54Научно-технические разработки

предыдущая статья | оглавление | в архив | следующая статья



Секреты синей студии (виртуальные студии изменяют телевидение)


М. Мирошников Теле-Спутник - 4(6) Апрель 1996 г.


Работникам телевидения хорошо известен прием комбинированной съемки, когда телекамера снимает ведущего телепрограммы на синем фоне, а затем на этот фон "накладывается" подходящая картинка, фотография или слайд. В советские времена так работала вечерняя программа новостей Центрального Телевидения "Время". Сейчас такой прием используется, например, в "Прогнозе погоды": мы видим, как диктор рассказывает о погоде в стране и указывает рукой на карту региона, затем мы видим другой регион страны, третий, в реальности же диктор стоит на фоне синей стены и отслеживает свои движения по расположенному перед ним монитору, на который подается "суммарное" изображение с географической картой.



В виртуальной студии во время съемок.

Теперь возьмем большую (размером как минимум 6 на 6 метров) студию с синими стенами и полом, будем снимать в ней артиста в полный рост несколькими телекамерами (рис. 1), причем пусть артист как можно больше перемещается по студии, камеры будут следовать за артистом, менять планы, режиссер будет переключаться с одной камеры на другую. Тогда если мы "добавим" к снятому изображению созданные средствами компьютерной графики ("виртуальные") декорации, так, что при движении артиста, движении камеры или изменении плана компьютерная декорация будет трансформироваться сообразно этому движению (как если бы действие происходило в реальных декорациях), то данное "чудо техники" можно назвать виртуальной телевизионной студией.

Для реализации идеи виртуальной студии требуются работающие с видеоизображениями сверхмощные компьютеры, современное программное обеспечение, роботизированные прецизион-ные платформы, способные передвигать телекамеры по заданным траекториям и передавать в компьютеры информацию о точном местоположении и настройке телекамер, высокоскоростная сеть обмена информацией, способная эффективно объединить несколько компьютеров, платформ и телекамер.



Необычные декорации, созданные в виртуальной студии.

Возможности у виртуальных студий безграничны, как безгранична человеческая фантазия. При съемке обычно работает несколько телевизионных камер, каждой камере сответствует "своя" трехмерная виртуальная декорация. Декорация может быть создана любая - от обычных комнат, пейзажей, до фантастических космических объектов или древних замков (рис. 2). Декорации могут мгновенно меняться даже в прямом эфире - естественно, такие эффекты под силу только виртуальным студиям. Кроме того, если разместить на полу студии метки , местонахождение которых соответствует, например, дверям в двух разных виртуальных декорациях, то возможно создание более сложного эффекта: подходя к метке, артист "находится" в одной декорации (например, в комнате), а когда он перешагнет через метку, режиссер переключится на другую декорацию и артист выйдет из виртуальной двери уже в другой комнате или на другой планете - все зависит от творческого замысла режиссера. Вообще говоря, метки на полу очень помогают артисту контролировать свои перемещения, поскольку фактически съемка проходит в большом синем зале и артист может увидеть свое местонахождение относительно виртуальных декораций только на экране монитора.

Использование виртуальных студий очень оживляет программы новостей. Диктор передвигается по студии, в это время оператор меняет декорации сообразно темам сюжетов. В спортивных новостях диктор может оказаться на стадионе, тут же на экране компьютер сгенерирует таблицу с результатами матчей. В образовательных программах ведущий может быть помещен внутрь прибора, о котором идет рассказ, или даже в жерло вулкана.



Интерактивная телевизионная игра в виртуальной студии.

Еще одной сферой применения виртуальных студий являются телевизионные игры, особенно интерактивные игры (рис. 3). В студии создаются интересные виртуальные декорации, и в декорациях могут быть расположены, например, несколько виртуальных экранов, по которым демонстрируются известные музыкальные клипы. Для того, чтобы сообщить в студию название своего любимого клипа, телезритель позвонит по телефону, приложит "бипер" к телефонной трубке и нажмет кнопку, соответствующую номеру экрана. Компьютер отреагирует на звонок, и выбранный экран мгновенно "выпадет" из общего ряда или увеличится в размерах.



Диктор и "желтый человечек" встретились в прямом эфире.

Виртуальные студии предоставляют еще одну необычную возможность. Если разместить на теле артиста датчики перемещения, то компьютер сможет симулировать какой-либо другой объект, повторяющий движения человека и замещающий его на экране. Тогда рядом с ведущим программы вместо артиста появится, предположим, смешное желтое существо, разговаривающее и размахивающее руками (рис. 4). Ну и, конечно, с такими объектами можно проводить всевозможные графические трансформации и превращения (например, за несколько секунд сделать из мухи слона).



Новости экономики из виртуальной студии.

Неотъемлемым свойством виртуальных студий является непрерывное движение. При отсутствии в кадре динамики применение студий теряет смысл. Поэтому изменяется здесь при съемке и монтаже все: перемещаются камеры, двигаются актеры, постоянно чередуются и трансформируются декорации. Даже линии графиков в экономической программе новостей появляются не сразу, а медленно "вырастают" и вращаются, пока ведущий делает сообщение (рис. 5).

Съемки в виртуальной студии во многих случаях могут стать экономически гораздо выгоднее обычных павильонных съемок несмотря на огромную стоимость оборудования, поскольку здесь не надо строить "реальные" трехмерные декорации и менять их для новых сюжетов. В виртуальных студиях можно сни-мать и кинофильмы, например, когда требуется ввести в кадр множество спецэффектов.

Во всем мире разработки виртуальных студий начались около 4 лет назад. В Германии разработки велись в рамках государственной программы, на осуществление которой было выделено около 200 млн немецких марок. Студия как готовый продукт впервые была продемонстрирована в 1994 году в Амстердаме на выставке IBC и считается на сегодня лучшей в мире, что в очередной раз доказывает несомненную пользу государственной поддержки крупных проектов.

Все виртуальные студии являются плодом интеграции нескольких крупных компаний, каждая из которых предоставляет свою передовую технологию. Основные немецкие работы проводились в Гамбурге компанией IMP, использовавшей в проекте свое графическое программное обеспечение VAPOUR. Проект предусматривает применение графических суперкомпьютеров ONYX американской фирмы Silicon Graphics, поскольку эта система способна симулировать реа-листичные и постоянно меняющиеся декорации.

Минимальная конфигурация компьютера ONYX для применения в виртуальной студии составляет 4 процессора R4400, работающих с тактовой частотой 200 МГц, 256 МБайт оперативной памяти, 16 МБайт текстурной памяти, блок SIRIUS VIDEO для ввода и вывода изображения.

Еще одной важной компонентой виртуальных студий являются платформы для закрепления телекамер. В немецком проекте используются роботизированные платформы английской фирмы Mark Roberts Motion Control. Эти платформы имеют большую массу и снабжены манипулятором для перемещения телекамеры на высоту до 5 метров выше уровня пола со скоростью до 2 м/с. Платформы Motion Control обеспечивают большую точность многоосевого движения камеры и обмен координатами камеры с компьютером. Платформа способна повторить сложную траекторию камеры для совмещения "живого" изображения с заранее созданной трансформирующейся виртуальной декорацией (в которой перемещается "виртуальная" камера ) либо передавать в компьютер координаты камеры в режиме прямого эфира для синхронной трансформации декорации.

Компьютеры, платформы и телекамеры объединяются высо-коскоростной сетью обмена данными HIPPI со скоростью обмена 800 Мбайт/с.

История виртуальных студий пишется буквально на глазах, об этом говорят некоторые даты из "виртуального" календаря. Так, первые программы новостей с использованием виртуальных декораций вышли в живой эфир 9 и 10 июля 1995 года в Гамбурге; впервые виртуальная студия использовалась в интерактивной телевизионной игре 29 мая 1995 года, теперь эта ежедневная игра постоянно применяет виртуальную студию в своих декорациях; первые официальные продажи виртуальных студий зафиксированы в декабре 1995 года.

Работать виртуальные студии могут в трех основных режимах:

  • On air - режим прямого эфира.
  • On tape - режим записи на видеопленку с последующим монтажом в компьютере. Звук в этом режиме может дописываться уже не в реальном времени.
  • On disk - режим записи сформированного виртуальной студией изображения на жесткие диски компьютера. Видеоматериал при этом становится доступным для электронного монтажа сразу после съемки, без дополнительных перезаписей и оцифровок.



Это очень важно при выпуске оперативных программ. Понятно, что режим прямого эфира является наиболее сложным и в то же время наиболее динамичным режимом работы.

Здесь недопустимы сбои в работе типа зависания компьютера или попадания в поле зрения камер чего-либо кроме дикторов на фоне синих стен. Для работы в режиме прямого эфира минимальная конфигурация студии, позволяющая ощутить все "прелести" виртуальной реальности, составляет 2 телевизионных камеры, одна из них обязательно на движущейся платформе. Работу камер должны поддерживать 3 компьютера ONYX - по од-ному компьютеру на каждую камеру и третий подстраховочный компьютер на случай зависания одного из основных. При расширении конфигурации студии к третьему компьютеру может быть подключена еще одна телекамера. Сейчас права на немецкую разработку принадлежат канадской компании Discret Logic Inc. Кроме этой разработки в мире известно еще несколько виртуальных студий, например, в Испании и в Израиле.

Посмотрим теперь, какие виртуальные студии создаются за океаном, в Соединенных Штатах Америки. Здесь такие студии используются преимущественно в индустрии развлечений. Первая в США виртуальная студия, созданная компанией GTE Main Street, начала работу в августе 1995 года в Санта-Монике, Калифорния. Студия работает на основе ONYXов и главной своей целью ставит производство программ для интерактивного телевидения как в записи, так и в прямом эфире. В американской студии телекамеры установлены на платформах Ultimatte Memory Heads. Основной упор компания делает на видеошоу. В одном из шоу под названием "Кафе "Бессонница" показываются приглашенные на ужин в студию гости, в то время как на заднем плане возникают декорации, относящиеся к событиям прошедшего дня. Второе шоу - это игра, во время которой телезвезда, ведущая программу, попадает в зависимости от развития событий в разнообразное меняющееся виртуальное окружение. Обратная связь пользователей кабельного телевидения, подписавшихся на данные программы, со студией осуществляется по телефонным линиям, но в будущем планируется наладить двухстороннюю связь по кабелю.



Кроме интерактивных игр американцы нашли еще одно интересное применение для виртуальных студий. Фирма Advance Multimedia Corporation будет с их помощью создавать (по договоренности с компанией MicroSoft) серию компьютерных мультимедиа-программ под общим названием DiscoverWare для обучения пользователей таких программных средств, как Windows95, Excel или Lotus 1-2-3. Обучающие программы используют "живое видео", звук и графические средства. Обучать пользователей будет известная в США телеведущая. Advance собирается производить 2 версии программы DiscoverWare для изучения прог-раммного пакета Office-95 фирмы MicroSoft: версия для профессионалов по цене около 190 долларов и для рядового потребителя по цене около 30 долларов.

Возвращаясь в Европу, обратимся к нашей родной стране. Россия в деле развития виртуального телевидения старается находиться на передовых рубежах науки и технологии. Пионером внедрения виртуальных студий в России является известная московская компания "Б.С.ГРАФИКА". У нее уже есть созданные в виртуальной студии программы, но пока они делаются в Гамбурге. Первая в России виртуальная студия с синей комнатой размерами порядка 14 на 7 метров в ближайшем будущем будет создана в павильоне на киностудии "Мосфильм". Студия будет основываться на программном обеспечении VAPOUR фирмы Discreet Logic, т.е. будет одной из лучших в мире. Режиссером Андреем Кончаловским планируется создание отечественного худо-жественного фильма с использованием ряда технологий виртуальной студии.

Виртуальные телестудии способны в ближайшие несколько лет полностью изменить облик телевидения, принципы производства и построения телепрограмм. Возможно, в скором будущем большинство павильонов кино и телестудий будут представлять собой пустые залы с синими стенами и полом. И в это же время будут создаваться телепередачи и фильмы с очень динамичными декорациями, местами фактически неотличимыми от реальности, а местами фантастически нерельными.



 
Теле-Спутник Апрель 1996
наверх
 



Уважаемые посетители!
В связи с полной реконструкцией Архива, возможны ситуации, когда текст будет выводиться не полностью или неправильно (отсутсвие статей в некоторых номерах это не ошибка). Если заметите какие-то ошибки, то, пожалуйста, сообщите нам о них. Для связи можете воспользоваться специальной формой:

Номер журнала: *
Страница: *
Дополнительные сведения: *
Желательно четко опишите замеченную проблему - это поможет быстрее ее решить.
Мы не отвечаем на вопросы! Их следует задавать на нашем форуме!
Антиспам: * Нажмите мышкой на синий квадрат:


Поля, помеченные звездочкой (*)
обязательны для заполнения





Новый сайт