基于A.R.技术的体育电视节目设计与实现

（郑州铁路职业技术学院公共教学部，郑州，450052）

基于A.R.技术的体育电视节目设计与实现

朱建峰

（郑州铁路职业技术学院公共教学部，郑州，450052）

近年来，AR技术应用领域逐渐扩大，本文主要针对AR技术在体育电视节目中的设计与应用进行研究，利用AR技术弥补现有体育节目直播手段的缺憾，证明AR技术强大的应用潜力。

AR技术；电视节目；体育直播

1 国外AR技术应用现状

随着AR技术的逐渐成熟，它在国内外各领域已有不少成功的应用案例。2011年游戏开发者会议中，索尼开发人员拿着PSV掌机通过Smart AR技术读取放在地上的恐龙图片，迅速对其进行3D建模，使屏幕中的恐龙从图片中站立起来，效果极其逼真。借助AR技术，玩家可将身边物件利用起来，自行创造游戏关卡。AR技术实现了虚拟与现实的结合，2010年7月iPhone手机上出现了一款简单的颠球游戏，ARSoccer能生成一个虚拟的足球，让你在繁华的闹市区带球过人，它能锻炼你的球技，即使不到现实的足球场，也能够满足你想要踢足球的欲望（详见图1）。当然，AR技术并不只是一项游戏技术而已，AR技术的应用有着更多的现实意义，国外的许多软件都加入了增强现实的功能。Yelp的官方软件借助增强现实技术，将用户需求的各类餐馆等浮现在镜头前，而并非单纯地罗列在屏幕上，而且餐馆相关的具体信息用户能够一目了然，包括餐馆的方向的指导、消费档次级别等（详见图2）。此外AR的功能与GPS定位有所区别，有些人即使有GPS定位还是晕头转向，不知左转还是右转。而利用AR功能的地图可以将这类问题迎刃而解。Metro AR能够作为您的忠实向导，即使你到了陌生的纽约、伦敦、巴黎，也能够借助Metro AR得知最近的地铁站在哪里，长什么样，一个箭头带你直接找到目的地。

图1 颠球游戏ARSoccer软件系统

图2 Yelp软件实际应用图

2 国外AR技术在电视节目中应用现状

在国内，增强现实技术在电视节目中的应用逐渐显著，就在2010年的世界杯期间，央视五套的《豪门盛宴》在解读世界杯赛事的时候，便在节目现场展示了虚拟技术合成的3D南非世界杯的各个球场，而且能够随着镜头的变化发生视角和纵深的变化，这便是AR技术在体育电视节目中应用的效果。AR与我们所熟悉的VR的区别在于，虚拟现实是“脱离”现实场景的，而增强现实是在真实场景上增加虚拟的内容。CCTV5直播的体育节目《豪门盛宴》借用先进的AR技术，虚拟球场、比赛球员、立体屏幕等各种画面，确实让中国观众感受到了“逼真”的现场。在这里，用图作解探究AR技术在体育电视节目的设计与实现（详见图3、图4）。

图3 用于识别的图案

观察图1可知，虚拟图像的位置需要借助标识来定位，摄像头拍摄现实场景，并通过计算机视觉技术捕获标记实时记录其位置和方向，将虚拟的3D对象叠加到该位置，构成虚实融合的景象。

图4 运用AR技术的直播画面

由于AR技术的应用，主持人张斌在对比赛场地进行介绍时，画面会加入虚拟立体的体育场画面，可以借助电子手套或是鼠标之类的输入设备实现与3D内容的互动。

AR技术的应用除了可以将静止的场馆画面合成到直播中以外，还可以将赛场上的运动员以及一些比赛参数应用到电视画面中，为中国观众呈现“逼真”的现场。但是据参加节目的观众介绍，演播室现场是看不到球场的，所以主持人张斌不小心进入到虚拟场景后面去了。

由此可见，AR技术在电视节目中极具应用的价值，增强现实技术不仅能够丰富节目现场的效果，同时让节目更加具有观赏性。

3 AR技术在体育电视直播节目中应用设计

传统的体育节目直播室，主持人在解说的同时会用笔或是标记号码在各类战术板上位观众做讲解，主持人的讲解缺乏生动性和实时性，观众对于讲解内容也是模模糊糊，不能完全理解。而AR技术在体育电视节目直播中的应用为解说员的讲解带来现场感，解说员可将大量的实时信息及时以图文形式传递给观众，不同赛事呈现效果也有所不同。以下是对AR技术在体育电视节目中应用的分析与设计。

3.1 制作场景模型的设计。建模工具选用3dDS MAX，根据足球运动员和实际足球场的比例大小制作相应的场景模型以及不同体型规格的运动员角色模型，每个角色模型最好控制在5000个三角面以内，贴图的长宽必须满足二的倍数的任意组合，为了使画面设置更加逼真，需要保证最终模型上多边形网格线和边界的正确结构和走向。

3.2 运动状态的制作。在3DS MAX中将每位运动员的模型绑定biped骨骼，并根据运动员不同的运动状态制作不同的动作动画，确保动画中各项参数的精确度，保存为.bip文件，最终形成一个完整的动作库。

3.3 交互制作。增强现实技术作为全新的人机交互技术，主要是将摄像头拍到的影像叠加虚拟影像的技术。该系统采用FLASH平台中的FLARToolKit，对标记物的获取采用FLARToolKit中极具优势的MultiFLAR- Example。

3.4 交互控制器的设计。该环节分为两部分，一方面是硬件部分的设计，另一方面是软件部分的设计。硬件部分采用XBOX360游戏机体感的外设Kinect，利用即时动态捕捉、语音辨识、麦克风输入、影像辨识、社群互动等功能让玩家通过自己的肢体控制游戏，摆脱传统游戏手柄的束缚，实现与互联网玩家的互动。软件部分采用OpenNI接口，为双方建立一个通信的标准。

3.5 赛事信息设置。将完整的比赛信息数据存放于数据库中，便于演播室使用。

3.6 结合场景播出。根据设计的场景，系统定制的控制界面直接控制播出，通过网络连接HDVG，向HDVG发送控制命令，由HDVG完成图形渲染工作。最后输出SDI视频信号。

4 结语

AR技术在体育电视节目中应用为球迷展现一个更为逼真的现场，同时便于观众理解解说员的实时解说，该技术可用于各类电视节目的直播或是转播中，AR技术发展前景必将更为广阔。

[1] 张洪波.增强现实技术在教学中的应用研究[D].河南大学2012

[2] 高净业.增强现实人机交互系统的研究[D].杭州电子科技大学 2011

朱建峰，男1966年10月，硕士，教授，体育教育训练学

Design and implementation of sports television programs based on AR technology

Zhu Jianfeng
(Zhengzhou Railway Vocational and Technical College Department of Public Instruction，Zhengzhou，450052)

In recent years,AR technology applications grow,this paper studies the design and application of AR technology in sports television for the use of AR technology to make up for live sports programming means existing shortcomings,AR technology proved a powerful potential applications.

AR technology;television programs;live sports