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CNN的全息圖:神奇背后的科學

2009-03-26 戈登·魯濱遜 依馬獅廣電資訊網


    無論是喜歡它還是不喜歡它,美國總統大選之夜CNN采用“星球大戰”風格的“全息圖”都是迄今為止其中一種最震撼的電視神奇。而對芝加哥新聞記者Jessica Yellin和Hip-hop團體Black Eyed Peas(黑眼豆豆)主唱威爾(will.i.am)來說,把它傳輸到CNN著名主持人Wolf Blitzer的紐約大選報道中心供面對面采訪同樣令人印象深刻,CNN實現它的方式甚至更令人驚駭。下面是神奇背后的科學。
夢想成真
    CNN全息報道的推動者為CNN高級副總裁兼華盛頓辦事處負責人David Bohrman。12年來,他一直夢想在實況遠程采訪方面(通常用衛星連線在另一地點的嘉賓)能錦上添花。他的想法與著名的“星球大戰”場景相似,在“星球大戰”中,莉阿公主一個3D談話、行走全息圖被機器人R2D2投射。

CNN的全息圖:神奇背后的科學

    Bohrman大選后在CNN上告訴Wolf Blitzer:“本質上我是一個癡迷瘋狂的科學家,一直在努力實現它。今年我們投入的力度很大,約3個月前進入開發,并最終運行。”
    為使之運行,CNN(由華盛頓高級視頻制作人Chuck Hurley領導)和Vizrt公司的Ran Yakir及自由職業廣播工程師/咨詢師Jason Odell整合了不少播出技術,它們來自Vizrt、SportVU、Shotoku廣播系統、Thoma和Fujinon。Odell說,這是一個非常復雜的項目,不僅體現在規模上,而且參與項目者眾多。

工作方式
    Yellin和威爾的采訪于建在芝加哥一個巨大帳篷內的兩間臨時演播室拍攝。每間演播室內部有一個220°半圓形色鍵藍色舞臺。此空間內(又稱輸送間)是35臺HD“機型”CMOS攝像機。這些2D攝像機圍繞著此220°弧形間隔6英寸布置,并指向此空間的中心,提供拍攝對象的多個角度;圖像然后可經過合成,產生3D整體的幻象。Vizrt的Goshen說,除了攝像機指向一對象,而不是指向外面以拍攝360°之外,它類似于拍攝QuickTime VR(虛擬現實)。
    那么如何產生3D圖像? Hurley把此過程描述為就是把現有的色鍵技術使用到極致。“氣象預報員多年來一直站在綠屏前,但那是使用一臺攝像機。現在我們能使用35臺攝像機,因此你能自始至終圍繞對象發送。”
    Odell補充說:“從這35臺固定攝像機,我們能得到無限數量的觀察點。”
    在紐約,CNN使用了位置跟蹤攝像臺座和Shotoku廣播系統的搖臂。目標是把3D位置數據返送到Vizrt Viz IO攝像機跟蹤軟件(Vizrt的虛擬演播室軟件包的一部分)。
    Shotoku美國公司總裁Naoki Ebimoto表示:“我們的攝像臺座和搖臂的每一運動機件都配有高分辨率的編碼器。該數據被即時計算,因此我們可以精確地知道攝像機的位置,并且在無任何延遲的情況下實時觀察。CNN的手持式攝像機的位置跟蹤信號被輸送到虛擬演播室計算機,3D數據采用Thoma的Walkfinder技術由紐約演播室的紅外攝像機獲取。全部這些數據由Viz IOZ處理,并經由光纖提供到芝加哥。
    回到輸送間,此跟蹤數據告訴Vizrt虛擬演播室軟件應該使用哪兩臺攝像機,為創建全息圖提供恰當的3D透視圖。接下來,運用原本由SportVU制造的一個Viz Engine插件顯示參與者在場地的位置,一個被拍攝人的3D電子模型(Yellin或威爾)在Viz Engine上生成。此模型之上涂覆這些攝像機拍攝的視頻紋理。
    Goshen說,中間幀(不對應一攝像視角的那些外景)在形狀和顏色上都由Viz Engine內的SportVU插件平滑。
    一旦最后圖像準備就緒,它就經由光纖被返送回紐約,因此本地和遠程信號可被混合以產生全息幻象,結果就是電視上的全息,栩栩如生!

那兒根本無人
    有兩點值得一提:首先,Wolf Blitzer實際上看不見演播室內位于他前面的全息圖,他看的是演播室地面上一紅點,同時注視監視器上混合的播出信號。
    其次,包圍Yellin和威爾的星球大戰風格的藍色邊緣并不像該影片中包圍莉阿公主的藍色邊緣那樣是一種人工產物。(CNN經過了長久比較,發現這種場景太假,而且根本無法實時實現)。為此,CNN特意在制作期間增加了藍色邊緣,以便提醒觀眾它是一種特效,并非演播室內真人。
    CNN全息特效其中一個最有趣的挑戰是芝加哥和紐約之間的時延。此問題并不在于光纖鏈路的速度,而在于Vizrt/SportVU系統處理Shotoku/Thoma定位數據及創建3D全息圖像所花費的時間。
    Odell說:“這最初需要4秒鐘,但我們縮短到了3秒鐘,但此處理時間依然意味著在紐約的導播不得不決定她接下來想要哪個攝像鏡頭,把它置于其預監通道然后把該數據發給我們。一旦我們有了它,就制作3D圖像,并以一個全HD信號返送;此時此刻她才能接受下一個攝像鏡頭。”

CNN的全息圖:神奇背后的科學

    即時有3個月的提前時間,CNN Engineering及其合作伙伴還得以最快速度工作,使全息效果可趕在大選日播出生效。Odell表示由于他們的努力,此系統基本上完美工作。但是,如果有更多的時間能消除一些瑕疵就再好不過了。“如果我們有時間,也許可以直接讓訪談嘉賓一直在Blitzer的演播室中的‘紅點’上,這是期望他們所處的位置。”
    CNN的全息效果將成為廣播電視的一個基本特征嗎?Odell持這樣的看法,“在體育節目中觀眾會有此要求。”
    而Goshen則抱有疑問。他說:“對于那些比美國大選轉播小的項目它也許過分。”一個難題是為保證跟蹤系統運行正常所需的攝像師培訓程度。“你不可能期待自由職業者加入且知道如何做。”
    在CNN的大選后一個聊天節目上,Bohrman告訴Blitzer:“我們會看到這些難題。但電視在發展,我們的工作方式也在發展,在某個時候—也許在5年、10年或20年間,我認為將有與此類似的電視采訪方式,因為它允許遠程采訪具有非常親密的可能性。”

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