概述
中央電視臺2012年倫敦奧運會轉播中的采用了實時圖文系統，該技術不但大大豐富了奧運賽事轉播電視畫面和賽事信息，同時也成為大型體育賽事圖文資訊信息播出的一次技術實踐。該系統是一個高/標清兼容、全網絡、全文件化的制播系統，可對圖片、文字、視頻、音頻等數據進行在線整合制作并進行播出。成為了中央電視臺2012倫敦奧運會轉播中圖文制作和播出完整的技術平臺。該技術通過中央電視臺在2008北京—2012倫敦奧運會、2009全運會、2010世界杯、2010廣州亞運會等大型綜合體育賽事轉播的實踐，逐步成為了大型體育賽事轉播的一部份，為體育賽事轉播新形態、新模式、新內容提供了新的元素。為進一步促進電視制播形態更新和轉變、提高電視圖文制作效率等提供了重要基礎。
一．系統整體設計及特點
2012倫敦奧運會期間，中央電視臺實時圖文系統主要包括兩部分：前方倫敦演播室和后方新址演播室。
1.設備配置
·前方IBC
中央電視臺在倫敦前方IBC建立了奧運轉播大本營。播出演播室由CCTV5演播室、新聞訪談演播室構成。在CCTV5演播室配置3臺在線圖文包裝圖形工作站、1套4K大屏幕包裝系統、1套交互系統；在新聞訪談演播室配置2臺在線圖文包裝工作站，為配合模版的設計更新還配備了2臺PC以及預覽HDVG圖形工作站。
·后方新址
奧運北京后方新臺演播室由E14、E15、E17三個演播室群構成。對三個演播室均配置了3套在線圖文包裝工作站。其中E14還包含2套虛擬系統及2套4K大屏幕包裝系統。同時，為了完成節目所需的模板制作及測試，還配備了1臺創作PC機和2臺測試PC機以及預覽HDVG圖形工作站。
2. 應用特點
倫敦奧運轉播的特點是：前方和后方演播室同時進行節目圖文實時包裝。為保證奧運轉播的風格統一，在賽事轉播中前后方圖文在線制播與在線模版設計采用了統一和完整性。在奧運會轉播期間運用了多種實時包裝手段，如：在線包裝、大屏包裝、交互點評、虛擬植入等技術。在奧運圖文制作播出中實現了信息資源共享，為奧運轉播提供了強有力的圖文內容和相關信息，充分體現了我臺在大型綜合體育賽事轉播中對海量的圖文信息制作處理和播出的能力。
3．系統總圖1
圖1
二．技術實現
1.數據讀取及應用
本次奧運會播出工作由前方和后方的演播室共同承擔。賽事數據無論對于前方還是后方都是至關重要的信息和環節。在倫敦奧運會IBC中央電視臺播出大本營，向OBS（OBS是“奧林匹克廣播服務公司”的簡稱，負責本屆奧運會電視信號制作及為各轉播商提供服務）預定了BDF（Broadcaster Data Feed）信息系統服務。BDF是OBS在組委會提供的ODF（Olympic Data Feed）信息基礎上增加了廣播電視服務信息。ODF信息包括：所有的賽程時間表、獎牌、運動員信息、賽時實時信息等；OBS相關廣播電視信息包括：公共信號時間表、IBC新聞公告以及其它信息服務。
由于我們的直播系統不能直接訪問ODF比賽數據庫，為了將該數據以電視圖文字幕的形式為電視觀眾提供更多的賽事信息和背景資料，我們需要在包裝網內搭建一個數據庫服務器，用來解析ODF數據。將ODF提供的比賽成績、日程、獎牌、天氣、實時比賽數據等導入到我們的包裝網內。再針對現有數據架構，設計了相應的接口系統，將比賽數據引用到在線包裝系統、大屏幕系統、虛擬系統中，最終將數據以三維、動態的圖文形式進入播出畫面，從而給電視觀眾帶來更專業、更詳盡的奧運報道。
在前方配置一臺服務器。服務器安裝SQL Server數據庫軟件和定制的Web Service軟件。Web Service接收、解析XML比賽數據，并寫到本地的SQL Server數據庫中。位于前方演播室的在線包裝和交互系統，可直接訪問服務器上解析后的比賽結果數據。位于后方新臺演播室的在線包裝、4K大屏幕包裝和虛擬系統，可通過專線訪問前方的數據庫。
WebService的主要作用是接收并存儲ODF提供的比賽數據，系統的工作流程是：
（1）ODF調用WebService接口發起數據推送請求；
（2）WebService接收ODF發送來的XML比賽數據；
（3）解析XML數據；
（4）將數據更新到相應的數據表中；
（5）在線包裝模板調用數據，進行渲染播出；
文稿系統連接
此次系統中采用MOS通信方式。編輯可通過文稿系統的客戶端編輯新聞內容，并調用模板，根據模板的設計形式，填寫賽事新聞內容。新聞內容以及模板信息組成了串聯單，通過MOS接口發送到演播室的控制PC上，并生成對應的播放列表。
在線包裝系統與文稿系統連接圖2：
圖2
播出前將串聯單發布到包裝系統的MOS網關。MOS網關收到消息后將MOS消息解析，并存放在SQL Server數據庫中，接著通知演播室的播出軟件。在直播中，編輯可以通過演播室的文稿系統的客戶端隨時修改串聯單，控制PC通過MOS方式保持播放列表與串聯單一致，實現實時刷新播放列表的功能。
在這個系統中，文稿系統與包裝系統的串聯單是通過雙方的MOS網關進行傳輸。文稿系統對串聯單的修改、移動、添加、刪除等操作都可以通過MOS協議傳遞到演播室的播出端，最終體現在播出列表內容的修改、移動、添加、刪除。
模板發布到文稿系統模板庫后，編輯可以通過文稿系統提供的通用在線包裝模板調用接口來選擇通用模板，也可以采用文稿插件，通過插件訪問位于文稿系統中的在線包裝模板庫，來調用模板。
插件模板工作過程：
（1）模板制作；
（2）發布模板到編輯模板庫中；
（3）編輯調用模板；
（4） 修改模板內容，同時圖片、文字信息可以一起記錄到數據庫；
（5）發送串聯單到 MOS Server；
（6） 控制軟件接收到串聯單，根據條目唯一的ID，向圖文包裝模板數據庫中查詢對應的ID，提取文字及圖片信息，生成整個串聯單的圖文播出單；
（7）開始播出；
2. 場景和模版制作
倫敦奧運轉播的場景與模板制作由央視新址包裝島完成。
適配場景和模版制作配備了一臺HDVG，創作工作站上安裝軟件：3Designer，3DEditor，主要完成節目所需的模板制作。三維圖形制作軟件支持實時預覽功能，設計人員可以通過Windows端的渲染引擎就能預覽設計的效果。控制播出軟件同樣支持預覽功能，字幕員可以在播出前通過本地預覽觀看播出效果。
場景制作：
美工人員使用3Designer圖形創作軟件根據欄目的要求，制作不同的三維場景，并將直播中需要修改的參數做引出。一個場景中應包含了一個節目中會用到的所有物體，3Designer可以為每一個物體的入場出場方式作各種三維動畫效果。對于新聞直播，美工通常會設計標題板，滾動條，餅圖，曲線圖等各種物體。然后將標題的內容文本框，滾動條的文本框、餅圖比例、名稱等實際播出時會修改的參數作引出。實際播出中只需要在播出前填寫好標題的文本內容，播出時，標題就能按照在3Designer里設定好的入場動畫進行播出。另外餅圖的比例也會根據播出前設定好的參數而定，這樣不用每次直播前讓美工在進行重復的制作工程。
為了奧運賽事直播的安全，播出編導在直播中并不直接操控這個復雜的三維場景，而是間接地控制3DEditor編輯好的模板。當完成由3Designer制作的三維場景后，需要對整個場景中的物體分類打包，打包好的一系列物體被稱為一個模板，播出的時候需要用到哪個模板的時候，就調用哪個模板。這個過程由3DEditor完成。這個模板包含的所有參數都是可修改的，如：文本內容、顏色、位置、貼圖，比例等參數，還包含了模板播出的動態效果，即入場出場動畫。3DEditor打開3Designer設計好的場景，這時場景中所有物體的導出項，動畫都以列表的形式呈現出來。接下來的工作便是將這些導出項和動畫進行分類。為相關的一類動畫、參數創建一個對象，并將這這些動畫、參數賦予該對象，這樣一個被賦予了動畫和參數的對象既為一個模板。
適配模版制作配備了1臺數據測試PC和一臺模板測試PC，分別用于測試系統對數據庫和模板庫信息的讀取情況。當美工在創作PC上完成了模板設計后，將模板上傳到模板服務器上待審核區，經模板審核員審核通過的模板可以發送到模板測試區，等待模擬實際演播室播出狀態進行測試。經過審核、測試后的模板上傳到模板發布區，模板管理員對模板分配給不同的權限，同時將模板發布到文稿/非編系統的模板插件庫中。
三．分系統介紹
1．前方演播室包裝系統
倫敦前方演播室配備了的大屏系統和交互系統。
（1）大屏幕系統
大屏系統由1臺控制工作站與1臺HDVG4K圖形工作站及相應的軟件組成，負責直播節目的大屏幕包裝播出及渲染工作。采用4K在線包裝技術實現對超大屏幕的現場包裝，極大豐富了背景畫面。4K級別的分辨率可提供880多萬像素，從而實現電影級的畫質。采用的HDVG4K圖形工作站最大支持4K輸出分辨率，支持更高要求的節目輸出。HDVG4K將清晰的圖像輸出到大屏幕，極大避免了攝像機鏡頭推進時產生的馬賽克現象。減少了以往大屏幕應用中對鏡頭運用的限制。同時系統必須具有強大的實時渲染能力才能夠支持這樣的使用，如大屏幕的現場視頻連線、運動員介紹、技術統計等圖文信息。
（2）交互系統
交互系統配備了1臺控制工作站與1臺HDVG，控制工作站安裝3DPlay控制軟件，完成對交互系統的播出控制。交互系統賦予主持人高度的靈活性，系統支持豐富的圖文形態，包括旋轉、放大縮小、移動、拖拽、點擊、按住、畫筆、高亮文本等。主持人使用交互系統對屏幕上的對象進行操控，觸發模板中的不同事件。3DPlay回應并觸發相應的動作，帶互動的對象給出主持人反饋，比如改變色彩、閃光度等，這些屬性的修改取決于場景的設置。
在本次賽事的轉播中，交互系統很好的完成了對及時賽事資訊信息的交互瀏覽和點評。
本次奧運會前方演播室使用4K大屏系統和交互系統極大的豐富了畫面背景和畫面內容，為觀眾提供了非常好的視覺感受，為奧運轉播增彩增色。
2.新臺址奧運制作系統
奧運轉播在新臺址的播出制作由E14、E15、E17三個演播室組成。該演播群在日后的制作任務也主要用于中央電視臺體育頻道的節目制作。其功能定位：E14演播室主要用于體育賽事的轉播，E15演播室用于體育專題類節目制作，E17演播室用于體育新聞類節目制作。在總體設計中采用了集群化演播室的設計理念，群組內各演播室都可實現攝像機迅道擴展和外來信號資源共享。在倫敦奧運會期間E14、E15、E17演播室分別用于CCTV1、CCTV5、CCTV7套節目的制作和播出。
（1） E14演播室綜合包裝系統
·虛擬植入系統
E14演播室配備了RealSet高清三維虛擬植入系統。該系統由兩臺控制工作站和兩臺HDVG圖形工作站組成了圖形渲染和控制系統。4臺設備通過交換機可實現互相連接。控制工作站上安裝播控軟件Maestro，在進入播出準備階段時，可通過Maestro播出軟件將場景加載到HDVG圖形工作站中，實現場景動畫播出的控制。帶數據跟蹤功能的攝像機，在演播室現場進行運動拍攝。攝像機的跟蹤數據傳輸到已經加載場景的HDVG圖形工作站，場景會隨之進行同步運動。RealSet高清三維虛擬植入系統，可以在演播室實景的基礎上實時插入一些與主持人互動的圖形元素，如：大屏幕（可植入活動視頻、圖片、網頁VGA信號以及在線包裝效果）、地形圖、三維虛擬物體、交通工具模型（飛機、火車、油輪等）。高清虛擬系統通過網關服務器接收來自包裝島設計的虛擬元素和虛擬場景。
此次奧運轉播正是利用了Realset系統的節目制作創新手段，將奧運賽事信息通過虛擬植入的方式，給電視觀眾帶來親臨現場的視覺感受。（見圖3、圖4）[page]
圖3
圖4
虛擬植入系統如圖5：
圖5
·三維在線包裝系統
E14演播室還配備了3套三維在線包裝系統。由3臺控制工作站和3臺HDVG圖形工作站組成。一臺控制工作站對應一臺HDVG，控制工作站上安裝了3DController播放軟件、專業的Ticker播放軟件、TickerController以及Windows渲染引擎。3DController通過MOS網關接收新聞的串聯單信息，在軟件內部生成播放列表，由播出編導實時控制播出。TickerController是專門播放Ticker的控制軟件，它接收外來數據，并允許實時修改數據，具有實時修改播放速度，無限次循環播放等功能。賽事轉播期間大量滾動資訊由TickerController完成。Windows渲染引擎提供了本地預覽的功能。
·4K大屏幕包裝系統
4K大屏幕包裝系統配備了2臺控制工作站與2臺圖形渲染工作站HDVG4K，負責日常直播節目的大屏幕包裝播出及渲染工作。大屏幕包裝的作用是把在線包裝的內容輸出到大屏上。采用HDVG4K對大屏幕進行在線包裝，使大屏幕的使用不再局限于播放視頻文件，而是把包裝的元素顯示于大屏幕，既可以實時修改，也可以實時控制，美觀而且方便。
（2）E15、E17演播室在線包裝系統
E15、E17演播室配置三維在線包裝系統3套，由3臺控制工作站和3臺HDVG組成。一臺控制工作站對應一臺HDVG，控制工作站上安裝了3DController播放軟件、專業的Ticker播放軟件、TickerController以及Windows渲染引擎。3DController通過MOS網關接收新聞的串聯單信息，在軟件內部生成播放列表，由播出編導實時控制播出。TickerController是專門播放Ticker的控制軟件，它接收外來數據，并允許實時修改數據，具有實時修改播放速度，無限次循環播放等功能。Windows渲染引擎提供了本地預覽的功能。（見圖6）
圖6
在線包裝系統如圖7。
圖7
總之，在這次倫敦奧運轉播中，實時圖文系統對賽事整體轉播起到了很好的信息提供、在線包裝和播出渲染的作用。它實現了對外信息源的有效采集，倫敦前方與北京新址數據的無縫連接，通過對大量信息的有效篩選和符合賽事特征和節目創意相符的模板設計，以在線包裝的形式大大豐富了倫敦奧運賽事轉播的電視畫面和有效信息，增強了可視性，滿足了電視觀眾的收看需求。應該說，此技術的成功應用，為大型綜合體育賽事的轉播和整體包裝提供了可借鑒的范例。B&P