Материал: 516_Mamchev, G. V. Televidenie Vysokoj Chetkosti

тофон. Слуховой суфлер становится популярной альтернативой текстовому суфлеру и приходит на смену сложному процессу запоминания текстов для произношения длинных монологов. Основные потребители слухового суфлера – дикторы, телеведущие.

В системе слухового суфлера применяется комбинация специальных электронных компонентов, которые полностью скрыты во время их использования. Это устройство состоит из миниатюрного цифрового диктофона, беспроводного наушника и комплекта портативных радиостанций.

Текст заранее записывается на миниатюрный цифровой диктофон, а во время работы он воспроизводится, и диктор повторяет все, что слышит в наушнике, но с небольшой задержкой, незаметной телезрителям или слушателям.

От диктофона сигнал передается в беспроводной наушник, полностью скрытый в ухе диктора. Управление режимом воспроизведения осуществляется дистанционной кнопкой паузы.

8. АППАРАТУРА ТЕЛЕВИЗИОННЫХ КОМПЛЕКСОВ ФОРМИРОВАНИЯ ВЕЩАТЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ

8.1. Технические особенности виртуальной телевизионной студии

Концепция функционирования виртуальной студии. Понятие вирту-

альной реальности прочно вошло в жизнь современного человека. В профессиональной среде виртуальная реальность – это мощный инструмент, позволяющий создавать телевизионные программы, оказывающие более глубокое эмоциональное воздействие на аудиторию. Поэтому в структуре аппаратностудийной системы современного телерадиокомплекса должна быть предусмотрена виртуальная студия.

Виртуальная студия – это телевизионная студия без декораций. Развитие компьютерной и цифровой техники, совершенствование программных и аппаратных средств компьютерной графики привело к возникновению нового направления – телевизионных технологий виртуальной реальности. В этом случае вместо громоздких декораций в съемочном павильоне достаточно иметь задник синего или зеленого цвета, а также комплект виртуальной студии. Это позволяет создавать любые декорации. Более того, можно динамично менять их при необходимости прямо во время трансляции. Подготовка телевизионных программ в виртуальной студии является разновидностью хорошо известного метода комбинированной съемки, когда телеведущий или группа артистов совмещаются с искусственной декорацией.

Очевидно, что в основе любой виртуальной студии лежит технология рирпроекции, то есть замены области изображения, имеющей определенный цвет (синий или зеленый) другим изображением. Поэтому большое значение имеет равномерность освещения фона, то есть отсутствие градаций, которые могут быть восприняты системой как другой цвет.

Однако простое замещение фона изображением – это еще не все. Конечно, такой вариант дает возможность избавиться от декораций, но не позволяет перемещать камеру или переключаться с одной камеры на другую. Причина очевидна – при смене плана или ракурса должно соответственно меняться и изображение фона. Простая рир-проекция такой возможности не обеспечивает.

Поэтому требуется создание так называемых виртуальных камер, обладающих теми же характеристиками, что и реальные, установленные в студии. Эти виртуальные камеры «располагаются» в тех же пространственных координатах, что и реальные камеры, и в точности повторяют все их перемещения, изменения фокусных расстояний объективов и т.д. Благодаря этому «снимаемые» виртуальными камерами «планы» органично и точно вписываются в общее изображение не только в статическом, но и в динамическом режиме.

На самом деле никакой виртуальной съемки не происходит. Просто при визуализации виртуальных объектов выполняется их привязка к системе координат съемочного павильона. Для этой цели служат датчики и кодеры движения. Первые крепятся на штативах, пьедесталах или других приспособлениях для установки камер, а вторые – в студиях. В результате выполняются постоянное считывание координат камеры, вычисление их пространственного положения и передача полученных данных в систему моделирования и визуализации виртуальных объектов. В соответствии с вводимыми данными параметры виртуальных камер обновляются в режиме реального времени, в результате чего вполне определенным образом корректируются и характеристики виртуальных объектов – их положение относительно виртуальных камер, освещенность, отбрасываемые тени и т.д. Все это позволяет создать полностью реалистичную картину на телевизионном экране, в которой зачастую единственным реальным объектом является диктор, ведущий телепередачи, или другой живой персонаж.

Реализация рассмотренного метода осуществляется на базе современных компьютерных технологий трехмерной графики [61]. Виртуальные студии, помимо расширения творческих возможностей, позволяют исключить изготовление и монтаж декораций, переоборудование съемочных павильонов и позволяют создавать в небольших студиях сложные по оформлению телевизионные программы за счет привнесения в изображения новых элементов. Технологии трехмерного моделирования дают возможность генерировать самые фантастические виртуальные декорации, расширить пространство реальной студии за счет увеличения «до неправдоподобия» ее видимого объема по сравнению с реальным, повышать динамику подачи видеоматериала за счет разнообразной анимации в кадре (выдвигающиеся экраны, столбцы рейтинга, графики, диаграммы). Особого внимания заслуживает возможность привлечения в телевизионные программы эффекта интерактивности (посредством автоматизации процессов сбора и визуализации информации, полученной от зрительской аудитории).

Виртуальная студия – это больше, чем рир-проекция фона и одна или две камеры. Это настоящий трехмерный мир, в котором актер и камеры свободно перемещаются, создавая эффект «реальности» происходящего. Взаимодействие между актером и декорацией – вот основное различие между истинной виртуальной студией и другими системами с рир-проекцией.

В виртуальных студиях используется цветовая рир-проекция (Chroma Keying), при которой задник (стены и пол студии) замещается трехмерной компьютерной декорацией. Причем для создания иллюзии трехмерного пространства недостаточно просто заменить голубой или зеленый задник статической картинкой. Изображение, подчиняясь законам перспективы, также должно синхронно преобразовываться при перемещениях камеры. Необходимо учитывать и изменяющиеся установки объектива телевизионной камеры (трансфокацию и фокусировку).

Варианты построения виртуальных студий. По способу формирования изображения задника виртуальные студии подразделяются на две группы.

В2D-системах предварительно созданное и записанное изображение задника реализуется специализированным процессором или компьютером. При относительно невысокой цене и кажущейся простоте решения данные устройства фактически не находят реального применения, что обусловлено их эксплуатационными недостатками. В основном, это ограничения при трансфокации и изменениях панорамы, отсутствие возможности перемещения телевизионной камеры в виртуальной студии.

Вболее сложных 3D-комплексах виртуальные объекты задника создаются

вспециализированных программах трехмерного моделирования и просчитываются в режиме реального времени с частотой 50 полей в секунду высокопроизводительными графическими компьютерами. Для просчета сложных объектов приходится вводить компрессию цифровых потоков с целью снижения необходимого объема вычислений. Данные комплексы не имеют ограничений, присущих 2D-системам. Благодаря возможностям создания более реалистичных изображений в соответствии с законами пространственной перспективы 3Dкомплексы к настоящему времени получили наибольшее распространение.

Виртуальные студии также различаются механизмами получения и обработки информации о текущем состоянии камерной системы во время формирования (съемки) телевизионной передачи. Данные о состоянии камеры (пространственные координаты x, y, z, поворот и наклон камерной головки, фокусировка, положение трансфокатора) должны обрабатываться в цифровом процессоре или графической станции для преобразования или просчета замещающего голубой задник изображения. На практике используется один из двух различных способов получения информации о положении камерной системы:

непосредственно из снимаемого ею видеоизображения (так называемые си-

стемы оптического распознавания);

от закрепленных на телевизионной камере датчиков.

Впервом случае положение телевизионной камеры в пространстве и информация о состоянии ее оптической системы вычисляются специальным процессором (модулем) по изменяющемуся во время съемки изображению сетки (или иного геометрического рисунка), которая специальным образом наносится на голубой задник в студии (рис. 8.1). Сетка наносится голубым оттенком (отличным от цвета задника), обеспечивающим, с одной стороны, ее четкое распознавание, а с другой – надежную, без сбоев работу генератора рир-проекции [62].

Во втором случае информация, снимаемая непосредственно с закрепленных на телевизионных камерах датчиков (механических, оптических, лазерных и др.), преобразуется в цифровую форму и по последовательному порту передается на специальную рабочую станцию, осуществляющую преобразование виртуального пространства.

Обе технологии имеют свои достоинства и недостатки. При оптическом распознавании не требуется проведения трудоемкого процесса калибровки датчиков объективов, можно использовать уже установленные стандартные камерные системы. При этом телевизионные камеры можно свободно перемещать

Рис. 8.1. Функциональная схема виртуальной студии, использующей принцип оптического распознавания формируемых изображений

по студии, но с одним строгим ограничением: в снимаемых ими планах должен присутствовать хотя бы один элемент сетки.

Системы с датчиками положения телевизионной камеры отличаются большей стабильностью работы в режимах, критических для систем распознавания. Но для их установки необходима замена ранее установленного камерного оборудования (адаптация существующих пьедесталов, штативных головок и объективов практически невозможна). Кроме того, существуют технологические ограничения свободного перемещения камер. Фактически камерные системы должны быть снабжены точнейшими датчиками перемещения. Однако обеспечить необходимую точность определения координат положения камеры при перемещениях в студийном пространстве без сложных рельсовых и роботизированных крановых систем пока не удается. Причем системы с датчиками перемещения требуют достаточно трудоемкой и тонкой процедуры калибровки. В виртуальных студиях с применением сложных крановых и рельсовых конструкций предпочтительней использовать системы с датчиками положения камеры. Предварительно запрограммированные траектории движения крановой системы позволяют получать очень выразительные планы.

В настоящее время виртуальные студии разрабатываются ограниченным кругом компаний: Accom, Discreet Logic, Brain Storm, RT-Set, Radamec, Orad,

которые представляют вполне законченные решения. Для примера рассмотрим три наиболее оригинальных решения построения виртуальных студий.

Virtual Scenario – виртуальная студия компании Radamec (рис. 8.2) [62]. В

данной системе информация от датчиков по последовательному порту поступает на рабочую станцию (представляет собой высокопроизводительный компьютер, оборудованный пакетом программ, управляющих виртуальной студией), которая в соответствии с перемещениями камерной головки и объектива осуществляет по определенной программе управление специализированным цифровым процессором, преобразующим изображение предварительно созданного