【摘要】 DVG与传统两维字幕机不同，不仅是因为DVG是一台三维字幕机，更大的区别在于DVG是一台可以与摄像机配合使用，带有跟踪的图形工作站。本文主要讨论DVG的跟踪方式原理以及在演播室中网络连接和信号连接的设计。
【关键词】 三维 跟踪 Xync 渲染
随着2006年年初文广新闻集团电视新闻中心正式落成开始使用，整个系统实现制播网络化以及存储一体化。东方卫视代表了宣传上海形象的一扇窗口不仅在节目内容上追求新颖和独树一帜，而且在节目包装形式上也要做到耳目一新的感觉，所以是整个新闻中心中一个非常重要的部分。
一. DVG与传统字幕机的对比
在字幕机的选择上，演播室放弃了原来使用的两维传统字幕机CG，而使用了技术含量更高、视觉冲击力更强的带跟踪三维图形工作站DVG取代。相对比字幕机而言，DVG具有双操作系统，它以Linux操作系统作为图形渲染系统，是DVG的渲染引擎，以Windows操作系统作为操作跟踪和最后播出的控制系统。DVG所有的图形都可以做到真三维，这对于观众视觉上来说已经是一个很大的提高；更值得一提的是系统中所有字幕以及图文都可以做到带跟踪，随着摄像机所做出的每一个动作做出相应的变化，就好像实际场景中实际存在的一个物体一样，并可以完成实际物体在演播室中完成不了的动画效果。
二. 从安全播出与功能互补上的考虑
东方卫视演播室是个每天担负着重要直播任务的演播室，对其来说安全播出是放在首位的。从系统设计上采用2台DVG分别对应2台演播室摄像机使用彼此互不影响的不同的跟踪方式工作。用Xync红外线方式对1号摄像机进行跟踪，获取其机位x，y，z轴位置以及摄像机数字镜头和云台数据输出的pan，tilt，roll，zoom，focus的参数，两种数据通过计算机汇总之后，可以做到对摄像机实现全面全方位跟踪，摄像机可以任意的在红外线覆盖跟踪区域内完成机位移动，升降，镜头的摇移，推拉以及聚焦所有功；用传统的数字镜头和云台的数据输出到DVG做2号摄像机的Image Tracker跟踪，这种跟踪方式只能做到对摄像机的pan,titl,roll,zoom,focus进行跟踪，也就是说在播出前，必须要先把机位固定在演播室的某一个点上，不能在节目播出过程中做摄像机位置移动拍摄，但其优点就是不必担心摄像机在运动过程中走出某一跟踪区域而失去跟踪的后果。这样两台演播室摄像机同时使用上来说，对于功能上来讲是对方的补充，从机位拍摄上是相互的弥补，在安全播出角度来说是彼此的备份。
三. DVG内部网络的连接
在跟踪网络的连接上，Xync的核心是Main Unit，而辅助Main Unit的就是Imaging Unit（简称IU）和X-halo部分。IU通过外来同步锁住自己的同步之后起到一个同步发生器作用，同步每一个连接在IU上面的探头，然后拍摄以相同的同步发生的演播室摄像机上红外环形发生器，再把图像通过线缆传回IU，Main Unit通过网络汇总所有IU的图像数据，只要在同一时间分布吊设在演播室上方的25个红外探头中的3个可以拍到环形上的3个红外点，通过Main Unit计算机内部的计算，就可以获得演播室摄像机的x，y，z的参数；在X-halo这方面，X-halo实际上是加载在演播室摄像机上的一个小盒子，通过数字镜头和改装过的云台输出数据给它，然后X-halo经RS422接口转RS232接口的线缆连接到Main Unit，所包含的参数有摄像机镜头的zoom,focus以及云台的pan，tilt，roll的实时数据。Main Unit同时获得IU和X-halo的数据，再把数据进行加工处理。而DVG通过计算机网络连接获取Main Unit的实时参数就可以计算出演播室摄像机现在的运动状态变化，渲染出相对应的图形。
Image Tracker相对于Xync来说是比较简单的跟踪方式，只是采用X-halo，把摄像机的5个跟踪参数用X-halo通过一根RS422接口转RS232接口的线缆连接到DVG。DVG获取这些数据后通过分析计算，就可以实现摄像机在不移动x，y，z位置下的定点跟踪。
好比在网络化功能全面的演播室系统中字幕机配有字幕机服务器，系统中的DVG也类似的配有字幕模板场景服务器Mos Server。播出中DVG调用网络中Mos Server上的场景和模板进行本地渲染引擎渲染，可以实现图形字幕实时播出使用。身处在图形工作室的图形场景设计制作人员，根据每档节目的具体需求，设计制作好场景文件后，直接发送到Mos Server的指定位置上，演播室DVG操作人员就可以调用服务器上的模板进行编单，实现网络化操作。
四. 与演播室视音频系统上的连接
在演播室的系统架构上，（如下图）视频上，DVG输出键信号和视频填充信号到切换台，切换台提供3路Aux信号给DVG做视频插入使用。从节目信息量上考虑，演播室现配有第三台完全不带跟踪的DVG（Ticker），供不带跟踪的三维字幕播出单独使用以及应急情况下使用。对于系统摄像机与DVG结合问题上，DVG响应摄像机跟踪经过数据传输和计算处理会有一定时间量的延时（大约2～6帧），所以在摄像机后加入视频延时设备（DVD）。在音频上，只要考虑对应摄像机的延时做相应的音频延时即可。
五. 结束语
此系统的变革是DVG取代传统字幕机的一次大胆尝试，它改变了原来字幕机在演播室中的单一功能，彻底颠覆和改善了原有字幕机的概念和功能，使节目更具乐趣和可看性。DVG在电视新闻中心的推广是SMG技术运营中心和电视新闻中心勇于接受尝试高新技术，力求做大做强，迈向更高更强更新颖的一个标志。