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CNN的全息图:神奇背后的科学

2009-03-26 戈登·鲁滨逊 依马狮广电资讯网


    无论是喜欢它还是不喜欢它,美国总统大选之夜CNN采用“星球大战”风格的“全息图”都是迄今为止其中一种最震撼的电视神奇。而对芝加哥新闻记者Jessica Yellin和Hip-hop团体Black Eyed Peas(黑眼豆豆)主唱威尔(will.i.am)来说,把它传输到CNN著名主持人Wolf Blitzer的纽约大选报道中心供面对面采访同样令人印象深刻,CNN实现它的方式甚至更令人惊骇。下面是神奇背后的科学。
梦想成真
    CNN全息报道的推动者为CNN高级副总裁兼华盛顿办事处负责人David Bohrman。12年来,他一直梦想在实况远程采访方面(通常用卫星连线在另一地点的嘉宾)能锦上添花。他的想法与著名的“星球大战”场景相似,在“星球大战”中,莉阿公主一个3D谈话、行走全息图被机器人R2D2投射。

CNN的全息图:神奇背后的科学

    Bohrman大选后在CNN上告诉Wolf Blitzer:“本质上我是一个痴迷疯狂的科学家,一直在努力实现它。今年我们投入的力度很大,约3个月前进入开发,并最终运行。”
    为使之运行,CNN(由华盛顿高级视频制作人Chuck Hurley领导)和Vizrt公司的Ran Yakir及自由职业广播工程师/咨询师Jason Odell整合了不少播出技术,它们来自Vizrt、SportVU、Shotoku广播系统、Thoma和Fujinon。Odell说,这是一个非常复杂的项目,不仅体现在规模上,而且参与项目者众多。

工作方式
    Yellin和威尔的采访于建在芝加哥一个巨大帐篷内的两间临时演播室拍摄。每间演播室内部有一个220°半圆形色键蓝色舞台。此空间内(又称输送间)是35台HD“机型”CMOS摄像机。这些2D摄像机围绕着此220°弧形间隔6英寸布置,并指向此空间的中心,提供拍摄对象的多个角度;图像然后可经过合成,产生3D整体的幻象。Vizrt的Goshen说,除了摄像机指向一对象,而不是指向外面以拍摄360°之外,它类似于拍摄QuickTime VR(虚拟现实)。
    那么如何产生3D图像? Hurley把此过程描述为就是把现有的色键技术使用到极致。“气象预报员多年来一直站在绿屏前,但那是使用一台摄像机。现在我们能使用35台摄像机,因此你能自始至终围绕对象发送。”
    Odell补充说:“从这35台固定摄像机,我们能得到无限数量的观察点。”
    在纽约,CNN使用了位置跟踪摄像台座和Shotoku广播系统的摇臂。目标是把3D位置数据返送到Vizrt Viz IO摄像机跟踪软件(Vizrt的虚拟演播室软件包的一部分)。
    Shotoku美国公司总裁Naoki Ebimoto表示:“我们的摄像台座和摇臂的每一运动机件都配有高分辨率的编码器。该数据被即时计算,因此我们可以精确地知道摄像机的位置,并且在无任何延迟的情况下实时观察。CNN的手持式摄像机的位置跟踪信号被输送到虚拟演播室计算机,3D数据采用Thoma的Walkfinder技术由纽约演播室的红外摄像机获取。全部这些数据由Viz IOZ处理,并经由光纤提供到芝加哥。
    回到输送间,此跟踪数据告诉Vizrt虚拟演播室软件应该使用哪两台摄像机,为创建全息图提供恰当的3D透视图。接下来,运用原本由SportVU制造的一个Viz Engine插件显示参与者在场地的位置,一个被拍摄人的3D电子模型(Yellin或威尔)在Viz Engine上生成。此模型之上涂覆这些摄像机拍摄的视频纹理。
    Goshen说,中间帧(不对应一摄像视角的那些外景)在形状和颜色上都由Viz Engine内的SportVU插件平滑。
    一旦最后图像准备就绪,它就经由光纤被返送回纽约,因此本地和远程信号可被混合以产生全息幻象,结果就是电视上的全息,栩栩如生!

那儿根本无人
    有两点值得一提:首先,Wolf Blitzer实际上看不见演播室内位于他前面的全息图,他看的是演播室地面上一红点,同时注视监视器上混合的播出信号。
    其次,包围Yellin和威尔的星球大战风格的蓝色边缘并不像该影片中包围莉阿公主的蓝色边缘那样是一种人工产物。(CNN经过了长久比较,发现这种场景太假,而且根本无法实时实现)。为此,CNN特意在制作期间增加了蓝色边缘,以便提醒观众它是一种特效,并非演播室内真人。
    CNN全息特效其中一个最有趣的挑战是芝加哥和纽约之间的时延。此问题并不在于光纤链路的速度,而在于Vizrt/SportVU系统处理Shotoku/Thoma定位数据及创建3D全息图像所花费的时间。
    Odell说:“这最初需要4秒钟,但我们缩短到了3秒钟,但此处理时间依然意味着在纽约的导播不得不决定她接下来想要哪个摄像镜头,把它置于其预监通道然后把该数据发给我们。一旦我们有了它,就制作3D图像,并以一个全HD信号返送;此时此刻她才能接受下一个摄像镜头。”

CNN的全息图:神奇背后的科学

    即时有3个月的提前时间,CNN Engineering及其合作伙伴还得以最快速度工作,使全息效果可赶在大选日播出生效。Odell表示由于他们的努力,此系统基本上完美工作。但是,如果有更多的时间能消除一些瑕疵就再好不过了。“如果我们有时间,也许可以直接让访谈嘉宾一直在Blitzer的演播室中的‘红点’上,这是期望他们所处的位置。”
    CNN的全息效果将成为广播电视的一个基本特征吗?Odell持这样的看法,“在体育节目中观众会有此要求。”
    而Goshen则抱有疑问。他说:“对于那些比美国大选转播小的项目它也许过分。”一个难题是为保证跟踪系统运行正常所需的摄像师培训程度。“你不可能期待自由职业者加入且知道如何做。”
    在CNN的大选后一个聊天节目上,Bohrman告诉Blitzer:“我们会看到这些难题。但电视在发展,我们的工作方式也在发展,在某个时候—也许在5年、10年或20年间,我认为将有与此类似的电视采访方式,因为它允许远程采访具有非常亲密的可能性。”

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