制作，多次播出。

　　（7）通过权限管理是字幕播出系统可管可控；任一字幕服务器可以任意备份任一频道字幕信息。

　　五.结束语

　　三维包装播出字幕系统的稳定性、播出的动态效果、播出操作的快捷性及网络架构等方面的优势正逐步在播出、制作部门都得到体现。三维包装播出字幕系统使得播出工作更高效、更安全，进一步的保障了播出信号的传输质量，降低了播出事故的几率。

　　参考文献

　　1.陈即弟，姚晴麟，任志强. 哈尔滨电视台三维网络包装字幕制作播出系统[J].电视技术，2010，12：106-109.

　　2.叶何生. 三维包装系统功能和运用简谈[J].电视技术，2012，6：58-61.

　　曾丽娜