Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Виртуальная реальность

В рубрику "Новые продукты" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Дмитрий Иванов
Директор по маркетингy ОАО " Видео-Софт"

Виртуальная реальность

“Ложки нет", так же как и многого другого, что телезритель может увидеть на экране. Виртуальные студии все больше используются пpи создании телевизионных программ. Но создание настоящей иллюзии требует немалых сил и средств. Представление о том, какими средствами достигается создание "матрицы", может существенно отличаться от действительности

2006 или 1976?

Синий "задник", простенький компьютер дпя формирования "подложки", видеомикшер со встроенным хромакейером - вот минимальный "джентльменский набор" телевещателя, имея который последний может гордо заявлять об обладании виртуальной студией. Неподвижные кaмеры, "приклеенные" к стульям дикторы, статичный или слегка анимированный "зaдник" - все, кaк в программе "Время" 1980-х гг., только вместо фотографии на "зaдник" подкладывается изобрaжение, формируемое компьютером. Имеет ли право такое решение называться виртуальной стyдией? К разочарованию многих, с полной уверенностью должен зaявить, что нет. Полноценное решение должно создать y зрителя пол-. ное ощyщение того, что в студии находятся реальные предметы, а сцена (дaже если она никак не мот быть организована в действительности) должна производить впечатление настоящей. И кaмеры, и дикторы должны иметь возможность передвигаться в прострaнстве стyдии, а элементы сцены "жить своей жизнью". Естественно, что реализация этих возможностей требует применения соответствующих технических средств.

Структура виртуальной студии

Полноценная виртуальная студия включает в себя как минимум следующие компоненты:

  • системы определения положения камеры в пространстве (а также параметров объектива, zoom/focus);
  • процессоры виртуальной реальности, генерирующие изображение виртуальной студии "с точки зрения" каждой камеры;
  • системы рир-проекции и комбинирования изображений от камер и процессоров.

Системы определения положения камеры

Определение положения камеры в виртуальной студии - сложная техническaя зaдача, которaя, на мой взгляд, до сих пор не имеет изящного и недорогого решения. Подходы к ее решению могут быть принципиaльно различными:

  • внедрение в изображение маркеров, которые обрабатываются специальным процессором, определяющим положение камер (Orad);
  • некое подобие "GPS в миниатюре": в пространстве стyдии устанавливаются активные маркеры, а на камере - специальный приемник (Orad);
  • использование оптомеханических датчиков положения (Vinten/Radamec), датчиков настроек объектива. Идеальный вариант - использование моторизованных пьедесталов, роботизированных головок для видеокамер.

Возможны и оригинальные комбинации: например, в системе Free-D (Vinten/Radamec) используютcя датчики, крепящиеся к объективу, а для определения положения камеры - специальнaя камера, направленная на потолок. Весь потолок стyдии равномерно заполняется пассивными маркерами, а определение положения камеры выполняетcя c помощью специального процессора.

В целом подход, связанный с обработкой видеосигнала, дешевле и проще в реализации, но использование оптомеханических датчиков дает гораздо более точные и стабильные результаты. Чем выше точность определения координат и больше степеней свободы движения камеры, тем выше стоимость системы определения положения камеры, причем стоимость таких систем может даже в несколько раз превышать стоимость самой камеры.

Процессоры виртуальной реальности (Virtual Reality Engines)

Лет 5-10 назад для формирования 3D-сцен в реальном времени требовалось использовать весьма дорогостоящие системы (SGI Onyx и т.п.), но сегодня положение изменилось. Современные 3D-акселераторы (NVidia, ATI) С легкостью справляются со сценами, состоящими из десятков и сотен тысяч полигонов, в реальном времени рассчитывают тени, блики, эффекты и могут формировать картинку вещательного качества (по крайней мере, если речь идет о стандартном разрешении). Большинство современных процессоров - это, по сути, обычные компьютеры, оборудованные мощным 3D-акселератором и программным обеспечением, формирующим изображение "с точки зрения" подключенной камеры. Кроме того, процессоры "управляют" поведением элементов сцены - их движением, появлением, исчезновением и т.п.

Дополнительновнyтрь сцены могут быть внедрены один или несколько внешних видеосигналов (например, внутри "нарисован-ной" плазменной панели может воспроизводиться изображение от внешнего источника).

Управление процессорами осуществляется одновременно и централизованно от общей "панели", с которой осуществляется загрузка декораций, настроек, калибровка камер и другие задачи.

Рир-проекция

Качественная рир-проекция (по цвeтy или по яркости) - половина успеха. В большинстве случаев использование специальных систем (таких, как Ultimatte) обеспечивает лучший результат, чем использовaние хромакейеров,встроенньпгв видеомикшеры. "Тони" настройка этих устройств позволяет сохранить в кадре тени, сделать границы междy выделенным изображением и фоном сглаженными и избежать "засветки" пограничных участков изобрaжения. Качество рир-проекции тесно связано с корректной настройкой освещения в студии (см. ниже).

Вспомогательные элементы

Помимо устройств, перечисленных выше, понадобятся как минимум еще и линии задержки видеосигнала на один/несколько кров, подключаемые к видеокамерам. Их применение обусловлено тем, что датчики положения камер, как прaвило, имеют задержку "реакции" и их показания необходимо усреднять для избежания эффектов дрожания камер. Кроме того, процессоры также формируют изображение с некоторой задержкой после считывания показания датчиков.

Естественно, также потребуется и некоторое оборудование для интеграции системы в единое целое.

Дизайн

Виртуальные декорации во много рaз дешевле нacтoящих, а ин замена сводится к простому нажатию кнопки. Использование виртуальных декораций производит мощный визуальный эффект, можeт привлечь внимание зритeля к программе и, следовательно, повысить рейтинг телеканала. Но использование виртуальной студии не отменяeт необходимости качественного ди зaйна, привлечения профессионалов для создания оригинальных виртуальных декорaций. Требования к хорошему вкусу и стилю здесь даже выше, чем при съемках в обычной стyдии, тaк как художники не ограничены ин реализуемостью декорaций, ни физическими материалами. Перенасыщеиность сцены предметами и эффектами может иметь и обратный эффект: зритель будeт не в состоянии воспринимать собственно содержание программы, так как его внимание будет приковано к сцене.

Освещение

Непростой задачей является и освещение стyдии, требующее аккуратного подхода - в противном слyчае выполнить качественную рир-проекцию будет невозможно. Общая рекомендация производителей осветительногo оборудования такова - использовать 3 типа источников: фоновый свет для равномерного, но неяркого освещения зaдника, контровой и заливающий свет для освещения собственно студии и дикторов. Использование любых узконаправленных источников может создать проблемы пpи рирпроекции, а также ограничивать свободу передвижения дикторов в стyдии. В общем,главное пpавило при освещении - не переусердствовать.

“Красная таблетка или синяя?”

Как видите, создать полноценную виртуальную стyдию не так уж просто. Добрую половину тонкостей из-за соображений разумного объема статьи пришлось опyстить. Впрочем, нельзя не заметить, что создать такую стyдию сегодня обойдется на порядок дешевле, чем 5-10 лет назад. A если к этой теме активно подключатся российские разработчики, то полноценные виртуальные стyдии могут стать вполне доступными для многих телекомпаний.

Опубликовано: Журнал "Broadcasting. Телевидение и радиовещание" #3, 2006
Посещений: 15282

Статьи по теме

  Автор

Дмитрий Иванов

Дмитрий Иванов

Главный специалист Snell & Wilcox

Всего статей:  11

В рубрику "Новые продукты" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций