ORAD在线包装演示

基础课程 | 15分钟
ORAD在线包装演示

(本文字说明来自河北电视台新闻部   王源林
   经常听到传媒行业的同行这样说,我演播室小,我摄像机不移动,其实,摄像机是否移动与跟踪技术初始化调整没有关系,摄像机只切换,不做变聚焦和俯仰,其实就是抠像了,这样的情况我建议同行不如购买虚拟布景,何必花几十万元购买一个抠像的功能呢?下面通过我们实际考察和应用,对目前的跟踪技术作一个总结:

    1). 图形跟踪技术:
 
    通过视频信号中的某些特定信息(比如网格),使用特殊的算法,计算出摄像机的运动参数。图形跟踪可以获得摄像机的8个参数,包括位置参数,因此使用网格安装调试完成之后,不需要再对摄像机进行定位,我们以前选择虚拟演播室的时候,当时,很多文章都批驳了网格的跟踪技术,认为有如下缺点,一是影响抠像,我们在实际的考察中没有一个ORAD的用户对此提出过异议,后来经过对色键技术的进一步了解,我们了解到只要蓝色(也可以是绿色、黄色等等)在色键抠像的范围之内,就可以抠掉。二是摄像机必须聚焦到网格上面,会导致摄像机无法聚焦到主持人,这个问题我们实际考察过,写这些文章的作者不了解网格图形图像跟踪的原理,网格跟踪只是比较前后图像发生的变化,与图形虚实无关。三是网格延时长,通常到7-8帧,这个我们实际应用中网格的延时只有2帧。四是必须拍摄到网格全部画面才有跟踪,我们实际使用中只要有完整的4个网格,就有跟踪,摄像机拍摄到演员的肩部是没问题的,完全能够满足我台的实际需要。由此看来,网格是非常方便的跟踪方式,跟踪精度可以到像素级。网格跟踪技术是ORAD(傲威)公司的专利技术。

    网格跟踪技术的特点:

    ★ 摄像机初始化定位时间非常短,只需要一帧的时间。
    ★ 不需要对摄像机进行改造,不需要在云台或镜头上加装任何设备。因此,网格技术可以支持任何型号的摄像机。
    ★ 无需镜头校准! 因为没有机械跟踪装置,所有不存在磨损和机械误差因素。
    ★ 摄像机可以任意移动。
    ★ 虚拟演播室可以和实景演播室共用空间和视频设备。
    ★ 跟踪精度非常高,不会产生前景飘移现象。
    ★ 摄像机的数量没有限制,一套标准配置支持3台摄像机,增加摄像机不需要增加虚拟设备的投资。



ORAD的虚拟演播室
 
    任何一种跟踪技术都不是十全十美的,单独使用网格跟踪,也是一样,例如大范围快速运动拍摄,摇臂的使用等等,像素级自动深度键等等这些功能的实现还需要配合其他的跟踪技术,这也是ORAD跟踪技术的一个优点,多种跟踪技术可以配合使用,相互之间扬长避短。
 
 
ORAD跟踪技术
 
    因为我台这次考察,网格的跟踪方式已经完全够用,如果将来使用摇臂,还可以增加其他的跟踪技术。无论是哪种跟踪技术,初始化定位的便捷和跟踪精度是最重要的,是能否使用好其跟踪技术的基本。
 
    虽然我们不使用传感器,但是我还是强调一下传感器如果与网格同时使用的好处就是传感器的定位不再需要测量距离,而是只需要拍摄网格,一帧可以完成定位,所以,用户如果很喜欢使用传感器,最好也配网格的跟踪技术作为辅助,给您的使用带来方便。
 
    ORAD 传感器 + 网格跟踪方式的特点:
 
    传感器结合网格的设计方案,能够实现两种跟踪技术优势互补,又能克服各自的弱点。定位时使用网格方式,发挥网格跟踪定位迅速的优势,实现自由移动和调整机位,不必再为微小的机位调整花费太多的测量时间。拍摄中使用传感器方式,拍摄特写镜头和摄像机360°旋转不受限制。两种跟踪方式切换方便,定位准确。
 
    同时,传感器+网格的方案依然保持一套设备支持多台摄像机、增加摄像机不增加虚拟设备投资的特点。
 
跟踪技术总结:
 
    根据我们对多种跟踪方式的考察,单纯使用网格、红外,都可以获得摄像机8 个参数,可以满足虚拟演播室对跟踪技术的要求,而单纯使用传感器,只能获得摄像机4 个参数,不能满足虚拟演播室的基本需要。
 
    ORAD 采取了多种跟踪技术结合使用的方式,既可以单独使用网格或者传感器,又能实现跟踪系统的平滑升级。ORAD考虑到用户的实际情况,在不同价位的跟踪系统的选择上,可以满足不同用户的需求。
 
 
ORAD的虚拟演播室系统的使用
 
    ORAD的虚拟演播室系统具有一套设备可支持多台摄像机、升级增加摄像机不增加虚拟设备的特点。升级跟踪设备能够实现真正的平滑升级,用户可以选择单独使用网格,在将来能够平滑地升级到网格+传感器、网格+红外或者网格+传感器+红外,每种升级方式都无需淘汰原有设备,只需加装新设备即可。

2). 图形工作站和软件
 
    我们在使用ORAD虚拟演播室的时候,这种从使用的角度去衡量虚拟演播室的性能,首先,图形创作人员设计的场景不需受硬件平台的限制,其次软件的设计保障设计人员使用最大的方便。
 
    所有厂商的虚拟演播室软件都分为:制作软件和控制软件。 其中,只有ORAD的制作软件使用的是通用软件3DMAX,也是唯一拥有3DMAX插件的厂商。其他任何厂商均使用自己开发的软件完成制作。
 
    控制软件在虚拟演播室中,主要是控制虚拟演播室场景的相关动画、键信号和α通道,视频窗口的开关,场景位置的调整等等。
 
    ORAD的软件
 
ORAD的软件
 
    如上图所示,ORAD是唯一具有3D Max插件的软件。制作场景的全部工作,包括所有的贴图、动画、灯光、视频窗口等,所有的制作全部在3D Max 下完成,不需要去学习新的制作软件。
 
    同时,ORAD Cyber Set控制软件直接安装在3dmax插件中,用户打开3Dmax软件, 既可以完成场景的制作,又可以进行播出控制。用户可以随时修改场景,即刻播出,因此,系统适用于直播。
 
3Dmax软件
 
    ORAD软件包含:
 
    CYBER SET 虚拟演播室软件:设置虚拟演播室相关参数,控制虚拟演播室(包括动画、虚拟大屏幕)及调整场景。
 
    MAP SET优化软件:场景优化软件,一种先进的算法,相同的场景,相同的硬件平台,使用Map set,可以节约硬件一半的资源。
 
    TRACKING SET 跟踪软件:不同跟踪方式相互自动控制的跟踪软件和控制软件
3D MAX PLUG-IN插件:直接调用3D MAX制作的任何场景,所有的制作均在3DMAX中制
作完成。
 
    LINUX操作系统:渲染单元使用LINUX操作系统,保证图形工作站的稳定,保证直播的需要。
 
    WINDOWS操作系统:控制部分采用WINDOWS系统,方便用户使用。
 
其他厂商的软件
 
    使用3D Max建模,在自己开发的三维软件制作贴图和动画。因为在3Dmax中制作完成的模型,导入到控制软件中,贴图和动画会丢失。所以必须再重新贴图和制作动画。
 
 
用其他厂商的软件进行建模和制作
 
    使用自己开发的三维软件建模和制作。但是,由于自行开发的三维建模软件在功能上与3Dmax相比有很大差距,所以软件使用的复杂程度、功能、效果并不理想。
 
己开发的三维软件建模和制作
 
使用3D Max 软件插件的优点:
 
    经过上面的分析,专业的作图人员立刻明白虚拟演播室软件为什么一定要有3D Max或者MYAY, SOFTIMAGE软件的插件。
 
    首先,这些通用软件都是全球知名厂商经过20多年的开发,其软件被广大用户所认可,功能完备,性能稳定。
 
    其次,通用软件能支持的材质、贴图非常丰富,市场上能够买到的模型库也非常多。这就意味着用户能够完全实现自己的创意,不受任何软件工具的限制。
 
    相反,自己开发的制作软件,无论软件功能,材质库(没有专门的厂商为你如此小的用户群专门制作材质库),都受到很大的局限性。
 
    软件再好没有一款高性能的图形工作站的硬件配合,也不能发挥虚拟演播室的性能
 
实时渲染工作站的能力
 
    (1)渲染能力:
 
    很多用户都遇到过这样的情况,专业图形工作站厂商通常会宣传我的图形工作站能够渲染多少个三角形(例如:50000 面/场,6200 万个三角形/秒),更有厂家宣传可以实时渲染70 万个面的图。可是,在实际应用中有的图形工作站6000个面就达不到实时渲染了,更有的厂家连2000个面都不能实时渲染。
 
    我们评价一款图形工作站的性能,不能简单地用实时渲染多少个多边形面来衡量。图形工作站的渲染能力受到场景中的三角形面数、贴图的材质、灯光的多少、动画的多少、开视频窗口的多少、透明物体的多少等等多方面的因素。总之,图形工作站硬件的能力是有限的,如果场景中的灯光加多了,多边形的面数自然就要减少。因此我们只要衡量加了动画、透明物体、灯光、材质贴图这样一个模型的大小即可,比如说:ORAD 一台 DVG 可以实时渲染85M 的模型文件。只要你做的场景在这个范围之内都可以达到实时渲染。
 
    (2)视频输出质量
 
    不少用过虚拟的用户,都存在这样一个问题,我在计算机上设计的场景,色彩很漂亮,怎么通过图形工作站的视频信号输出之后,完全变了?颜色也黯淡了,图像质量也差了。其实,这里也有一项很重要的技术:就是VGA 转视频的技术。
 
 
视频输出效果
 
    在这方面ORAD有自己的专利技术:DVG卡。 DVG卡是一块PCI接口、可编程的视频转换卡。 它将计算机的图形信号无损失地转化成SDI视频信号输出,画面的色彩与计算机显示的一致。有了这项技术,设计人员在设计中再也不必为了达到自己得设计效果,反复调整画面的颜色了。
 
ORAD 图形工作站DVG 简介
 
 
ORAD 图形工作站DVG
 
    应用于诸多领域的ORAD DVG(Digital Video Graphic)图形计算机,是当今市场上具有最佳视频性能、功能最强大的三维图形渲染平台。
 
    DVG支持集群式解决方案,因此具有可升级的性能,多台DVG可以组成一个组,实现多通道或单通道显示输出。其渲染能力也因为DVG数量的增加而成倍提高。
 
    DVG是ORAD广泛应用于广电行业产品的主要硬件设备,包括用于虚拟演播室、三维图文、虚拟体育和虚拟广告等产品。DVG 使用了傲威的渲染引擎软件作为连接DVG和不同应用软件的桥梁。
 
    DVG卡是DVG的核心部件。这是一片可编程的高性能的PCI接口的视频卡。由于DVG可升级的独特结构,它的渲染速度要比其他硬件设备快得多。在可升级的系统平台中,可以配置任意数量的DVG渲染节点,因此可以达到为直播节目实时地渲染出色彩最丰富、最逼真的、高质量三维图形。
 
    DVG基于标准的Nvidia和ATI图形显示卡。当需要升级时,只需更换显卡即可。
 
    为增加渲染能力,DVG可以配置成双渲染单元,使渲染能力翻倍提高。因此,DVG可以实现平滑地硬件升级。DVG视频输入配置可以最多提供4路全解析度视频信号,能够满足特殊节目的需要。
 
DVG 主要特性:
 
    ·采用独特的双渲染单元的DVG是功能最强大的渲染平台
    ·最多可以支持4路视频输入
    ·DVG是可升级的硬件平台,在链组中可配置任意数量的DVG节点,能够适用于渲染最复杂的虚拟场景。
    ·DVG是能经的起时间考验的渲染平台,因为它是基于现有的标准图形显示卡,在未来升级时只需花费很低的成本
    ·全屏抗闪烁、抗抖动,全屏反锯齿
    ·场渲染抗抖动
    ·可编程的遮挡运算
    ·像素级灯光特效
    ·可编程的浮点运算
    ·30亿像素/秒
    ·6亿个三角形/秒
    ·512M纹理内存
    ·35.2GB内存带宽
 
    总结:选择虚拟演播室无外乎看其三个关键技术:跟踪技术、工作站、软件。其中任何一个技术使用的不方便,就会导致你的虚拟演播室的使用受到很大的局限,再由就是看看有没有使用成功的客户,使用优秀的客户,我们考察了凤凰卫视的与我们想同的SMART SET系统、SMG的XYNC红外系统及其NT系统、中央台NT系统,以及我们本地的石家庄电视台的Smart SET系统,都是系统成功使用的案例。

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