浅谈北京电视台高清转播车的3D节目制作

　　【摘要】电影《阿凡达》引领的3D风暴划时代地改变了全球电影产业之后，在电视产业的革命性引导作用也正在显现。目前，3D电视技术的推广和普及成为了全球电视行业的发展趋势。日本、北美、欧洲已有几十家电视台开播了3D电视节目，伦敦奥运会也进行了3D信号转播。我国也在积极发展3D电视，国家广电总局在“十二五”广播影视科技发展规划中提出，到2015年底，全国将具备制作播出100个高清频道、10个3D电视频道的能力。3D已经成为后高清时代影视技术发展的方向之一。

　　2010年，北京电视台开始了对3D电视的探索工作。2011年，北京电视台成立了3D实验小组，并首次将《2011年环球春晚》节目制作了3D版本。2012年，随着北京电视台第一辆具备3D现场制作能力的高清电视转播车的投付使用，大大提升了3D节目的制作效率，为广电总局同年已经开播的3D电视试验频道拍摄制作出了更多新颖别致的3D节目。本文主要介绍了北京电视台的3D发展概况，并着重讨论了3D技术在电视转播车中的实现与应用。诚然，3D技术本身仍处于发展过程中。从这个意义上讲，现阶段的各种3D电视实现手段的尝试，都应该是被鼓励的。3D电视技术对节目制作业务来说还是一个全新的领域，及早实践可以培养相关专业人才，为未来的市场竞争做好人才和技术储备。

　　【关键词】3D电视技术 电视转播车 3D BOX 现场

　　制作

　　一．北京电视台3D发展概况

　　1．北京电视台3D制播情况简介

　　北京电视台是国内最早进行3D电视节目录制的电视台之一。在3D试验频道的6家成员中，北京电视台的3D制播也走在了前列。2010年3月26日，北京电视台与索尼中国专业系统集团举办了战略合作伙伴签约仪式。北京电视台将和索尼共同协作尝试3D技术在转播车、演播室、后期制作等领域的应用，以推动3D在中国广电业的发展。2011年，在台领导的大力支持下，北京电视台成立了3D实验小组，并首次将《2011年环球春晚》节目制作了3D版本。2012年，北京电视台第一辆具备3D节目制作功能的新型高清电视转播车（以下简称3D转播车）投付使用，该车也是全国第一辆3D电视转播车。除电视转播车外，北京电视台还拥有3D演播室制作能力和后期编辑制作能力。自3D电视试验频道开播以来，先后为该频道提供了大量优质的3D电视节目，其中包括：《北京电视台春节晚会》3D版、《北京电视台环球春晚》3D版、《时尚大典》3D版、《养生堂》3D版、《CBA全明星赛》3D版、《CBA季后赛》3D版等等。

　　2．北京台3D转播车系统综述

　　3D电视技术在欧美发展较早，亚洲地区则刚刚起步，因此我台与索尼（中国）专业系统集团合作引进的3D转播车有幸成为了亚洲第一辆交付客户使用的3D转播车。该车具备2D和3D同时制播的能力，在整车系统和布局的设计上，充分考虑了3D工况下转播工位（主要是3D调整工位）的增加带来的挑战，实现了2D和3D制作模式同处一车的高效性。

　　北京电视台3D转播车系统的最大特点就是可以做到2D/3D同播，也就是说2D视频信号与3D视频信号可以互不干扰同时切换播出。3D系统格式为Dual Link 3G，同时具备1.5G3D压缩信号输出能力，便于3D信号的传输和处理。

　　此辆3D转播车的主要视频设备选用的是SONY公司的广播级产品，配备有：10台SONY HDC1580R高清摄像机、2台SONY HDC3300R高清高速摄像机，4台便携式SONY HDC-P1高清摄像机、2套Gigawave无线高清摄像机；6个42寸SONY 3D液晶监视器等；2套SONY高清切换台（MVS-8000G，3M/E，2D/3D兼容；MVS-8000GSF，2M/E，2D系统）；128X136大型2D/3D兼容矩阵；2台SRW-58003D录像机；4台HDW-2000录像机；2套最新的8路EVS系统；SONY MKS-2050 3D后期编辑控制系统；5台3D BOX（3D摄像机调整处理器）；2台2D转3D处理器和一台3D质检处理器等等。

　　音频系统则采用德国朗沃（Lawo）mc266主调音台和Yamaha DM1000备份调音台，支持5.1环绕声制作，采用真力（Genelec）5.1环绕声监听系统等。

　　在2D系统的状态下，最多迅道数为12路：8+2+2，即8路SONY HDC1580R+2路SONY HDC3300R+2路SONY HDC1580R无线摄像机（Gigawave系统）。

　　在3D系统或2D/3D同播的状态下，3D迅道最多可以达到7路：3+2+2，即3路（2路平行支架式结构、1路垂直支架式结构）HDC1580R摄像机3D迅道（由6台SONY HDC1580R高清摄像机组成）+2路（垂直支架式结构）HDC-P1摄像机3D迅道（由4台便携式SONY HDCP1高清摄像机组成）+2路2D转3D迅道（来自2D系统的任意另外2台高清摄像机的信号）。与此同时，同播的2D迅道可以达到最多11路：5+2+2+2，5路来自3D摄像机的左眼信号+2路SONY HDC1580R+2路SONY HDC3300R+2路SONY HDC1580R无线摄像机（Gigawave系统）。

　　二．3D电视节目的现场制作

　　1．2D系统与3D系统的相互转换

　　如上所述，北京电视台具备3D节目制作功能的新型高清电视转播车设计为2D/3D同播系统。在我台日常的节目制作工作中，该车还是以2D高清节目制作为主。因此，在进行3D节目制作前，往往需要将处于2D工作状态的系统转换为3D工作状态。为完成此转变，需做如下工作：

　　（1）摄像机控制单元（CCU）切换到3D模式

　　（2）开启3D BOX使之处于正常的工作状态

　　（3）主切换台更改设置为3D模式，并调用3D配置文件

　　（4）调整音频延时器，使其满足3D节目制作的声画同步要求

　　（5）调整技术区和制作区的监视器布局，并变更为相应的3D显示画面

　　今后如需将3D状态转换为2D状态，也可同理参考上述步骤，对相关设备进行调试。

　　2．双路摄像机的光轴校正

　　3D系统转换完成后，就要对3D摄像机进行拍摄前的调试。为确保3D拍摄时双路摄像机左右眼画面的一致性和精确性，除了左右眼镜头变焦、聚焦、光圈同步运行之外，还需要保证两支镜头光轴不能有任何偏移，否则改变焦点或焦距过程中，画面就会出现光学误差。

　　我们通过3D-BOX即可对镜头光轴误差进行数字补偿。

　　方法如下：

　　在距离摄像机3米左右位置放置测试卡或十字参考点；将镜头变焦到最长焦端，然后镜头中心对准十字参考点中心（可通过摄像机寻象器Marker十字中心标记判别中心位置）；打开3D BOX的手动光轴补偿或自动光轴补偿功能，从最长焦端逐渐拉开，随着焦距变化识别中心位置是否发生偏移，一旦出现偏移即进行手动补偿（自动模式3D BOX会自动计算偏移量），直到拉开到最广角端；确保整个操作过程中，镜头光轴通过跟踪补偿能够一直保持在画面中心。

　　3．3D支架的机械调整

　　光轴校正完成后，便可对3D支架的机械误差进行调整。

　　我们总结的具体做法是：

　　首先，在近端和远端分别找一个参考点，将镜头变焦到长焦端，然后分别聚焦在近端和远端参考点，并将3D支架的固定限位螺丝解锁。

　　其次，先观察远端参考点（聚焦在远端）的3D画面，如果左右眼水平方向未能重合，则调整支架会聚螺丝使之归零，如果垂直方向未能重合，则调整支架俯仰螺丝使之重合。最终让左右眼画面在远端完全重合。

　　再次，焦点移动到近端（焦距不变），如果左右眼水平方向未能重合，则调整支架间距螺丝使之归零；如果垂直方向未能重合，则调整支架高低螺丝使之重合。最终让左右眼画面在近端完全重合。

　　反复在两端切换焦点，然后进行微调，最终使得焦点无论如何变化，画面都如同2D一样双眼完全重合在一起。此时即可锁定支架，并确认此时位置为支架零点，即机械误差为零。至此，拍摄前的各项工作已全部完成。

　　4．3D BOX的实时调整

　　在3D节目制作过程中，转播车内的技术人员除了要完成同2D制作一样的摄像机实时调整工作（调整各摄像机控制面板的光圈、黑电平、增益等）；还要对3D BOX进行实时调整，以确保各3D机位拍摄的画面满足节目导演的立体深度要求，并且符合立体感的安全指标。工作要点总结如下：

　　在3D节目的拍摄制作过程中，根据摄影师的构图和焦距、焦点变化，参考3D BOX显示的立体波形，判别当前的立体深度是否符合设定的安全范围，通常范围设定在（-1%—2%）。如果出屏或者入屏单方面超出，则通过调整支架的会聚面来解决。如果出屏和入屏同时超过范围（即整体波形超过了3%），则需要收缩支架间距。如果在拍摄过程中由于机械或光学变化产生了轻微的误差，可以通过3DBOX的数字校正功能，对垂直和Z轴方向（镜头变焦不一致）进行些许补偿。

　　5．3D节目制作的体会

　　开始拍摄前，必须先考虑好被摄主体的走位及活动范围，确定好3D摄像机的拍摄区域和机位位置，以便摄像机的焦距和会聚面的调整，并且应尽可能使各机位的会聚面保持一致。

　　为保证拍摄出来的画面既能体现逼真自然的立体效果，又能较好地展现场景内容的细节，拍摄场景应尽量选择有空间层次的画面，使得画面中带有部分前景和背景，这样可以更好地展现画面的深度和层次。

　　机位架设与调试时，应尽量使用光学和机械调整合理地控制视差，将拍摄误差减至最小。对于光学或机械调整未解决的问题，可经过误差数字校正和视差数字控制设备进行处理。

　　除上述几点之外，3D节目制作过程中还应注意以下方面：

　　（1）3D机位架设时，可比普通高清机位在高度上略低一些，并尽量靠近舞台，以获得更好的 3D节目效果。

　　（2）远距离机位应尽量采用间距比较大的水平支架，近距离及移动机位应尽量选用间距比较小的垂直支架。

　　（3）在拍摄过程中，应尽可能减少镜头快速横摇和变焦，以避免人眼因焦点变换而引起的观看不适感。

　　（4）观众在每一次镜头切换后，都需要时间来适应不同景深的画面。如果是多3D机位进行切换，观众视觉会比较疲劳；所以不需要设置太多的3D机位，或者说镜头的切换不应过于频繁。

　　三．问题与展望

　　1．阻碍3D电视发展的因素

　　（1）与早期高清电视的发展相似，3D电视受到了内容匮乏的限制。尽管3D电视节目的制作量在不断增加，但是要吸引大量的观众仍尚需时日。

　　（2）体育比赛、文艺晚会、电影、纪录片是3D电视的主要内容。但这些3D电视节目的现场制作需要更多的设备和投入，其成本至少是目前高清电视节目的两倍。

　　（3）观看的便利性和舒适度是制约3D电视发展的另一个关键因素。因此，能否实现裸眼3D以及能否解决观众在观看一段时间后出现的视觉疲劳等问题，都是对3D电视技术发展提出的挑战。

　　（4）除此之外，尚未形成明确的 3D节目制作标准，缺乏统一的技术标准与操作规范，也是阻碍3D电视技术发展的重要因素之一。

　　2．3D电视发展的前景

　　从目前国内外3D发展的趋势来看，3D电视技术虽然不是今后电视技术发展的唯一方向，却可以说是对传统2D电视的一个重要补充。发展3D电视，可以拓展节目形式，丰富节目内容，更好地服务于电视观众。

　　3D电视试验频道的开播，无疑对我国3D电视的发展起到了很大的推动作用。但由于节目源、技术、成本、标准制定等问题，使其仍处于探索阶段。对于未来3D电视的发展前景，业内一直持乐观的态度。有专家认为，通过开办国家级3D电视频道的方式来创造特别好的外部环境和条件，使得我们在3D电视的起步阶段，能处于比较有利的位置。再者，3D频道开播以后，能一定程度上缓解3D节目内容缺乏的问题，能够带动一大批制作人和投资机构投入到3D电视产业中去。

　　总之，3D正带动着电视行业从内容制作到显示终端的一系列变革。尽管目前的3D电视技术还处于发展初期，这是任何新技术成熟之前都必然要经历的过程。但是，它毕竟已显示出了日益强大的发展态势。3D能够提升人们的视觉体验，长远来看还是大有前途的。

　　四.结论

　　3D电视是继高清电视后广播电视领域的又一创新应用，电视制作方式发生了从二维到三维的巨大变化。随着现代信息技术的进步，3D影像普及已经成为影像传播不可逆转的趋势，从3D电影荧幕的增加到3D电视频道的开播，立体影像对整个影视行业产生了很大影响。但我们应认识到，目前3D电视技术还不够成熟：效果较好的3D显示都需要眼镜，不佩戴眼镜的裸视3D显示效果都不太理想；3D电视的相关标准也还未确定。3D电视本身仍处于发展过程中；只有突破了现有瓶颈，才能够逐新走向成熟，从而获得更多的认可和更大的市场。

　　中国的3D电视尚处于起步阶段，3D电视能否普及，关键不仅在技术，而且在于消费者和市场的需求。3D电视产业面临着严重的片源短缺问题。如果没有内容的话，消费者是无法体会到3D的乐趣的。只有通过提供丰富的且高质量的3D电视内容才能促进相关行业的发展，为电视提供增值服务业务、促进电视接收机消费，并推动相关科研和标准化工作。

　　在世界电视业迅猛发展的大潮中，中国电视界正在跨入一个崭新的发展阶段。3D电视技术对节目制作业务来说还是一个全新的领域，及早实践可以培养相关的专业人才，提高3D节目的制作水平，为未来的市场竞争做好人才储备。

　　许沛然