在线包装系统（精选7篇）
在线包装系统 篇1
继在2012年《直通春晚》节目中大放异彩后, 在线包装系统在2013年《直通春晚》的制播体系中依然扮演重要角色。对在线包装形态而言, 《直通春晚》堪称是业务多样性和复杂性的集大成者, 因此也是考验系统建设和运行团队能力和默契程度的重要平台。
与上届系统构造稍显不同, 此次转播车输出至在线包装渲染引擎的视频数量增加为6路, 达到系统单台渲染引擎的上限。而后, 在线包装系统内各台渲染引擎串行连接, 如图1所示。
从图1中可以看出, 在整体系统构成上, 本届《直通春晚》与上届基本一致。而在系统后台配置以及处理逻辑方面, 二者呈现出较大差异, 这体现在视觉元素和信息变换两方面。其中视觉元素由设计师负责呈现, 系统方面只需保证呈现结果与设计初衷一致即可。而在信息变换方面, 则不仅要保证系统安全性, 而且要兼顾信息更新的后台逻辑, 尤其是后台数据处理逻辑。加之直播节目对信息变换准确性和连贯性要求极高, 因此, 直通春晚后台系统运行是否符合预期关系重大。这就要求技术人员深入研究节目赛程赛制, 同时与模板设计师紧密配合、协调工作, 既使节目需求得以满足, 又能保障播出效率与可靠性。
赛制方面, 新的变化包括:
整体赛程分为综艺版和歌曲版两部分, 且综艺版和歌曲版在打分细则和呈现方式上均有不同的特点;
现场打分包括两部分, 即媒体评审和专家评审, 二者分别加以不同的权重计入最终结果。
赛制上出现的新情况不仅影响着图文模板样式和动画的制作方式, 也决定着后台数据结构和查询逻辑的工作难度。
在综艺版部分, 节目组提出, 当期晋级选手须和此前晋级选手重新排名, 取前五位形成新的晋级选手, 这一替换过程须与现场直播进程同步进行, 且图文模板动画要动态体现出后台数据库的信息更迭。因此, 在实现此需求的过程中, 我们设定了一个标志位, 来表示该代表队是否本期参赛。晋级结果产生时, 若此标志位为“1”, 即表示该代表队是本期新晋级的代表队, 此时图文模板即可开始信息更换动画。反之, 则保持不动。
在歌曲版部分, 节目组提出, 媒体评审和专家评审的票数权重不同, 投票分别统计, 而且节目组要求图文模板将二者结果使用同一动画进行自然过渡, 最终定格在二者相加之和。对此, 我们将媒体评审和专家评审的票数分别处理, 两位选手的柱图先升至较低票数的位置 (图3中min_result字段) , 再上升二者差值的高度 (图3中diff字段) , 稍作停顿之后, 再分别上升专家评审票数的高度 (图3中result1字段) , 这样就完成了节目组提出的动画制作要求。
从以上实际案例可以看出, 无论赛制和节目需求如何变化, 后台数据处理的适配可以通过以下办法实现:
将已知的非结构化信息录入到后台数据中;这些数据包括业已确定的选手信息, 如出场顺序、往期晋级名单等选手信息, 也包括头像路径等配置信息。新数据的意义在于设置足够丰富的基础信息, 供在线模板引用和判断, 据此实现节目意图;
利用现有数据构造新的数据;例如, 为形象地配合A、B两位选手的成绩PK, 将A、B的分数之差输出给图文模板, 由动画来依据此差值完成相应高度的动作, 借此实现一定的悬念效果。
前文所述变化及应对措施, 只是2012和2013两届《直通春晚》赛制上比较突出的新情况。事实上, 在直播过程中, 不同期节目之间也会出现不同程度的调整与修改, 随之可能出现各种意想不到的事件。相应的, 在线图文模板作为直播过程中信息传递的第一载体, 自然要按照节目组的不同需求进行适配。这不仅是制作层面, 更是整个系统成员调动各自智力支持的过程。
截至目前, 中央电视台在线包装模板与实时数据的联动已经有了包括奥运会、冬奥会等在内的大型体育直播赛事应用, 也有了《直通春晚》这样的大型综艺直播案例。在日益强调信息传播效率的当下, 实时数据必将以各种形式更多地出现在不同应用场景中。
在线图文包装系统的文件迁移方案 篇2
由于新闻节目制作过程中,时间紧、任务重,当天很多重要消息需要及时更新到已经做好的模板中,而且有很多的最新图片内容要替换,这就需要提供一条安全可靠的通路来实现数据的传输和迁移工作。如何在确保网络安全的前提下,方便、快捷、友好地实现数据导入,是新闻报道环节中最为关键的步骤。
一、网络连接方案
由于数据传输中,很多图片素材来源于新闻频道的非线性编辑制作网络,很多文字消息来源于新闻频道的办公网,要实时更新这些内容,就需要先了解新闻频道的整个网络拓扑结构。如图1所示,内部网是新闻频道的非线性编辑制作网络,包含有八十多台各种功能服务器、中心存储设备、交换机和非线性编辑工作站等,通过核心交换机连接一台防火墙。另外一个网络是连接互联网的外网,主要实现的是新闻频道日常的办公功能,各个栏目的办公室电脑组成一个网络,通过光纤交换机也连接到防火墙上。同时,还有另外一个专用网络连接FTP服务器,主要用于新闻频道的远程素材回传,该网络也连接上防火墙。
通过防火墙的功能设置,可以实现三个网络间的数据安全传输,也可控制三个网络间的数据传输屏蔽,很好地起到了数据过滤的功能。
傲威图文在线包装系统是由两台播控机、两台渲染机、一台交换机和一台服务器组成,为了保证在线包装系统的安全性,屏蔽了所有的USB接口、所有数据来源,都只能通过网络传输,而在线包装系统所需要的实时数据主要来自于内网和外网,如何部署在线包装系统的这个小网络,是整个系统运用的关键。
如图2所示,由于在线包装系统需要获得外网的消息和内网的素材,就必须和防火墙连接,通过防火墙的规则设置,可以分别获取需要的内容。
在线包装系统里的两台播控机、两台渲染机和一台服务器都连接到一台交换机上,组成自己的小网络。同时,傲威服务器提供双网卡,分别设置一网卡IP为10.10.31.99,连接在线包装系统网络,另外一网卡IP为192.168.0.200,连接FTP服务器(192.168.0.21)所在的网络,这样,外网数据只能通过傲威服务器有限制地进入在线包装系统,保证了在线包装系统的安全性。
而内网的素材可以经过防火墙进入FTP服务器上,通过迁移软件进入在线包装系统,这样就实现了内网和外网的数据被在线包装系统所使用。
二、文件迁移方案
网络结构搭建好以后,数据可以实现传输,但是,如何保证数据的安全是个值得注意的问题,我们所传输的数据必须是需要的数据,没必要的数据绝不允许进入在线包装系统。因此,就必须有一套严格的文件迁移方案来实现有用数据的传输。
Second Copy是一个完美的文件自动备份软件,它会常驻在系统托盘,能将数据备份到另一目录,内部或外部硬盘,或网络计算机上。它可以设置所需要的是什么数据,比如我所需要的只是文本文件(*.TXT) 和图片文件(*.JPG,*.BMP),这样就能杜绝一些可执行文件(*.EXE)或病毒文件进入迁移任务,还可以设定每隔几分钟(或是几小时、几天)自动执行一次备份工作,它会依据指定的时间间隔在后台作业,自动将重要的文件或是整个文件夹备份到指定的目录中。
Second Copy安装在FTP服务器上面,在FTP服务器上面建一个orad的文件夹,外来的文件就传到这个文件夹里面,在傲威服务器建一个名为“共享”的文件夹,并允许资源共享,两台渲染机、两台播控机和FTP服务器都能访问这个文件夹。在Second Copy软件里面的源文件就选orad这个文件夹,在目标文件夹里面,就选择网络上的傲威服务器这个“共享”文件夹,如图3 所示,拷贝频率选择每隔一分钟拷贝一次,这样,就实现了文件的自动拷贝,如图4所示。
三、网络安全方案
由于网络安全威胁的多样性、复杂性,以及网络信息、数据的重要性,在设计网络系统的安全时,应该努力达到安全目标。[1]在线图文包装系统的网络安全,主要从三个部分入手:
(一)防火墙
防火墙在网络中可对信息进行分析、隔离、限制,即可限制非授权用户访问敏感数据,又可允许合法用户自由地访问网络资源,从而保护网络的安全运行。[2]
在线图文包装系统中部署的是天融信硬件防火墙,该防火墙利用双向NAT网络地址转换技术,可隐藏内部真实的网络地址,防火墙将外出的源地址和源端口映射为一个伪装的地址和端口,让这个伪装的地址和端口跟外部网络连接,这样对外就隐藏了真实的内部网络地址。外部网络访问内部网络时,它并不知道内部网络的连接情况,而只是通过一个开放的IP地址和端口来请求访问。天融信防火墙根据预先定义好的映射规则来判断这个访问是否安全。当符合规则时,防火墙认为访问是安全的,可以接受访问请求,也可以将连接请求映射到不同的内部计算机中。当不符合规则时,防火墙认为该访问是不安全的,不能被接受,防火墙将屏蔽外部的连接请求。[3]这样,通过防火墙的有效阻隔,就可以把病毒和网络攻击阻挡在防火墙之外。
(二)自动拷贝软件的安全规则
除了硬件的防护外,通过软件的安全规则限制,也可以确保传输数据的安全。因为总有些完全不符合所有已知模式的新型安全性缺陷的出现,要保护免受各种可能类型的攻击是不切实际的,然而,我们可以通过软件中设计的一组好的安全规则来避免被大量的知识所淹没。
在Second Copy这个软件里面,设计有一整套的安全规则,软件可以选择要拷贝文件的类型,我们选择后缀是TXT、JPG、BMP这些需要拷贝的文件,其他无关紧要的文件,比如可执行文件、视音频文件、病毒文件等就不会拷贝,通过这样的软件安全性规则的限制,增加了系统的安全性。
(三)网络杀毒软件
随着网络化应用程度的提高,有效阻止网络病毒入侵已经成为网络安全的一个重要课题。网络病毒将直接影响网络的正常运行,轻则降低响应速度,影响工作效率,重则服务器死机,甚至网络瘫痪。[4]
对于新闻频道来说,最为重要的网络是非线性编辑系统网络,也就是本文说的内网,该网是整个新闻频道节目制作的基础,不允许有网络病毒的入侵,因此,在内网中部署有一整套的网络杀毒软件,每天所需要的素材生成图片后,在整个杀毒软件所监控的环境中确保安全后才会通过防火墙迁移到FTP服务器上。
同时,FTP服务器上也有部署防病毒软件,其主要功能是把自动拷贝软件接收到需要迁移的文件后,先拷贝到本地的临时目录下,启用防病毒软件进行文件杀毒后,确保安全了才开始文件的迁移传输。
综上所述,以这样三重防护的措施来实现数据的迁移,应该很全面地确保了数据的安全,保证了图文在线包装系统的便捷运用,保障了新闻节目的正常制作。
四、结语
早期新闻频道的节目制作过程中,需要很多人去完成实时消息和图片的收集、上传和制作,由于人手不足、办公室和直播机房的距离和时间的仓促等多重原因,经常导致字幕员来不及制作字幕,只能边直播边做字幕,存在很大的安全隐患。
自从运用在线图文包装系统后,编辑在机房或者办公室内,只需要运用FTP客户端软件把需要的文件拉入数据传输队列中,后台就会自动实现数据的拷贝、杀毒和迁移过程,在直播机房的字幕员很容易就能找到传过来的数据,只需要简单地替换模板中的内容,效率提高了,安全系数提高了,节目也越做越好看了。
在线包装系统 篇3
财经在线包装系统通过在播出串联单中增加图文内容的编排,完成全天包装版面的制定。包装版面中的信息包含股票行情数据和资讯数据两大类。系统可自动调用行情数据、短信数据等自动播出,同时也可手动插入资讯、图片,视频等信息播出。
目前第一财经图文播出只覆盖直播时段,播出工作站直接读取各个数据源数据进行播出。这种方式,由于受到网络环境的限制较多,故在实际播出中容易产生播出卡轮、数据延时较多等现象,这是由于数据入库有延时,播出工作站读不到数据造成播出动画无法完成所造成的。所以在新的系统中,需要建设一个数据缓存库,以避免此类现象。
一数据缓存库设计方案
目前财经各数据源结构相对松散,不利于使用数据的安全和再利用,所以对整个数据源部分做一个整合。提出一个数抿缓存库的概念,以整合行情、短信、资讯、图片视频等信息的存储入库。数据缓存库可作为财经频道各类数据的一个统一的平台发布,满足各种需求。数据缓存库模型如图1所示。
1.方案具体设技思路
数据缓存库是整个在线包装系统的核心,主要包含三部分的数据,如图2所示:
串联单:包括接收到的播出串联单、节目代码表格,数据库和程序运算处理后的图文播出表;
·股票数据:包含行情类,走势数据K线,排行数据等几种不同结构形式的高频率更新数据表,同时这些表格也是作为缓存数据,保存在数据库中备用应急;
·资讯数据:包含短信、新闻资讯等不定期、定时更新的数据,通过外部接口导入,在本地只做对应的缓存和节目匹配。
(1)串联单数据处理方法
频道节目播出串联单是将节目、包装模板信息、行情数据、资讯插入信息等有机结合的主线。节目号是匹配上述信息的唯一标识。编单工作人员根据频道播出计划安排,编排出全天节目播出串联单,并对每条节目配上相应的图文信息,每一条图文信息包含每个场景的类型,起止时间。如图3所示。
编辑完成的串联单以XML的文件方式传输到播出端的接口服务器并入库,由接口服务器转换为傲威播出格式的图文播出单进入自动播出系统。同时,接口服务器将接收到的XML信息写入资讯端的数据库。
串联单XML文件结构如下:
串联单XML文件在导入数据库时,会拆分成2个表:Action图文表与Programs播出表。系统会将串联单中节目的图文信息进行检索,当遇到相邻节目图文信息相同时,图文信息即可合并生成相应的图文播出单。如图4所示。
Action图文表与Programs播出表样式截图见图5。
Action表中Id字段为系统内导入图文模板时,自动生成的对应号,在整个数据库中唯一,这个Id用来标记图文模板的操作编号。比如模板库中目前仅有5个模板,那么次action表中就会根据串联单调用情况,生成10条记录,此10条记录主要包括5个模板每一个的上屏与下屏操作,Name字段为具体执行内容,Template字段为具体图文模板名称。如果图文模板增加至6个,那么此表将会自动变为12条记录。
由于图文模板同时有进场与出场动作,所以每次增加为2的倍数。
播出programs表截图如图6所示。
Programs表中Id字段不同于其他表中Id,具有唯一性,即每一档栏目均有自己在数据库中对应的记录位置。具体格式为SID+播出日期+播出时间+随机4位字母。
Programes表主要用来记录节目的具体信息。同时根据ProgramId排序和归类,最后通过ProgramId与图文播出Schedule表连接,获取PlayData (播出日期),StartTime (播出时间),Endtime (结束时间),精确到毫秒。
Action表与Programs表经过后台处理生成Schedule表,截图如图7所示。
在Schedule表中,第一栏Id为唯一标识,与其他表Id没有直接关系,每条图文播出记录都有对应的ActionId和ProgrameId,每一个图文操作(上屏,下屏)都对应到Action表中特定的操作。即Schedules表中的ActionId其实就是告诉播出程序,该行操作调用Action表中哪一个图文模板进行操作。因为考虑到数据库结构与数据冗余的因素,将Action表独立出来,没有直接与xml表混合导入。否则每一条节目背后都会产生大量关于图文模板的字符串信息,当播出记录长年累积后,这些非冗余数据产生的物理存储空间会非常大,而且对数据库设计来说,并不合理且增加负担。
另外当多档节目连续使用同一个模板时,在ScheduIes表生成前,会自动处理合并,并将相同图文模板的播放时间累加。如果相同图文模板之间存在广告(无图文模板)或者别的节目模板,系统都能够自动判断,分割好图文播出的顺序。
总的来说,每条Schedules记录都需要通过ActionId个ProgramId与Action与Programs两张表相连接。从Action表中获得执行什么操作,而从Programs表通过ProgramId匹配获得播出时间。
(2)股票行情数据结构
行情数据直接读取财经数据中心存储过程,5秒更新一次。更新的数据覆盖上一个周期的数据。若网络等出现问题,此前周期读取的数据不做清空。
行情数据形式如图8、图9、图10所示。
K线走势数据:股票代码CODE,股票名称NAME,最高价MAX_PRICE,最低价MIN_PRICE、开盘数据OL_STRING、高低数据HL_STRING。
播底条数据:股票代码CODE、股票名称NAME、当前价格NOW、涨跌幅DVALUE、涨跌百分比PCENT、成交量AMOUNT。
个股行情数据:股票代码CODE、股票名称NAME、当前价格NOW、涨跌百分比PRICELIMIT。
(3)短信、资讯数据插入形式
a.短信数据
短信数据通过连接财经短信数据库,每4～5秒进行一次数据刷新,由于短信数据库只保存当前节目播出的短信,所以每一次数据刷新时,缓存数据库都会先比对当前节目的programid号,然后对比当前ID与已经储存在缓存数据库中的短信与短信数据库的是否重复,如果不重复,那么将新短信添加到表中,并且programId定为当前节目的Id号,如果内容重复就忽略该条短信。
每条短信都根据日期与programId这两个字段作为标识。可以细化到某一天的某一档节目。
短信数据字段包含数据库内部编号ID、入库日期sdate、节目编号programid、content短信内容。
b.资讯数据
资讯部分数据通过资讯平台数据库接口获得,资讯主要包含的属性包括开始时间与结束时间。资讯内容是即时性的,所以每一条记录都通过使用播出程序的当前时间与表中开始时间和结束时间的区间做比较,若在时间区间里,那么对应的资讯内容,就会被播出程序播出。整张资讯数据表的主要字段是资讯开始时间Starttime与资讯结束时间Endtime。表中其他字段都是图文模板中对应的引出项内容,如图片,视频等素材都以物理路径加文件名的形式记录在这个表中,使用时由播出程序自动加载。文本内容则直接存储在数据表中,播出时直接匹配到引出项中。
最终播出时,播出程程序会根据资讯平台表中ratifystatus与infostatus两个字段先做出筛选,仅将通过审核,并且允许播出的内容传输到播出程序中。之后第二步筛选,会选择当前播出节目所对应的图文模板的资讯,然后再使用播出程序的当前时间去匹配资讯的开始结束时间区间,最终通过3次筛选,从所有资讯数据中,过滤出当前应播出的资讯数据。
资讯数据:模板名称Templatename,创建时间Createtime,节目编号programid,播出开始时间Starttime,播出结束时间Endtime,播出标记时间Currenttime,咨询数据库编号INFO_ID,对应图片素材文件名称Pic1,Pic2、Pic3、Pic4,对应文本内容Text1、Text2、Text3、Text4,对应播出文本时间Time1、Time2,Time3、Time4,对应播出资料标题Title1、Title2、Title3、Title4对应视频素材文件地址Vid1、Vid2、Vid3、Vid4,播出优先级infolevel,内部标记Flag,资讯播出状态infostatus,资讯审核状态ratifystatus,资讯标题TestTitle。
2,数据缓存设计创新点及优
(1)创新点
数据缓存库仅作为数据中转站,将播出使用的数据统一至此,各种数据类型皆可如DB2、MySQL或者ODBC等,由数据缓存库直接获取这些数据内容并统一为SQL格式数据。系统在播出时,直接从数据缓存库读取相关数据信息,避免了播出端与短信、股票和资讯数据库的直接联系,从而不受原数据库问题影响,可以有效避免播出卡轮等现象,保证播出数据的安全。且数据缓存库作为一个数据库服务存在,后台设有存储磁盘阵列保存库文件,以实现热备服务器切换时的数据延续,保证系统整体运行安全,具有一定的可扩展性和扩容性。数据接口图如图11所示。
(2)优点
a.与以往播出方式的比较,
以往播出形式:播出设备直接读取各个数据源进行播出。图文包装与串联单无关需手动执行,只能覆盖直播时段,非直播节目时段无法进行图文包装。如图12。
自动图文系统播出形式:播出设备不直接读取数据源,图文包装遵循串联单的主线,可自动完成图文模板切换播出,覆盖频道全时段播出。如图13。
b.主要区别与优势
如表1所示,数据缓存库的建立,改变了以往传统的播出形式,虽然数据部分可以存在2路(主备)或者多路的备份数据源。但是数据传输、更新产生的延迟以及网络故障,在播出设备与数据源直接连接访问的系统中,会直接影响到播出的质量。并且在多路播出设备同时访问同一数据源的情况中,数据库的压力是很大的。对于大量数据需要更新的播出系统,可能存在3～4秒内十几甚至几十次的访问和查询,并且可能因为重复数据的查询,浪费很多带宽资源与数据库系统资源。
在线包装系统在电视新闻中的运用 篇4
目前, 电视媒体正以其巨大的优势地位在现代信息传媒平台上扮演着重要角色。电视技术也随着时代的进步在不断发展, 从黑白到彩色, 从模拟到数字, 从平面到3D, 从无线发射到网络互动, 电视媒体都在不断影响着人们的生活。信息时代计算机技术的飞跃发展, 为电视技术的形态之一“包装艺术”提供了坚实的基础和平台[1,2]。在互联网媒体、手机媒体等新媒体的不断冲击下, 广大受众的观赏体验和艺术品味在不断提升, 这一系列竞争和压力使得电视“包装艺术”的革新势在必行。本文中, 笔者将以电视包装领域中的新兴艺术——在线包装系统为例展开阐述, 说明其对“包装艺术”的扩展和提升, 以及其在现代电视媒体中不可替代的作用。
在线包装系统的软硬件功能远比传统字幕机复杂。在线包装系统处于节目播出的前沿, 它强调以技术实现包装速度、包装深度、包装效果, 其在电视台的普遍应用是播出字幕、logo、图形、视频等。在线包装系统在功能上涵盖了字幕机的很多方面, 从技术上说, 在线包装具有画面的实时渲染播出和随时修改内容的能力。要发挥出这些能力, 就要求它的模板设计和文件管理比字幕机更复杂更专业, 一般需要经过培训的设计师来完成制作, 模板的创意、制作、测试都需要一定的时间, 而模板样式一旦确定, 在播出以前就不宜进行频繁修改, 播出中只可以改变有修改权限的内容。基于此, 在线包装系统的组成一般都被设计成模板制作软件和播控软件, 而两者也分别部署在操作系统不同的设备上, 由不同岗位的人员来操作。而对于传统的字幕机, 功能相对简单, 其制作和播出集成在一起, 即使在直播前, 一般的技术人员也可以操作并修改。从技术的眼光来看, 在线包装系统的功能涵盖了传统字幕机的所有功能, 基于计算机图形技术不断发展, 未来的字幕机会渐渐的融入到在线包装系统里面, 成为其中的一部分功能, 在线包装的兴起是对传统字幕机的继承和超越。
1 线包装系统应具备的能力
在线包装系统通常配置在直播演播室或者大型直播车中, 在一个频道的整体包装方面, 它是重要的实施环节之一, 与频道整体包装相配合建立一个频道的品牌形象和宣传规范[3]。在线包装按照栏目的需求进行设计和制作, 它主要体现在字幕条、实时多视窗、全屏板式、动画图表、主持人题图、角标、转场动画、Ticker、大屏信号源等。这一系列的模板在完成制作后, 播出人员则通过播出控制机调用模版节目列表, 按照串联单切出各个模板, 最终通过三维图文渲染引擎实时渲染, 由专业视频板卡合成后输出。整套系统充分利用了三维图形创作、播出控制、实时渲染等技术, 保证了这些功能的顺利完成。基于这些功能, 要求在线包装系统具有以下能力:强大的三维效果渲染能力;具有多任务同时处理能力, 字幕、视窗、角标等同时播出;低延时高质量的多路视频处理能力;支持外部数据实时链接和播出;支持与触摸屏、虚拟系统、演播室大屏配合应用;实时数据库备份与灾难恢复能力。
2 在线包装系统模板设计对技术人员
的要求
在线包装的播出模板一般需要经过专业培训的设计师来制作, 与频道整体包装相配合, 体现出设计理念的专业化。设计一套播出模板比传统字幕机的制作更为复杂, 一般需要运用包装合成软件3ds Max, After Effects, Photoshop等与在线包设计软件相配合, 才可以制作出一套出色的模板。
3 国内主流在线包装系统的介绍和运用
陕西台在两年前节目改版中, 采用了艾迪普公司Gx系列在线图文包装系统, 用于重点栏目《第一新闻》的直播和在线包装。经过两年的使用, 得到了许多的经验和心得, 下面将以艾迪普在线包装系统为例, 结合在节目中的使用情况, 总结如下, 分享给广大同行和读者。
Gx系列三维在线图文包装系统基于艾迪普公司自身技术实力自主研发, 并拥有自主知识产权。它既可以单独用于线下节目包装制作, 又可以结合Ideal CG字幕系统、Ideal STS股票系统、Ideal Call In短信平台用于演播室节目的在线包装, 实现各种绚丽的实时渲染播出效果。该系统主要由i Artist三维图文创作软件平台、i Studio图文播出控制软件平台及三维图文实时渲染引擎构成。三维图文播出控制界面如图1所示。
3.1 艾迪普Gx系列在线图文包装系统主要功能
Gx系列在线图文包装系统的主要功能有:1) 支持多路视频输入及DVE功能, 可以完成多视窗分屏动画;2) 支持多路动态角标、分屏视窗、动画字幕条、题图、三维柱图同时播出;3) 支持自定义快捷键F1至F12播出;4) 通过网络可与外部数据通信, 实时播出新闻、体育、财经、天气预报等内容;5) 播控软件i Studio集成了节目串联单的编辑、修改、播出等功能, 支持一键化播出的工作流程;6) 支持多格式文件导入 (PNG/JPG/TIF/PSD/3DS/WRL等) , 全格式视频接口输出;7) 与高清字幕机CG ONE配合使用, 一键备份节目串联单到CG ONE, 安全备份, 简单快捷;8) 播控主机、渲染输出主机分体运行。其渲染主机采用Linux系统平台, 降低了Windows平台下的病毒入侵隐患, 设备运行安全性高。
3.2 i Artist的功能和特点
3.2.1 软件界面简介和“引出项”的运用
i Artist是一款界面直观、操作快捷的创作软件, 用于制作广播级的三维图文和动画。i Artist运行在Windows平台, 支持鼠标拖拽的工作方式, 基于IDPRE®三维渲染引擎, 让设计师可以“所见即所得”, 方便预览、测试自己的模板。在轻松直观使用本软件的同时, i Artist拥有最大限度的设计自由度, 提供了可供无限次数的撤销、恢复功能, 使修正模板中的错误变得简单快捷。i Artist还提供了直观的对象层次控制和集中资源管理。组成模板的任何一个元素随时可以进行属性的修改, 资源库里面的所有元素都可以拖拽进入模板工程。i Artist软件的主界面主要由工具选单栏、物件树、主编辑器、属性窗口、输出管理、数据连接管理、连接管理、脚本素材、全局参数设置、播出时间线、工具栏、编辑时间线、三视图、资源窗口、素材列表、快捷链接窗口部分组成。可以在场景树中, 设置多组的摄像机层, 每个摄像机就是一个动画组, 它的子层可以由无限的组构成, 在每个组里面, 它可以由图形、引出项、字幕、材质、模型、动画序列、视频源等物件组成, 每个组赋予不同的动画入出效果, 这样可以充分丰富屏幕效果。图2是陕西台《第一新闻》栏目中常用的一组字幕模板, 它在一屏中提供了5类信息, 这5类信息都可以在播出端随时修改替换并即刻播出。设计的这组模板中包含图文、logo、视频窗。字幕底下的方条属于固定模板, 在播出中不需要改变, 需要改变是文字内容、事件位置、记者名称、动画贴图、视频源, 在这组模板设置了5个“引出项”。
图2原图为彩色图片, 图中目录树中的绿色点说明这些字幕被设置了“引出项”, 在每组动画里可以设置多组“引出项”, 这样便可以丰富播出信息, 拓展视觉效果。在使用“引出项”时要注意, 每个动画组以至整个模板里, 每一个“引出项”都要有独一无二的名字, 一组模板中无论有多少“引出项”, 它们不应有重名, 比如下图红框里的“引出项”名称。如果在播出字幕时修改一个“引出项”的内容, 屏幕出现重复的字幕内容, 这样就说明在“引出项”设置或者播出方案编写时有重名的现象, 这是初学者应该注意的问题。
3.2.2 模板合并、打包功能的运用
在两年多的使用中, 遇到过在节目直播中需要播出两套模板的情况, 这时可以先连接一套模板播出, 然后再断开连接重新连接另一套模板, 之间至少有几分钟时间设备无法使用, 而同时渲染主机板卡会重新初始化, 需要切掉在线包信号输出。这时i Artist的模板合并功能就可以发挥出来, 将需要的两组模板合并, 并且另存一个新的模板, 重新配置播出计划和播出串联单, 在随后的播出中, 两组模板在播出时做到无缝切换, 方便快捷。在制作中, 有时会遇到比较复杂的模板, 用这个功能, 则可以把一个大的模板分开来设计, 这样操作简单, 速度也快。这里应该注意的是, 当不同的模板合并为一个模板时, 若模板里面有相同的命名, 合并后会在原命名后面添加1用于区别, 而场景里面的灯光也会被叠加照明, 导致模板过亮, 需要删除一组灯光才可以正常使用。模板打包功能也比较实用, 经常把没有完成的模板打包出来, 在家中使用笔记本计算机安装i Artist软件后就可以继续制作未完成的模板。
3.2.3 字幕模板功能的运用
对于在线包来说, 字幕功能是其最常见也是最主要的功能, 字幕样式的优劣体现着一款产品的渲染水平。新闻节目对时效有要求, 如果每一次新模板制作都重新调整字体效果会十分繁琐。在进行字幕制作时, 通常把常用字体样式做成模板字幕, 方便调用, 节省时间。
以i Artist为例, 它提供了字幕预制模板功能, 可以预制好常用的字幕模板, 比如有倒角的三维字、发光字、有底色的字等。当设置好一种字幕模板, 在以后的运用中, 把字幕模板重新修改后, 使用过这个字幕样式的模板工程便会自动变更成新的样式, 不用进入模板工程重复修改。
3.2.4 贴图、材质库功能的运用
i Artist内置了强大的贴图和材质库功能, 可以从外部导入贴图放入贴图资源库或者自己创建一组材质球, 随时方便调用, 在软件里, 贴图分为:1) 静态材质, 它可以自定义4种贴图方式, 反射和折射贴图便可以用此制作;2) 动画材质, 这是一种重要的贴图模式。《第一新闻》栏目中, 主持人的动画角标就是运用动态材质来完成, 设计了3位主持人的动画角标布置在屏幕的右下角, 采用了PNG序列文件, 在制作的过程中, 采用了120×96 (像素) 的图片序列, 经过几次试验, 总结出来, 这种动画序列比较占用系统资源, 导入的序列的分辨力不宜过大, 帧数一般控制在300帧以内, 过大的图片分辨力和帧数都会使整个模板工程的容量增大, 造成与渲染主机连接时间变长, 速度变慢。
3.2.5 树形结构操作原理的运用
树形模板操作界面是i Artist最大的优势, 也是这个软件重要的组成部分, 它是模板物件的主要编辑区, 所有在场景中的贴图、模型、字幕、材质都在这里编辑, 调整。每个主目录下可以建多个组。当用鼠标点中其中某个组时, 它的属性就会自动展开, 便于进行动画参数、轴心坐标、引出项的编辑。软件树形结构如图3所示, 图3原图为彩色图片, 有绿色小点的地方, 说明了这个字幕设置了外部数据链接, 也就是“引出”了, 可以在播出端对字幕内容修改。
3.2.6 动画编辑单的运用
动画编辑单如图4所示。图4是i Artist的动画和关键帧设置区, 当设置一个物件的动画时, 首先选中这个物件, 在坐标和变换区设置好参数, 按下CTRL键的同时, 用鼠标点一下数值后面的关键帧确定按钮, 这样设置的参数才会被记录下来。当需要对关键帧进行比较精细的编辑时, 可以使用动画时间线视图来仔细调整。
如果一个物件或者组被设置了动画, 在它的右上角会出现一个红点标识。如果在一组模板里面看到这个红点标识, 就说明这个组或者物件有动画特征, 用鼠标点一下这个红点标识, 可以方便地打开动画时间线窗口来编辑。
3.3 运用i Artist软件的一些经验
运用i Artist软件的一些经验如下:1) 在模板制作时, 应注意经常备份模板工程, 模板的存储路径为D:ID-PREProject, 减少误操作对模板制作的影响。2) 所有的贴图存储路径为D:IDPRETexture, 而贴图文件支持中英文数字任意命名。3) 在模板里面, 每一个播出字幕、动画角标、分屏视窗等必须在一个单独的摄像机里面, 对它们的命名必须清晰明了, 方便以后的修改。4) 在树形图中, 排列顺序为自上而下, 越靠下景深越靠前。曾经在新模板的播出中发现有字幕和角标被分屏视窗遮挡了, 经过反复检查排除才发现是摄像机排列顺序的原因。5) 在编辑动画关键帧时, 不要在第一帧做动画, 以免出现穿帮镜头。
3.4 对i Studio播控软件的使用心得
i Studio是艾迪普在线包装系统的播出和控制平台, 操作流程为:
1) 打开模板方案。模板方案是扩展名为*.pln的文本文件, 当要播出一套模板时, 必须打开与之配套的模板方案才可以正常播出。
2) 打开播出串联单。串联单是扩展名为*.pls的专用文件, 只有在i Studio软件里面才能被打开和编辑。
3) 编辑串联单。i Studio软件支持文本文件的直接导入。当完成串联单编辑后直接另存串联单为*.pls文件。
4) 播出。使用空格键或者F1至F12快捷键。
i Studio界面由显示区、热键区、方案页签、节目单导航区、方案模板库、播出单区、资源管理器、数据区、预监窗口、播出窗口10部分组成。主表显示为金黄色块表示正在播出的字幕, 绿色块表示下一次播出, 灰色块表示可以随时修改的字幕区。在辅表中可以通过设置菜单随时修改播出内容, 与之对应的快捷键可以马上播出, 方便快捷。陕西台《第一新闻》栏目是一档以3G和SNG连线为特色的直播节目, 传递给观众的信息量特别大, 在一些重大新闻事件的直播中会多次调用3G和SNG信号进行直播, 所以为《第一新闻》栏目设计了3G和SNG分屏视窗和现场评论分屏视窗, 使用快捷键F1至F12, 可以迅速地调用任何一组分屏视窗进行连线, 时效性、现场感和整体效果十分良好。
5) 停止播出。当串联单播出完成后, 需要去掉屏幕上所有的播出条目, 方可退出i Studio软件。
4 结束语
综上所述, 在线包装技术的日益成熟, 在电视节目中发挥着越来越重要的作用, 使电视荧屏变得更加炫丽多彩。包装体系是电视频道品牌建设和维护的重要部分, 它虽然属于一个技术范畴, 但它的目的却是将品牌意识、频道理念贯穿于电视艺术当中, 作用非常重大。只有合理地使用在线包装这个强大武器, 将屏幕内外的信息通过这一平台有机整合在一起, 才能使呈现在受众面前的电视节目深入人心、永葆活力。
参考文献
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[2]陈鹰.电视包装艺术的创作理念[J].艺海, 2008 (6) :94-95.
在线包装系统 篇5
机器视觉又称计算机视觉, 是用计算机来实现人的视觉功能, 也就是用机器代替人眼来做测量和判断[2], 它是利用光电成像系统采集被控目标的图像, 经计算机或专用的图像处理模块进行数字处理, 根据图像的像素分布、亮度和颜色等信息, 进行尺寸、形状、颜色等的识别。这样就把计算机的快速性、可重复性与人眼视觉的高度智能化和抽象能力有机结合起来, 大大提高了生产过程检测的柔性和自动化程度, 节省了大量的人力, 提高了检验效率和确保产品质量。机器视觉技术包含光源照明技术、光成像技术、传感器技术、数字图像处理技术、机械工程技术、检测控制技术、模拟与数字视频技术、计算机技术、人机接口技术等相关技术[3], 是实现计算机集成系统的基础技术。因此, 我们尝试将机器视觉技术应用于药品包装玻璃瓶质量、标签、药液装量、包装批号等在线检测中, 以实现药品生产的快速、自动检测与控制。
1 在线检测系统构建
视觉传感系统的总体理论结构可用图1表示, 这是所有视觉传感系统的普遍原理及运行依据[4]。
图像采集可通过触发采集或连续采集, 把目标对象的光学特性变成二维信息的电信号, 然后经过数据采集卡或采集设备本身所带的取样和量化功能, 将其转化成数字图像。之后, 计算机对数字图像进行处理, 包括图像的预处理、图像增强、图像分割、特征提取等一系列步骤, 最后通过图像分析进行测量和判断。
1.1 系统硬件结构
基于系统理论结构的药品瓶包装在线检测系统应包括光源、图像采集单元、传感单元、图像处理及智能化操作平台以及剔除单元等。系统构成如图2所示。
图像采集采用CMOS数字相机 (DH-HV1302UM-T, 配镜头M3Z1228-mp) , 将完成生产线输送带上的包装瓶图像获取。根据药品包装瓶的规格, 光源采用200×200的LED背光红光光源。图像的获取采用触发抓拍方式, 检测元件为OMORN的E3Z-B61+E39RES, 这是一个反射型的触发器, 由光电触发器与反射板组成。图像采集单元获取的图像通过相机接口传输给图像处理平台, 由机器视觉软件进行处理运算后, 根据一些相关参数的计算和比对来判定是否存在差别并输出结果。
根据上述结构分析, 药品玻璃瓶包装在线检测系统结构布局如图3所示。当传送带3上的玻璃包装瓶在光源5和相机13之间通过时, 同时触发传感器, 使相机13抓拍图像并传输给监控操作系统11进行分析、运算, 并做出判断。而“不合格”瓶则被剔除机构10推入次品集瓶盘9, 实现瓶包装成品和次品的检测、分拣工作。
1.2 系统软件平台及结构
1.2.1 系统软件平台
检测系统软件平台由机器视觉软件和智能化操作平台组成, 其主要任务是分别对各硬件部分实现程序控制, 并实现硬件各部分的整合。目前广泛使用的机器视觉软件主要有HALCON、EVISION和XCALIPER等。本系统采用德国MVTec的HALCON8.0, 它是一个功能强大的机器视觉软件, 提供了一个全面的视觉处理库, 包括所有标准和高级的图像处理方法, 覆盖了从不同的硬件采集图像到高级的模式匹配算法。提供了机器视觉应用程序中通常所需的一些工具, 如Blob分析、形态学、模式识别、测量、数据分析等算法操作或分类等, 具有快速原型化和开放结构的重要特征, 可通过交互编程环境迅速开发机器视觉应用程序, 或加入新的算子来融合自己的视觉功能。所以, 研发重心在于:根据需要, 利用HALCON强大功能进行二次开发, 以实现不同目标的检测。
1.2.2 系统软件结构
药品瓶包装在线检测控制系统包括识别算法、用户界面和通信3个子系统, 分别完成检测识别、机械控制和通讯功能。系统软件基于Windows平台, 运用HALCON软件进行图形处理, 采用面向对象的VB语言编程, 对整个软件系统进行实时、协调规划处理。检测控制系统结构如图4所示, 分为参数设置、预处理、图像处理、智能判断、剔除、通讯和用户界面7个模块。
参数设置提供数据库数据文件的设置和存储操作;预处理模块按照设定的值完成初始化操作;数字图像处理模块完成实时采集图像的数字化处理;智能判断决策模块进行图像数据的比较和判断处理;剔除模块完成剔除工作的控制;通讯模块完成检测系统与上位机和数据库的双向通讯及统计数据的上报;用户界面采用图形方式, 为用户提供方便操作和统计显示, 便于用户在检测品种改变时及时更换参数设置值并增删或修改数据库[5]。
2 检测系统的应用
2.1 药液装量检测
药液装量检测实际上就是对瓶中液位进行检测。根据人的视觉原理, 有效的边缘是灰度值梯度变化最大的部分[6]。实践证明, 瓶子封口边缘与背景、瓶中液面与上方瓶身的灰度有显著的不同, 即可以对图像根据灰度跳变点进行测量。所以, 本系统采用HALCON灰度值形态学算法对实时图像进行分割处理和分析。其步骤如下:
(1) 图像采集与读取:在HALCON中调用open_framegrabber算子, 访问图像采集设备, 再调用算子grab_image进行图像采集, 并将采集的玻璃瓶图像存入HALCON图库中。然后, 调用read_image和dev_display算子进行图像读取和显示, 如图5所示。
(2) 获取测量区域:调用gen_measure_rectangle、dev_set_color和disp_rectangle等算子, 并赋以一定的参数, 以创建并显示一条竖向白色线段, 即测量区域。
(3) 查找边界跳变点:调用measure_pos、dev_set_color、disp_circle和measure_pos算子, 以执行沿线段查找相关灰度跳变点并显示为指定色点。
(4) 测量液位:调用measure_pairs、dev_set_color、set_tposition和write_string算子, 并进行一定的设置, 对灰度跳变“色点”进行测量, 以检测出玻璃瓶中液面相对位置, 从而获得液位状态信息, 并将结果显示于指定位置, 如图6所示。
(5) 判断决策:药液装量不合格在图像中表现为瓶中液面位置过低或过高。通过对液面相对位置的测量, 从而判断药液装量是否合格, 实现在线检测。如经过分析和比对, 判断出目标测量值与“理想”值不符, 则可做出决策, 并通过剔除机构对“不合格”瓶进行剔除。
2.2 药瓶批号检测
针对药品包装瓶数字批号的检测, 我们采用HALCON的OCR图像处理方法。OCR就是用于阅读和识别符号的方法, 它被定义成解释图像某区域的任务, 这些区域包括独立的字符, 因此我们可以用OCR对批号中的单个数码标志进行读取。
(1) 获取图像:同前, 调用open_framegrabber、grab_image、read_image和dev_display算子进行图像采集、读取和显示, 如图7所示, 并将采集的玻璃瓶图像存入HALCON图库中。
(2) 处理图像:采集后的图像首先要经过一定的预处理, 包括灰度值调整、滤波、填充缝隙、图像分割、去边缘毛刺等, 其目的就是为了使区域特征更加明显, 便于后续的批号数码判断操作。由于包装瓶图像的特点, 使灰度值调节较为困难, 致使整个图像区域的黑白效果相近而影响了数字特征的提取。而图像灰度的高阶特征反映了缺陷的微小细节、图像成像的曝光特性和噪声干扰等特性[7]。为此, 我们将数字部分隔离出来并进行旋转 (如图8) , 以降低图像灰度值调整的难度。然后, 调用threshold算子调节灰度值, 使数字特征变为明显。调整灰度后的数字图像仍有黑色杂影, 需采用数学形态学方法对其进行去噪处理[8]。为此, 调用fill_up_shape算子填充数字内部的黑色部分, 使图像数字特征更为明显;调用形态学算子opening_circle抑制杂波, 以对深色部分进行处理。实践中发现灰度值调整与填充缝隙及滤波需要相互协调才能满足在线检测的要求。旋转并去噪处理后的数字是水平排列的, 调用closing_rectangle1、connection、intersection、sort_region等算子并设置相关参数对水平方向字符进行合并、显示白色、分离、返回、相连、排列、显示等操作, 从而得到处理好的图像并显示出来, 如图9所示。
(3) 训练OCR:在软件系统中进行图像处理运算和判定, 就是将采集的实时图像与系统中的“模板”进行比对, 判断合格与否, 达到自动识别[8,9], 然后输出执行信号。“模板”的建立即训练OCR需通过准备训练文件、建立和训练OCR分类器两个步骤进行。其中, 定义数字串 (如Trainingnumbers:=[‘9', ‘9', ‘0', ‘1', ‘0', ‘2']) 与需检测的批号是直接相关的。
(4) 识别数字:识别数字的过程就是读取模板、处理图形、识别对象的过程。首先, 调用select_object、read_ocr_class_mlp算子选择和读取分类文件即“模板”。然后, 采用步骤 (2) 所述处理图像的方法对新的目标图像进行处理并显示。最后, 通过for循环及OCR中匹配度算子返回要求的匹配结果和匹配度。整个程序运行的结果如图10所示。
(5) 判断决策:经数字识别后, 匹配结果超出预设范围, 则可做出决策, 通过剔除机构剔除“不合格”瓶。
2.3 药瓶标签检测
检测药瓶标签状态就是要检测出药瓶标签的位置以及“标签值”是否为“0”, 这是一维测量。
(1) 图像采集与读取:同前, 完成相机的参数设置, 分别调用open_framegrabber、grab_image、read_image和dev_display等算子进行图像采集、读取和显示。操作中可以用set_framegrabber_param算子修改相机的曝光时间, 确定最清晰图像的曝光时间。
(2) 定义ROI:首先选取好一个感兴趣的区域 (ROI) , 修改Row、Column、Length1和Length2的值, 使所选矩形框包含所要测量标签的整个部分。然后选取轮廓线 (Profile Line) , 即在ROI内要测量的那条射线, 如图11所示。每一段射线的灰度值会被计算出来, 这些连续的灰度值被称为物体的轮廓。
(3) 选取成对的边:设置Threshole值, 使整个瓶标签都落在上下两个对边线 (一组) 之间, 如图12所示。
(4) 显示结果:当瓶标签在ROI区域的对边之间, 并且区间的灰度值“符合”设定范围时, 则系统软件将判断为“合格”, 如图13所示;而当ROI区域内无标签或标签超出ROI区域时, 则因指定区间的灰度值不“符合”设定范围而将被系统软件判断为“不合格”, 如图14所示。“不合格”瓶将被剔除机构剔除。
3 结语
根据GMP要求, 生产过程应防止双向污染, 应将人的介入因素降到最低程度。本文的创新点在于:将机器视觉技术应用于药品瓶包装检测中, 以机器代替人工完成检测、分类工作, 符合GMP要求, 实现了无接触式检测, 具有准确度高、速度快、检测结果客观等特点, 这在药品安全和检测精度上都对传统的人工检测有着重大的改进和突破, 而且更是新建了一种适于现场在线检测和控制的方法, 同时能够大幅降低检验成本, 提高劳动生产率, 并为操作者创造一个舒适的工作环境。
该检测系统体现的应用技术是药品生产企业实现计算机集成控制和数字化管理的基础技术。所以, 随着国内GMP的推广和深入、生产自动化程度和生产规模的不断提高以及用户对质量问题日益重视, 机器视觉技术将会在药品生产中得到更广泛的应用和发展。而由于机器视觉的介入, 药品生产自动化将朝着更智能、更快速的方向发展。
参考文献
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在线包装系统 篇6
一虚拟在线包装系统工作原理
1. 虚拟在线包装系统原理
虚拟摇臂、虚拟三脚架、Ross机器人和Camerobot上的摄像机进行背景信号的拍摄, 此时4台摄像机会做出一系列的动作 (摇/摆/俯/仰/推拉/聚焦/移动等动作) 。承重设备及其镜头参数编码器捕捉摄像机的摇/摆/俯/仰/推拉/聚焦/移动等动作参数并传递到数据盒中, 从而得到摄像机所有位置讯息的一个组合数据流。
数据盒通过RS-422数据协议将摄像机所有位置讯息传送到虚拟前景三维渲染引擎Viz Engine并映射到设计好的三维场景中的虚拟摄像机上, 渲染引擎分别实时渲染出已经获得摄像机动作参数的虚拟摄像机拍摄到的三维虚拟场景画面。实时渲染画面与摄像机拍摄的背景画面叠加, 生成合成的渲染画面, 提供给视频系统。
演播室控制端VCP会在节目开始前将所需要的所有场景载入到Viz Engine的内存中, 控制端通过局域网连接4台Viz Engine, 同时控制场景的上下, 通过对应的可定制的控制模板对场景中的互动物体进行控制。
2. 虚拟摄像机跟踪系统原理
虚拟摄像机跟踪系统在摄像机移动过程中需要获取精确的摄像机位置来锁定前景信号和计算机生成的背景信号。近些年来虚拟摄像机跟踪系统从获取镜头参数与云台俯仰与水平转动角度参数的二维跟踪发展到增加摄像机位置参数的三维跟踪系统。
(1) 系统原理
各种摄像机动作参数获取设备获取一系列参数, 传递给数据盒生成支持相应协议下的串行数据信号或者网络信号给计算机, 计算机根据摄像机动作参数计算生成相应的背景信号。
(2) 设备组成
虚拟摄像机跟踪系统的设备组成见表1。
镜头参数编码器、承托摄像机云台、虚拟摇臂臂伸云台、虚拟支架所获取的参数传递给数据盒, 由数据盒处理成RS-422串行数据信号或者网络信号给计算机。数据盒需要提供直流电源和BB同步信号。
(3) 跨年演唱会使用的3种虚拟摄像机跟踪系统
a.固定机位
固定机位云台获取pan与tilt参数, 镜头编码器获取镜头的focus与zoom信息, 经过数据盒的计算后再通过D型9针的DB头用RS-422协议将数据传给Vizrt引擎。
b.虚拟摇臂与机械臂机位
虚拟摇臂的跟踪数据的获取, 和固定机位的数据获取一致, 它有两个云台, 一个固定在摇臂的脚架上, 另一个用来固定在摄像机下面。固定在脚架上的云台, 它里面的传感器用来获取摇臂臂伸的pan、tilt, 而固定在摄像机下面的云台, 它里面的传感器用来获取相对于一定臂伸状况下摄像机的pan、tilt参数, 固定在摄像机镜头上的编码器用于获取摄像机的focus、zoom参数。之后通过圆头8针的RS-232数据线将数据传给数据盒 (data server) , 经过数据盒的计算后再通过D型9针的DB头用RS-422协议将数据传给Vizrt引擎。
机械臂机位, 在它的摄像机云台, 镜头及运动关节上, 都有相应的数据采集传感器, 其将数据采集以后传到数据盒 (data server) , 然后使用Moxa卡将数据通过RS-422协议传递给Vizrt引擎。
c.Ross机器人机位
Ross机器人, 数据的采集原理和上述两种方式差不多, 其都是在运动关节上装有数据采集传感器来采集数据。机器人轨道有一段是弯轨, 数据采集传感器采集轨道上滚轮走过的一维线性距离来计算二维平面上的X、Z的关系 (Y表示高度) 。对于Ross机器人的跟踪数据, 它是通过网线来传送的, 使用网络TCP协议。
二跨年演唱会虚拟在线包装系统搭建
1. 虚拟在线包装系统图
虚拟在线包装系统图如图4所示。
2. 硬软件清单
以下是本次跨年演唱会虚拟在线包装系统的硬软件清单。
(1) 硬件清单
a.核心设备硬件清单
虚拟在线包装系统核心设备硬件清单见表2。
b.监看系统硬件清单
虚拟在线包装系统监看系统硬件清单见表3。转播车分别提供4路虚拟合成画面, 通过四画分方式集中显示在一块大屏上。转播车单独提供1路PGM信号给一台监视器作为虚拟在线包装系统的PGM画面监看。
c.BB信号视分设备
BB信号视分设备见表4。由于虚拟在线包装系统板卡不支持路由环出功能, 因此需要从转播车接出一路BB信号通过视分设备分别送至每个虚拟在线包装系统DVS板卡的BB输入接口。
d.数据盒硬件清单
虚拟在线包装系统数据盒清单见表5。
e.声卡硬件清单
声卡硬件清单见表6。虚拟三维场景设计中带有音效的设计, 为达到声画同步效果, 选择使用工作站实时输出音效, 但是HP Z800工作站自带声卡的音频输出不符合电视播出标准, 因此购置了两块专业声卡, 互为备份。
(2) 软件清单
虚拟在线包装系统软件清单见表7。
三跨年演唱会虚拟在线包装系统调整
1. 跨年演唱会使用的虚拟摄像机跟踪系统调整
(1) 虚拟摄像机定位方法
虚拟摄像机的定位需手动测量相关数值。其方法如图5所示。首先在场地内选择一个原点, 然后以舞台的水平面作为参考水平面 (即Y=0处) , 之后相对于原点用激光镭射尺测量出各个摄像机相对于原点的X、Y、Z值, Y值为摄像机到参考水平面的值 (即Y=0处) , 激光尺的测量精度为0.01厘米, 摄像机位置的测量值精度要求为1厘米 (如图6所示) 。之后每次关机以后的开机, 都需要重新对准原点, 再做镜头范围。
(2) 固定机位归零定位方法与步骤
固定机位归零定位方法与步骤如下:
●摄像机打开水平锁, 左右最大限度移动, 确保云台上两个白点左右交叉经过;
●摄像机锁紧水平, 打开俯仰锁, 上下最大限度移动;
●锁住俯仰, 确保摄像机水平;
●摄像机镜头对准原点, 镜头推进去, 焦点聚实;
●点击图中红色框中按钮, 在出现的界面中点击“Set Pan Tilt Roll Zero”按钮 (如图7、图8所示) 。
(3) 摇臂机位原点归零操作
按如下操作将摇臂机位原点归零:
●首先将摇臂脚架上的两个白点在摇臂前端重合, 转动脚架, 对准原点;
●将摇臂水平、俯仰锁打开, 左右、上下最大范围移动, 运动过程中确定两白点交叉;动作结束后两白点重合, 对准原点;
●将摄像机云台俯仰锁打开, 左右、上下最大范围移动, 运动过程中确定两白点交叉;动作结束后两白点重合, 对准原点;
●确保摇臂两点重合、摄像机云台两点重合与原点在同一条直线上;
●和固定机位定位方法相同, 点击Set Pan Tilt Roll Zero按钮;
●摄像机自动回归原点。
(4) 虚拟机位镜头范围确定方法及步骤
点击CAM1的红色框中按钮 (如图9所示) , 将摄像机上镜头Zoom、Focus调到一边, 点击图10中“Reset Lens Limits”。将镜头Zoom和Focus调节到另一边, 点击图11中的按钮。若显示如图12所示, 则表示镜头范围确定正确。
2. 虚拟机位数据盒BB信号或者模拟信号提供
由于转播车Ikegami 79EXⅢ摄像机机头只选买了两路路由, 即一路为高清路由, 一般接高清本机信号;一路为模拟路由QTV, 一般接PGM模拟信号用于提供现场PGM监看。鉴于路由数量有限与减少放线工作量前提下, 我们决定将QTV选接入虚拟合成信号。通过转播车送一路模拟BB信号至场馆内, 然后通过视分将BB信号分别传送到四个虚拟机位的数据盒。
3. 播出方式的选择
虚拟在线包装系统的最终视频输出有两种方式。
(1) 填充信号+键信号方式
虚拟在线包装系统输出V (填充信号) 与K (键信号) 接入转播车系统, 转播车通过键配置方式将虚拟三维动画合成到虚拟本机信号上, 从而实现该种虚拟在线包装系统播出方式。这种方式相对来说比较安全, 但是由于路由太多, 转播车系统规模无法满足这种播出方式。而且选择这种方式播出还需要增加延时器, 因为虚拟合成信号滞后于本机信号。
(2) 本机信号与虚拟渲染后画面合成最终画面播出
虚拟在线包装系统将本机信号与虚拟渲染后画面合成后输出, 接入转播车系统作为外来信号源进入转播车切换台与矩阵, 从而实现该种方式的虚拟在线包装系统播出方式。这种方式仅仅占用转播车系统4个路由, 不需要延时器, 延时量在2~3帧, 在大景别画面下处于人眼容忍范围。因此本次跨年演唱会选择本机信号与虚拟渲染后画面合成最终画面播出方式。
4. 返送信号处理
(1) 固定机位
对于固定虚拟机位, 转播车系统RET1的源信号为PGM信号, 将RET2信号选择为固定虚拟机位合成信号, 然后摄像通过选择RET1与RET2选择监看虚拟合成信号或者PGM信号。
(2) 其他特种机位
虚拟摇臂、Ross机器人、Camerobot则通过转播车基站经便携式下变换器将虚拟合成信号下变换成模拟信号接入QTV接口, 在摄像机QTV接口接出一路虚拟合成信号给监视器提供给摄像监看, 再从现场接一路PGM信号给另一台监视器提供给摄像。摄像机本机信号接入高清监视器作为本机信号监看。因此每个机位需要提供3台监视器, 分别监看虚拟合成信号、PGM信号和本机信号。
四跨年演唱会虚拟在线包装系统总结与改进
1. 转播车方面
转播车摄像机机头最好选购4路路由, 分别可提供BB信号、本机信号、PGM信号、虚拟合成信号, 减少放线量, 也增加系统的安全性。
2. 虚拟在线包装系统方面
(1) DVS卡视频输出接口
虚拟在线包装系统的DVS板卡需要提供两路虚拟合成画面的输出, 一路提供给转播车, 一路作为监看使用, 而不是从转播车重新再分出一路虚拟合成信号给虚拟监看用, 转播车系统路由在大型节目录制过程中会非常紧张。
(2) DVS卡BB信号环出功能
DVS板卡最好能够支持BB信号环出功能。减少视分设备, 提供系统安全性。
(3) 数据盒电源
现场数据盒最好提供电池功能 (电池续航能力能够覆盖整场晚会时间) , 因为现场很难提供一路与转播车相同电源品质的电, 给系统搭建带来诸多不确定因素, 影响系统安全性。
(4) 跟踪数据获取方式
若将跟踪数据的获取改成用无线 (WiFi) 的方式不仅可以减少系统的跟踪数据线的布线, 还可以解决场地过大数据线过长时信号的中继问题。
(5) 监视器
现场最好提供带电池的监视器, 减少取外电的机会, 提高系统用电安全性。
五结语
在线包装系统 篇7
现如今, 中国包装市场正在蓬勃发展, 包装检测解决方案和在线检测设备领域也得到了迅速开拓, 包装检测设备以其独特的优势和易用性受到越来越多企业的欢迎。海富检测包装系统技术 (上海) 有限公司 (以下简称“海富”) 作为德国海富在中国的子公司, 尊崇“高效、简单、方便”的设计理念, 从事设计、生产各类在线检测设备并提供各种解决方案。海富以卓越的创新能力, 专注于提供方便易用的解决方案来保障生产质量, 提高效率和灌装整线的生产力, 同时降低能耗, 以满足用户需求。在第七届中国国际饮料工业科技展上, 本刊记者采访了海富检测包装系统技术 (上海) 有限公司销售总监李冰瓯, 她不仅为我们介绍了海富的设备, 同时也对包装检测解决方案及设备的发展发表了自己的看法。
记者:海富检测包装系统技术 (上海) 有限公司是德国海富在中国的子公司, 贵公司在检测行业处于怎样的发展地位?
李冰瓯:海富公司拥有先进的技术及创新的解决方案, 在食品, 饮料行业的在线检测中占据主导地位。专业和优质的模块设计理念让海富能根据客户的需求提供不同的解决方案。
记者:现如今, 人们对食品安全的意识愈发深入, 食品饮料行业的生产线也普遍开始使用检测设备, 此次展会贵公司带来了哪些检测产品?分别适用于何种方面的检测?
李冰瓯:本次展会上海富展出了最新推向中国市场的具有人机对话功能的HEUFT SPECTURM II在线空罐检测设备, 该设备能帮助企业解决高速灌装前的容器质量检测, 确保空罐质量。同时, 360度全方位标签检测设备也将亮相本次饮料工业展。
记者:刚刚您介绍道, 贵公司展出了新一代模块系统HEUFT SPECTURMⅡ, 这是一个怎样的系统?伴随着技术的不断进步, 企业更加倾向于选择人机互动良好的设备, 海富在产品设计时有怎样的考量?
李冰瓯:HEUF T SPECTUR MⅡ将人机界面 (HMI) 变为了机器人界面 (MHI) , 而设备操作员通过全新的一目了然的HEUFT Na Vi用户手册成为了设备用户, 使其操作可靠简易。
记者:今年颁布实施的众多食品法案都对追溯做出了更高的要求, 贵公司的检测设备是如何收集数据并对产品进行追溯呢?
李冰瓯:海富的检测设备通常都有90天的相关数据储存, 并可选择将相关数据导入到管理者的PC机, 完全满足企业质量部门的追溯需求。
记者:当前, 检测设备行业发展迅速, 市场竞争激烈, 视觉检测、X射线检测、金属检测设备层出不穷。海富如何让自己在纷繁复杂的市场中立于不败之地?食品饮料行业在中国处于稳步上升态势, 海富作为一家包装检测设备生产企业对未来的发展有怎样的规划?
李冰瓯:由于市场需求增多, 各类检测设备的公司也愈来愈多, 其实对消费者来说这是好事。对于海富公司而言我们主要依靠的是技术及创新, 在线检测设备方面海富有二次开发的X射线发生器及专利的设计, 这样能够保证放射量低的前提下也能可靠提高检测精度, 同时, 图像处理也是海富的核心技术之一, 这些技术和设计保障了在线检测设备的可靠稳定运行。