MarianaVS虛擬演播室系統(tǒng)

Mariana.VS虛擬演播室系統(tǒng)一、系統(tǒng)總體需求分析1.1系統(tǒng)應(yīng)用需求傳統(tǒng)演播室的工作流程中，場(chǎng)景和燈光需要實(shí)際搭建，在實(shí)景制作、不同欄目之間的實(shí)景更換、實(shí)景修改等方面都存在著很大的局限性。同時(shí)，搭建實(shí)景拍攝無(wú)法在背景中加入很多動(dòng)感的元素，整個(gè)節(jié)目畫面比較呆板，無(wú)法給予電視觀眾視覺(jué)上的享受和視覺(jué)沖擊力。另一方面是搭建實(shí)景演播室會(huì)使得工作量增加、材料浪費(fèi)嚴(yán)重、工作效率降低、不利于消防安全等。因此現(xiàn)在很多使用者在設(shè)計(jì)演播室方案時(shí)，都會(huì)開始考慮使用虛擬演播室來(lái)制作節(jié)目。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖文圖像技術(shù)、傳感跟蹤技術(shù)、色鍵處理技術(shù)水準(zhǔn)的高速發(fā)展，國(guó)內(nèi)虛擬演播室技術(shù)的功能日趨完善，系統(tǒng)日趨穩(wěn)定，現(xiàn)虛擬演播室系統(tǒng)已經(jīng)被越來(lái)越多的應(yīng)用于電視制作機(jī)構(gòu)的各類欄目的制作和創(chuàng)作中。1.1.1用于多檔欄目制作虛擬演播室系統(tǒng)可以導(dǎo)入不同類型的虛擬場(chǎng)景，如：新聞、訪談、體育、氣象、課件制作、專題報(bào)導(dǎo)等?？梢源蚱苽鹘y(tǒng)制作手段，自由創(chuàng)作三維虛擬場(chǎng)景，充分發(fā)揮人們的無(wú)限創(chuàng)意。這樣，勢(shì)必減少演播室數(shù)量需求，減少傳統(tǒng)設(shè)備需求。1.1.2提升節(jié)目制作效率在虛擬演播室系統(tǒng)中，能對(duì)三維場(chǎng)景以及場(chǎng)景中物體的形狀、位置、紋理、虛擬燈光效果、特技、動(dòng)畫等等屬性都可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整。在時(shí)效性欄目中，快速直觀的修改和編輯三維場(chǎng)景可以讓用戶在很短的時(shí)間內(nèi)完成背景的調(diào)整，大大提升了節(jié)目制作的效率和效果。1.1.3欄目改版我們?cè)S多電視節(jié)目制作機(jī)構(gòu)在欄目改版的時(shí)候犯難，虛擬演播室系統(tǒng)可以很好的為使用者解決這個(gè)問(wèn)題。引入的多種多樣的三維元素、動(dòng)感的效果、強(qiáng)烈的視覺(jué)沖擊力、仿佛身臨其境的粒子效果 ，給我們的欄目改版提供一個(gè)最可靠的制作工具。1.1.4加入廣告內(nèi)容傳統(tǒng)演播室如要加入指定的廣告內(nèi)容往往是件困難的事，虛擬演播室系統(tǒng)可以允許在三維場(chǎng)景中的任意位置，添置各種形態(tài)，各種變幻，靜動(dòng)結(jié)合的廣告內(nèi)容。1.2系統(tǒng)安全性需求虛擬演播室系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)日常節(jié)目制作，其安全性至關(guān)重要。系統(tǒng)應(yīng)具有極高的運(yùn)行可靠性，具有檢錯(cuò)能力，并具備完善的應(yīng)急方案，且應(yīng)急操作安全、快捷。備份系統(tǒng)（包括信道）要有獨(dú)立性，防止主系統(tǒng)出故障時(shí)對(duì)備份系統(tǒng)造成影響。同時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的各關(guān)鍵因素要有嚴(yán)格的監(jiān)控和管理手段。系統(tǒng)安全性完全滿足下述具體要求：1.2.1系統(tǒng)架構(gòu)的安全可靠；1.2.2軟件系統(tǒng)的安全可靠；安全性設(shè)計(jì)主要從以下方面考慮：系統(tǒng)的健壯性，需要從硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件、通信介質(zhì)、布線規(guī)范和電源供給等多方面加以考慮；1.3系統(tǒng)擴(kuò)展性需求隨著系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)功能的不斷完善，系統(tǒng)所要處理的數(shù)據(jù)量也會(huì)相應(yīng)增長(zhǎng)，因此在選擇設(shè)備要有超前意識(shí)，選擇擴(kuò)展性好的機(jī)型，從而保護(hù)客戶的長(zhǎng)期投資1.3.1性能指針?lè)矫婕靶阅芴嵘龑?duì)于指針?lè)矫娴目紤]，系統(tǒng)在圖形工作站配置、I/O視頻處理卡性能、整個(gè)系統(tǒng)信號(hào)指針是否達(dá)標(biāo)等。同時(shí)充分考慮日后系統(tǒng)在架構(gòu)升級(jí)的情況、軟件升級(jí)、性能和功能持續(xù)提升等等方面。1.3.2業(yè)務(wù)調(diào)整設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用靈活的模塊化設(shè)計(jì)理念，能夠滿足電視臺(tái)隨著時(shí)間的推移，業(yè)務(wù)方面的調(diào)整。1.3.3新技術(shù)與新業(yè)務(wù)的應(yīng)用支持1.3.4虛擬演播室系統(tǒng)的拓展應(yīng)用，如虛擬廣告系統(tǒng)應(yīng)用等。二、相關(guān)虛擬演播室技術(shù)介紹虛擬演播室是在色鍵系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。傳統(tǒng)的色鍵(Chroma-Key)合成系統(tǒng)是電視節(jié)目制作中常用的合成手段，它的原理就是將主持人或演員置身于藍(lán)色背景前表演，然后利用色鍵合成器的色鍵功能將前景圖像中的色度與其作背景的彩色幕布的色調(diào)差別作為形成鍵控電壓的依據(jù)，并利用此電壓去"摳"插入畫面，然后再將前景圖像填入畫面，這樣就將主持人從藍(lán)色背景中分離出來(lái)，用其它的畫面作為背景填充藍(lán)色部分，形成一幅天衣無(wú)縫的合成畫面。這種系統(tǒng)現(xiàn)在在電視制作中應(yīng)用得非常普遍，但是它有一個(gè)主要的不足之處在于：前景在運(yùn)動(dòng)，但背景卻不能作出與前景運(yùn)動(dòng)相應(yīng)的動(dòng)作。也就是說(shuō)，傳統(tǒng)的色鍵扣像不能保持住在背景和前景之間存在的空間位置關(guān)系，使得前景沒(méi)有"溶入"到背景中，從而限制了傳統(tǒng)的色鍵扣像的應(yīng)用范圍。虛擬演播室基于傳統(tǒng)的色鍵扣像合成系統(tǒng)，卻突破了傳統(tǒng)色鍵扣像系統(tǒng)的限制，消除了攝像機(jī)拍攝的前景畫面不能與場(chǎng)景畫面同步運(yùn)動(dòng)的致命弱點(diǎn)，做到真實(shí)的演員能深入到虛擬的三維場(chǎng)景中，并能與其中的虛擬對(duì)象實(shí)時(shí)交互。一般來(lái)說(shuō)，一套典型的虛擬演播室系統(tǒng)一般由三個(gè)子系統(tǒng)組成：攝像機(jī)跟蹤系統(tǒng)、虛擬場(chǎng)景生成系統(tǒng)及視頻色鍵合成系統(tǒng)。2.1攝像機(jī)跟蹤系統(tǒng)攝像機(jī)在拍攝過(guò)程中有水平角PAN、俯仰角TITLE、鏡頭變焦ZOOM、聚焦FOCUS等變化，這些參數(shù)的改變會(huì)引起所攝圖像視野與視角的改變，為了模擬人物所在的三維環(huán)境，高性能的圖形工作站必須根據(jù)這些參數(shù)不斷調(diào)整三維視圖。而攝像機(jī)跟蹤系統(tǒng)的作用正是獲取攝像機(jī)的位置信息和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)的跟蹤真實(shí)攝像機(jī)，以保證攝像機(jī)前景畫面與高性能的圖形工作站場(chǎng)景畫面"聯(lián)動(dòng)"。目前虛擬演播室的固定機(jī)位攝像機(jī)跟蹤系統(tǒng)主要有以下兩種方式:1)基于圖形分析系統(tǒng);該方式需要把一個(gè)精確的網(wǎng)絡(luò)圖案以兩種不同的藍(lán)色形狀繪制于藍(lán)背景上，通過(guò)攝像機(jī)識(shí)別這種圖案并與計(jì)算機(jī)跟蹤軟件預(yù)先確定的模型進(jìn)行對(duì)比，以確定物體與虛擬背景的透視關(guān)系及距離。采用圖像分析法存在很多不足之處，最主要的是：由于這種方式要對(duì)圖像進(jìn)行分析、計(jì)算，所以數(shù)據(jù)處理時(shí)間長(zhǎng)，加大了視頻延時(shí)量。因此，虛擬演播室使用視頻和音訊延遲硬件以達(dá)到同步，視頻延時(shí)量在8-12幀。許多用戶因?yàn)檫^(guò)長(zhǎng)的延時(shí)導(dǎo)致拍攝時(shí)很少使用跟蹤系統(tǒng)。用這種方式獲得的攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的精度比機(jī)械傳感器的精度低。當(dāng)參考點(diǎn)不在當(dāng)前視野時(shí)，跟蹤系統(tǒng)有可能失去方向，必須準(zhǔn)確知道參考點(diǎn)的坐標(biāo)，使攝像機(jī)移動(dòng)時(shí)維持住正確的相對(duì)位置。在藍(lán)室內(nèi)標(biāo)記參考點(diǎn)也不是一件容易的事情，這種精確的藍(lán)色圖案必須被繪制在藍(lán)背景之上，它必須有別于藍(lán)底，這種藍(lán)色網(wǎng)格圖案在制作色鍵過(guò)程的陰影很難處理，同時(shí)合成后又應(yīng)該是不可見的。攝像機(jī)拍攝不能垂直于藍(lán)色網(wǎng)格圖案，必須偏離30度角以上，否則不能準(zhǔn)確定位。另外，這種藍(lán)色網(wǎng)格圖案很難保持良好的鍵質(zhì)量。當(dāng)攝像機(jī)散焦或者攝取畫面中圖像信息量過(guò)少時(shí)，系統(tǒng)無(wú)法正常工作。為了保持精確的跟蹤，攝像機(jī)的焦點(diǎn)必須始終保證在網(wǎng)格上，真實(shí)的演員有時(shí)會(huì)顯得模糊。鑒于上述須待解決的若干問(wèn)題，網(wǎng)格識(shí)別方案在目前的虛擬演播室系統(tǒng)中使用的不多。2)基于機(jī)電傳感器的系統(tǒng)；這種攝像機(jī)跟蹤系統(tǒng)采集攝像機(jī)的位置及透視數(shù)據(jù)，它通常被安裝在三角架或基座之上。為測(cè)量攝像機(jī)的鏡頭運(yùn)動(dòng)參數(shù),需要在攝像機(jī)鏡頭上安裝附加裝置。聚焦Focus和變焦ZOOM傳感器，附于鏡頭的聚焦齒輪和變焦齒輪處。這個(gè)裝置中包含有傳感器和有關(guān)電子裝置，稱為鏡頭運(yùn)動(dòng)參數(shù)編碼器。這是一種精確的旋轉(zhuǎn)編碼器。鏡頭編碼器通過(guò)托架與鏡頭上變焦環(huán)和聚焦環(huán)的齒輪緊密咬合。當(dāng)變焦環(huán)或聚焦環(huán)發(fā)生位置變化時(shí),編碼器能夠檢測(cè)出上、下、左、右擺動(dòng)的細(xì)微角度并將其編碼輸出。信息數(shù)據(jù)通常通過(guò)一些序列接口類型如RS-232或RS-422傳送給計(jì)算機(jī)。攝像機(jī)的地面位置X、Y也可用類似的編碼器方式測(cè)量，即用相應(yīng)的傳感器檢測(cè)攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng),并對(duì)其參數(shù)值進(jìn)行編碼。X、Y跟蹤器傳感攝像機(jī)全方位的信息,可以裝在滑軌或升降架上。利用機(jī)械跟蹤方式克服了圖形識(shí)別方式的缺點(diǎn),有許多優(yōu)點(diǎn),主要有：測(cè)量攝像機(jī)參數(shù)可以達(dá)到非常精確，旋轉(zhuǎn)角度可以達(dá)到0.001°，移動(dòng)距離可以達(dá)到1毫米的精確度,數(shù)據(jù)處理時(shí)間短。單顏色藍(lán)背景，無(wú)需用戶繪制背景墻，很容易照亮藍(lán)色背景而不用擔(dān)心照亮網(wǎng)格。攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)不受限制，因此允許攝像機(jī)有更好的拍攝角度。演員在藍(lán)色舞臺(tái)范圍內(nèi)可以任意速度自由活動(dòng)，不受限制。跟蹤資料沒(méi)有延時(shí)。攝像機(jī)可以60Hz速率進(jìn)行搖移、俯仰及變焦，無(wú)需額外的工作站處理跟蹤信息。在合成拍攝過(guò)程中可以很容易處理陰影，無(wú)需進(jìn)行額外的修補(bǔ)不足之處。虛擬場(chǎng)景生成系統(tǒng)虛擬演播室的場(chǎng)景是由專業(yè)軟件創(chuàng)作的二維或三維圖形CG(ComputerGraphics)，即虛擬場(chǎng)景。虛擬演播室的場(chǎng)景是高性能的圖形工作站繪制的圖形，高性能的圖形工作站繪圖有二維和三維之分，因而虛擬場(chǎng)景也有二維和三維之分，二維場(chǎng)景沒(méi)有厚度，只是一個(gè)平面圖形，所以二維虛擬場(chǎng)景只能作為背景平面，出現(xiàn)在真實(shí)人物的后面，而三維虛擬場(chǎng)景中的景物具有Z方向的厚度，是立體的，以背景中的一個(gè)長(zhǎng)方體為例，長(zhǎng)方體是一種六面體，其底面和背面一般是看不見的。然而隨拍攝角度的不同，有可能看見其正面，側(cè)面和頂面。因此在高性能的圖形工作站中，其正面、側(cè)面和頂面的圖像都分解為像素的形式，保存在內(nèi)存中，當(dāng)攝像機(jī)處于任意的角度位置時(shí)，高性能的圖形工作站即進(jìn)行計(jì)算，獲得相應(yīng)的畫面。同時(shí)，三維的場(chǎng)景中，虛擬景物既能作為真實(shí)人物的前景出現(xiàn)，也能作為背景出現(xiàn)如圖，這樣在視覺(jué)效果上更具縱深感，更加真實(shí)。顯然對(duì)于圖形工作站的運(yùn)算能力、運(yùn)算速度提出了很高的要求。當(dāng)然還必須進(jìn)一步考慮許多細(xì)節(jié)問(wèn)題，比如燈光和陰影的問(wèn)題，當(dāng)攝像機(jī)改變其取向位置時(shí)，根據(jù)照明條件，陰影部分將發(fā)生相應(yīng)的變化，背景畫面應(yīng)該能夠反映出這種變化。視頻合成系統(tǒng)；虛擬演播室系統(tǒng)視頻合成的基本技術(shù)是色鍵摳像，攝像機(jī)拍攝的藍(lán)箱前的真實(shí)景物：通過(guò)色鍵器進(jìn)行摳像處理，與高性能的圖形工作站生成的虛擬場(chǎng)景合成一個(gè)畫面。那么在進(jìn)行合成是需要考慮兩方面的技術(shù)：(1)深度合成技術(shù)虛擬演播室的一個(gè)基礎(chǔ)就是前景和背景合成的時(shí)候，前景的演員可以被背景的內(nèi)容覆蓋，同時(shí)為了豐富畫面的拍攝效果，還需要考慮虛擬物體的遮擋效果，這一般都采用深度合成技術(shù)。所謂深度就是虛擬物體與實(shí)際演員的前后遮擋關(guān)系，這一種技術(shù)要考慮兩路鍵信號(hào)的深度信息，就可以讓背景的內(nèi)容在演員前面。這不同于二維圖像的層技術(shù)。因?yàn)槭侨S圖像的各像素都帶有深度信息，而且各像素還有與攝像機(jī)的距離的信息，由這兩部分的信息決定前景和背景的像素的可見性。這樣就可以實(shí)現(xiàn)虛擬場(chǎng)景的遮擋效果：使主持人可以自由的在虛擬場(chǎng)景中的虛擬物體之間穿越，大大豐富了拍攝和畫面的表現(xiàn)手法。(2)同步技術(shù).要使攝像機(jī)的前景畫面和虛擬場(chǎng)景天衣無(wú)縫的合成，需要讓虛擬演播室系統(tǒng)中所有的設(shè)備接受外同步鎖定，這樣才能保證在進(jìn)行實(shí)時(shí)合成時(shí)，高性能的圖形工作站根據(jù)傳感系統(tǒng)的參數(shù)變化實(shí)時(shí)提供相應(yīng)的虛擬場(chǎng)景，并與攝像機(jī)前景信號(hào)精確同步合成。三、Mariana.VS虛擬演播室先進(jìn)技術(shù)Mariana.VS虛擬演播系統(tǒng)是全新一代虛擬產(chǎn)品，是結(jié)合三維虛擬演播室技術(shù)、三維圖文技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，在Mariana.VS虛擬演播室基礎(chǔ)上開發(fā)的全新一代高性能、高穩(wěn)定性的三維虛擬演播室系統(tǒng)，突破原有虛擬演播室在渲染能力和質(zhì)量上的限制，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。3.1Mariana.VS虛擬演播室系統(tǒng)架構(gòu)新一代的Mariana.VS虛擬演播室系統(tǒng)擁有開放式、外掛程序式的整體架構(gòu)。整個(gè)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)齊備而龐大，采用應(yīng)用軟件外掛程序結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)包括：虛擬演播室渲染引擎(VSPlayer)、虛擬場(chǎng)景/模板設(shè)計(jì)器(Designer)、虛擬演播室控制播出器(VSControl)三大組成部分。3.1.1Maraina渲染引擎Mariana三維渲染引擎充分開發(fā)現(xiàn)代圖形處理硬件的可程序設(shè)計(jì)能力，利用GPU高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言開發(fā)的全新三維渲染引擎，充分利用了GPU在浮點(diǎn)運(yùn)算、并行運(yùn)算、高效紋理處理、向量運(yùn)算方面的能力實(shí)現(xiàn)絢麗的圖文效果，包括以前在CPU上實(shí)現(xiàn)的圖文處理算法都移植到GPU上以獲得更高的效率。系統(tǒng)采用了包括紋理緩存、渲染狀態(tài)緩存、GPU程序設(shè)計(jì)等一系列手段，為三維圖形、影像處理提供強(qiáng)勁的實(shí)時(shí)渲染動(dòng)力和強(qiáng)大的渲染能力，充分發(fā)揮高端圖形加速卡GPU可程序設(shè)計(jì)渲染管線特性，渲染能力得到質(zhì)的提升，能夠流暢的運(yùn)行復(fù)雜的三維虛擬場(chǎng)景，場(chǎng)景非常細(xì)膩真實(shí)。3.1.2虛擬場(chǎng)景/模板設(shè)計(jì)器(Designer)虛擬場(chǎng)景/模板設(shè)計(jì)器是面向所有Mariana播出產(chǎn)品的場(chǎng)景內(nèi)容和模板的設(shè)計(jì)工具，是為廣播級(jí)的電視圖文應(yīng)用而專門開發(fā)的。它包含整套三維空間設(shè)計(jì)工具和二維字幕圖文的設(shè)計(jì)接口的集合，提供細(xì)致而又用戶友好的設(shè)計(jì)手段，即可以說(shuō)明使用者快速搭建各種圖形場(chǎng)景，又能夠精細(xì)調(diào)整各種物體屬性和動(dòng)作。創(chuàng)作人員可以使用系統(tǒng)自身內(nèi)置的大量三維模型和字幕功能進(jìn)行創(chuàng)作，也可以導(dǎo)入?yún)f(xié)力廠商軟件的三維模型或者分層圖像，為創(chuàng)意的產(chǎn)生和保持提供了很大的空間在短時(shí)間內(nèi)即可創(chuàng)造出質(zhì)感、光感、動(dòng)感俱佳的三維虛擬圖文場(chǎng)景。

Mllb口I?尊IT??WIH!■:mra視頻之家'fT'fi'ff.52video-Mllb口I?尊IT??WIH!■:mra3.1.3虛擬演播室控制播出器(VSControl)■HnnAiuQKn家m52video_netHMi3>MenUMariana.VS是基于MarianaDesigner虛擬場(chǎng)景/模板設(shè)計(jì)器的應(yīng)用程序，MarianaDesigner場(chǎng)景模板設(shè)計(jì)器負(fù)責(zé)場(chǎng)景模板建立，Mariana.VS播出接口負(fù)責(zé)系統(tǒng)的參數(shù)調(diào)整、動(dòng)作擊發(fā)和信號(hào)播出等。支持虛擬場(chǎng)景/模板設(shè)計(jì)器所創(chuàng)作的所有場(chǎng)景的播出，用戶通過(guò)簡(jiǎn)便快捷的操作即可完成系統(tǒng)的播出工作，Mariana.VS系統(tǒng)采用主控和播出分離的方式，各種播出應(yīng)用建立的播出工程可以實(shí)現(xiàn)模板的再編輯，編輯效果實(shí)時(shí)反映到播出端，場(chǎng)景的編輯和修改更加直觀、方便，同時(shí)大幅提升系統(tǒng)運(yùn)算的安全穩(wěn)定性，非常適用于新聞、訪談、體育、財(cái)金、播報(bào)、課件制作、綜藝等演播室以及現(xiàn)場(chǎng)直播節(jié)目?！鯤nnAiuQKn家m52video_netHMi3>MenU特別說(shuō)明：由于采用三層的軟件結(jié)構(gòu)，可以讓使用者高效的編輯、制作三維虛擬場(chǎng)景；使用戶使用Mariana.VS虛擬演播室系統(tǒng)時(shí)，更直觀、更簡(jiǎn)潔，真正采用專業(yè)的“制作”與“播出”有機(jī)的分離與集合的技術(shù)，讓系統(tǒng)運(yùn)行更穩(wěn)定、更安全！3.2Mariana.VS虛擬演播室系統(tǒng)功能特點(diǎn)3.2.1高精度的傳感跟蹤技術(shù)：Mariana.VS系統(tǒng)采用智能識(shí)別分析算法，真正實(shí)現(xiàn)一鍵高精度初始化定位，方便節(jié)目制作中快速調(diào)整攝像機(jī)位置和姿態(tài)。系統(tǒng)采用機(jī)械光電跟蹤方式，充分考慮攝像機(jī)鏡頭的聚焦、變焦對(duì)傳感跟蹤的細(xì)微影響，采用“高密度采樣擬合算法”，精確的擬合和補(bǔ)償鏡頭在聚焦和變焦過(guò)程中的非線性誤差，實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)俯仰、平搖、推拉運(yùn)動(dòng)的高精度實(shí)時(shí)跟蹤。在Mariana.VS系統(tǒng)中，可以準(zhǔn)確跟蹤云臺(tái)的PAN、TILT和鏡頭的ZOOM這三個(gè)自由度，測(cè)量精度為0.001度。Mariana.VS系統(tǒng)提供“跟蹤選擇系統(tǒng)”，可以提供場(chǎng)景或場(chǎng)景中的物體選擇性跟蹤，豐富拍攝手段和效果，讓節(jié)目更具表現(xiàn)力3.2.2高質(zhì)量實(shí)時(shí)三維渲染：Mariana.VS虛擬演播室系統(tǒng)的三維渲染引擎的渲染核心是基于計(jì)算機(jī)圖形卡的GPU技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。這套自主研發(fā)的“Mariana渲染引擎”采用了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，使其在三維渲染的效果、質(zhì)感和效率上取得了突破性、跳躍性的提升。Mariana渲染引擎平臺(tái)是系統(tǒng)的核心，為三維虛擬場(chǎng)景、三維虛擬圖文應(yīng)用提供功能強(qiáng)大的渲染平臺(tái)。能夠逼真的描繪出物體的凹凸貼圖、片段光照、紋理材質(zhì)、高光反射等細(xì)膩真實(shí)的效果，系統(tǒng)出色的質(zhì)感、光感、動(dòng)感和實(shí)時(shí)渲染能力都是基于這款引擎所提供的強(qiáng)大的廣播級(jí)渲染功能之上。?頂點(diǎn)/片段變換處理算法+GPU高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)二三維渲染引擎！?架構(gòu)OpenGL專業(yè)圖形接口之上；?全面相容3Dmax、Maya、SoftImage的三維描述檔；-高效組合發(fā)揮CPU、GPU的運(yùn)算能力。

3.2.3三維場(chǎng)景、字幕與視頻無(wú)縫結(jié)合：Mariana.VS虛擬演播室系統(tǒng)在全三維空間中，不僅處理三維物體，同時(shí)以各種紋理貼圖方式處理字幕、圖像、圖像動(dòng)畫序列、輸入活動(dòng)視頻和視頻檔回放，使它們作為三維場(chǎng)景中的紋理貼圖無(wú)縫融入到其中，從而展現(xiàn)各種三維圖文效果。Mariana.VS虛擬演播室系統(tǒng)采用精密的反走樣和多種字效渲染算法，以及多套基于多種像素處理特效組合的渲染流水線，提供十分豐富的、高質(zhì)量的虛擬圖文效果。開放式、外掛程序式、網(wǎng)絡(luò)化的整體架構(gòu)：整個(gè)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)齊備而龐大,系統(tǒng)包括:虛擬場(chǎng)景/模板設(shè)計(jì)器(Designer)、虛擬演播室渲染器(VSPlayer)、虛擬演播室控制播出器(VSControl)三大組成部分。采用制作、播出、渲染分離的網(wǎng)絡(luò)化連接和應(yīng)用軟件外掛程序結(jié)構(gòu)。各個(gè)子系統(tǒng)功能明確、介定分明,充分發(fā)揮各自的功能同時(shí)也有力保證了整體的系統(tǒng)安全。獨(dú)創(chuàng)的豐富的庫(kù)管理功能Mariana.VS虛擬演播室系統(tǒng)提供獨(dú)創(chuàng)的庫(kù)管理模塊，內(nèi)置非常豐富的模型素材庫(kù),提供非常常用的模型素材,包括多種材質(zhì)、紋理、模型、圖片等,涉及包括交通、建筑、體育、室內(nèi)、植物以及各類帶有Alpha信道的圖標(biāo)等等，方便使用者快速搭建三維虛擬場(chǎng)景。強(qiáng)大的實(shí)時(shí)編輯功能：

Mariana.VS虛擬演播室系統(tǒng)能夠?qū)θS場(chǎng)景實(shí)時(shí)編輯，場(chǎng)景中物體的位置、形狀尺寸、動(dòng)畫、材質(zhì)、紋理、燈光等屬性都可以進(jìn)行自由編輯、虛擬物體支持編組和解組，編組的物體屬性可以共有也可以獨(dú)有、將單個(gè)物體進(jìn)行復(fù)制，在三維空間中形成多種數(shù)組，能夠非常方便的使使用者根據(jù)節(jié)目的需要調(diào)整虛擬場(chǎng)景這是國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品中獨(dú)有的功能。動(dòng)感十足的二，三維動(dòng)畫及三維字幕功能特效：Mariana.VS虛擬演播室系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)播放更多的三維動(dòng)畫，每個(gè)動(dòng)畫都可以進(jìn)行正播、暫停、停止、循環(huán)、往復(fù)等操作，并且每個(gè)動(dòng)畫項(xiàng)目有一個(gè)滑動(dòng)桿用于Seek動(dòng)畫。當(dāng)動(dòng)畫或串聯(lián)單播放時(shí)碰到需要人工干預(yù)標(biāo)志時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)為暫停狀態(tài)，手動(dòng)觸發(fā)即可以繼續(xù)播放。三維動(dòng)畫及三維字幕實(shí)現(xiàn)更為豐富的特效，如逐片光照、陰影、反射、凹凸、散焦等，使場(chǎng)景的效果更加絢麗，制作手段更為多樣。::.::.1.:-:“.-.:-:1.1::."::.::.1.:-:“.-.:-:1.1::."實(shí)時(shí)生成三維統(tǒng)計(jì)圖表功能：Mariana.VS虛擬演播室系統(tǒng)提供開放的數(shù)據(jù)接口，實(shí)時(shí)生成統(tǒng)計(jì)圖表功能，如柱狀圖、餅狀圖、長(zhǎng)條圖，折線圖，面積圖，環(huán)狀圖等等，圖表隨數(shù)據(jù)的變化而變化，在虛擬演播室系統(tǒng)中真正實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的可視化，豐富了節(jié)目的表現(xiàn)力，在財(cái)經(jīng)、體育、娛樂(lè)等節(jié)目中具備廣闊的應(yīng)用前景。1AW1AW麝U■"騷煤'赫;塢馬-畑:;I視頻之家wmrjSEvidejo.n?t無(wú)限藍(lán)箱功能：Mar