在電視節(jié)目的制作過程中，我們經(jīng)常會看到一些視頻切換的鏡頭，這也是在拍攝和制作過程中用到的一個技術(shù)。視頻切換臺就是其中一個關(guān)鍵技術(shù)。本文是一篇貴州論文發(fā)表范文，主要論述了視頻切換臺仿真操作系統(tǒng)的實現(xiàn)。
　　摘要：視頻切換臺是電視節(jié)目現(xiàn)場制作過程中，用于視頻切換的關(guān)鍵設備。在學生實踐、學員培訓等方面需要大量操作，這樣就造成其投入和維護成本較高。本文在研究了Unity虛擬現(xiàn)實引擎的基礎上，以輔助學生實踐、學員培訓，降低投入與維護成本為目的，從視頻切換臺的實際操作方式入手，開發(fā)了一套視頻切換臺的仿真操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過對Unity中虛擬攝像機的設置與控制，實現(xiàn)了多路視頻的顯示和選擇切換。

　　關(guān)鍵詞：Unity,虛擬現(xiàn)實,仿真操作,切換臺,交互

　　1 視頻切換臺仿真操作系統(tǒng)概述

　　視頻切換臺仿真操作系統(tǒng)是在虛擬現(xiàn)實的基礎上，使用unity引擎開發(fā)的虛擬仿真操作系統(tǒng)。它將真實世界中視頻切換臺的多視頻監(jiān)視、視頻選擇和視頻切換等功能通過三維建模、交互開發(fā)等數(shù)字化手段進行虛擬再現(xiàn)，供用戶進行仿真操作。借助該系統(tǒng)，用戶可以通過場景中的虛擬攝像機，及時、沒有限制地觀察三維空間內(nèi)的事物[1]。該系統(tǒng)可以脫離視頻切換臺這一真實硬件設備而進行仿真操作，是電視節(jié)目現(xiàn)場制作環(huán)節(jié)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)相結(jié)合進一步深入開發(fā)的產(chǎn)物。

　　Unity是由Unity Technologies公司開發(fā)的一款實時渲染游戲引擎，其本質(zhì)上就是一些游戲開發(fā)的核心代碼以及主體框架[2]，并且這些代碼可以獨立出來用在不同的項目之中[3]，視頻切換臺仿真操作系統(tǒng)就是基于這個引擎進行開發(fā)的。

　　2 視頻切換臺仿真操作系統(tǒng)的需求分析

　　視頻切換臺仿真操作系統(tǒng)是用于輔助學生實踐教學、技能培訓學員和現(xiàn)場切換崗位從業(yè)人員脫離真實設備進行實踐操作為目的所開發(fā)的虛擬仿真系統(tǒng)。它以視頻切換臺的硬件實物為藍本，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，借助Unity開發(fā)引擎再現(xiàn)其使用環(huán)境與操作流程，通過交互設計實現(xiàn)虛擬操作。

　　2.1監(jiān)視器窗口的分布

　　視頻切換臺的主要功能是在多路輸入視頻中選擇需要輸出的某一路視頻與正在輸出的視頻進行交換。這樣就需要在仿真系統(tǒng)的窗口中同時顯示多個虛擬攝像機拍攝的畫面。我們以三路視頻輸入為例進行窗口的排布時，需要將三路輸入視頻監(jiān)視窗口、輸出視頻窗口和操作界面窗口，同時分布在仿真系統(tǒng)的界面中。

　　2.2 視頻選取與切換功能

　　視頻切換臺仿真操作系統(tǒng)在仿真操作上包括視頻的選取和視頻的切換兩個部分。這兩部分的功能均可以使用界面按鈕和鍵盤快捷鍵的交互方式來完成。當用戶使用鼠標按下界面中某一路視頻的選擇按鈕時，該路視頻將被選中;當用戶按下切換按鈕時，選中的視頻將和輸出視頻進行交換。如圖1所示。

　　3 視頻切換臺仿真操作系統(tǒng)的功能實現(xiàn)

　　3.1視頻監(jiān)視窗口的分布

　　視頻切換臺的作用是將多個輸入視頻信號進行選擇和切換，需要在仿真界面中顯示輸入的視頻畫面，這里模擬3個視頻輸入的情況。故仿真界面中需要同時顯示5個虛擬攝像機的窗口，其中3個是輸入視頻的監(jiān)視窗口，1個是輸出視頻的監(jiān)視窗口，1個是視頻切換臺主要操作界面窗口。它們使用Unity中虛擬攝像機的視窗大小和深度來實現(xiàn)。這5個窗口的設置完成后的顯示效果如圖2所示。

　　3.2 輸入視頻的選擇

　　輸入視頻的選擇是視頻切換前的準備工作，它所選中的視頻將和正在輸出的視頻進行交換而變?yōu)檩敵鲆曨l。在功能實現(xiàn)上，當用戶按下B總線中某一路輸入視頻選擇按鍵后，使用一個未處于激活狀態(tài)的虛擬攝像機(Camera A)跳轉(zhuǎn)到拍攝該路視頻的攝像機(Camera B)處，并使其(Camera A)位置、角度、視場角、清除標記等屬性的值與后者(Camera B)保持一致。其核心程序如圖3所示。

　　3.3視頻的切換

　　視頻的切換分為直接切換和過渡切換。直接切換時直接按下A總線中的輸入視頻選擇按鈕，則在輸出窗口中直接顯示該路畫面，使用的方法與在B總線上選擇輸入視頻相同，只不過是負責輸出的虛擬攝像機跳轉(zhuǎn)到選中視頻的虛擬攝像機處。

　　過渡切換是指在視頻切換過程中會添加某種過渡效果，這需要負責輸出的虛擬攝像機逐漸向選中視頻的虛擬攝像機過渡，需要使用位移和角度的逐漸變化來實現(xiàn)。其核心代碼如圖4所示。

　　4 結(jié)語

　　在應用領(lǐng)域中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)使眾多傳統(tǒng)行業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)生了革命性的改變[4]。視頻切換臺仿真操作系統(tǒng)就是其中之一，它基于Unity平臺開發(fā)，將電視節(jié)目現(xiàn)場制作環(huán)節(jié)中的核心設備操作方法與虛擬現(xiàn)實技術(shù)相結(jié)合，讓用戶的操作不受時間和場地的限制，對快速掌握視頻切換臺的使用方法和降低設備投入與維護成本等方面起到了積極的促進作用。

　　參考文獻：

　　[1] 李偉.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在道路交通領(lǐng)域中的應用探討[J].交通科技與經(jīng)濟，2004，24：4-5.

　　[2] Gregory J， Lander J， Whiting M. Game engine architecture AK Peters， 2009.

　　[3] Lewis M， Jacobson J. Game Engines. Communications of the ACM， 2002， 45(1)：27.

　　[4] Peter Rander. Virtualized Reality： Constructing Time-Varying Virtual Worlds from. USA： AcadeAnc Press Inc， 2001， 67-71.
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