电视节目后期制作智能渲染技术应用

【摘   要】 介绍非线性编辑制作过程中采用智能渲染技术实现成片节目的预渲染，比传统的后台打包中心统一集中打包 渲染方式提高了节目的制作效率。

【关键词】 智能渲染;智能分段;空闲时间判断;快速拼接

文章编号： 10.3969/j.issn.1674-8239.2018.10.013

The Application of Post-production Intelligent Rendering Technology for Television Program

PAN Ting

（China Central Television， Beijing 100859， China）

【Abstract】In the paper， we propose a method to implement the final out clips pre-rendering by intelligent rendering technology during the pipeline of nonlinear editing production. Compare to the unified centralized packaging rendering method， our method improves the efficiency of program production.

【Key Words】intelligent rendering; intelligent slicing; idle time determination; fast clips stitching

现代电视节目的生产，不仅仅是指节目的后期剪辑制作，尤其是一个大型的网络化节目生产系统，在成品节目完成上载、剪辑、字幕、特效、包装等一系列制作环节之后，还需经过内容审核、技术审核等环节，还要完成成片打包并推送入库备播。如何提高成品节目的生产效率，这就需要针对系统的各个环节进行合理优化，整体提高节目生产效率。文中笔者针对中央电视台（以下简称“央视”）“成品输出”环节所采取的“智能渲染”技术进行分析，揭示其在提高节目制作效率方面发挥的作用。

1  后期制作岛流程

现在央视的后期制作岛面向高清节目进行精细化编辑制作，可提供多层实时编辑、复杂特技制作、字幕包装、三维合成、环绕声音频合署制作等服务，全程文件化接入光华路办公区、复兴路办公区制播业务流程，实现与互联平台、节目生产管理系统等的互联互通，是一个全高清、全文件化的强大制作平台，如图1所示。

根据节目制作的流程与分工，可分为草编工作站、精编工作站、高端合成工作站、音频混音工作站等几种。它们覆盖了最新的电视技术和计算机技术，包括音频技术、视频技术、数字存储技术、数字图象处理技术、计算机图形技术和网络技术等相关技术，把数字化、多媒体、交互性和网络化带入编辑工作中。解决了传统线性编辑存在的缺点，简化了节目编辑流程，提高了编辑效率，特别是方便的剪切与编辑、灵活多变的数字特效处理功能。

后期制作岛全部接入央视新址内的制播业务流程，实现了从资源预约、编辑制作、内容审核、打包输出，到入库备播这样一个全高清、全网络化、全文件化的高质量、高效率、高可靠的节目生产系统（如图2示）。

2  电视节目传统的打包渲染方式

2.1  为何需要渲染

早期非线性编辑系统需要使用专门的视频处理板卡进行视、音频文件进行处理，一旦超过板卡的性能，则需要对非线性编辑系统中制作的节目进行渲染。如今，非线性编辑系统已经广泛采用“CPU+GPU+I/O卡”的架构，不再受传统的视频板卡的性能所限。但随着电视节目制作技术的发展，人们越来越注重节目的包装效果，特效制作和字幕包装在后期制作所占的比重越来越大，尽管目前的计算机硬件性能已经远远超过了采用硬件板卡运算的年代，但随着电视节目中各种复杂而絢丽的特效的添加，仍然需要对节目进行渲染才能实时预览节目的最终效果并进行输出。因此，各种非线性编辑系统无一例外地提供了渲染功能。

2.2  渲染对节目生产的影响

非线性编辑系统中，当制作人员发现节目无法实时播放时，需要通过先播放一遍或者非编系统提供的其他辅助工具，找出系统中需要渲染的部分，并进行渲染。在渲染的过程中，制作人员只能等待计算机系统完成渲染工作;渲染完成后，发现某个地方的效果不对，或者因其他原因需要修改时，则需要在修改之后，再对整个片段重现渲染一遍。如此反复，直到满意为止。在这种情况下，制作人员的艺术创作思路很容易被打断，或多或少影响节目制作效果。

在节目制作完成之后，尤其是在“全文件化”的电视节目生产系统之中，制作人员还需要将整个节目渲染生成为一个成片文件，以便进行播出或者节目交流，此时需要把故事板上经过剪辑后的零碎素材片段重新按照顺序生成为一个完整的视音频文件。 当然，在非线性编辑网络项目中，这一步已经可以通过“打包中心”这样的后台服务完成这部分工作，制作人员在对制作完成的故事板提交打包之后，就可以不必再等生成结束，否则，制作人员还要等待非编工作站完成合成工作。

2.3  分布式后台打包

借助节目生产系统中的“打包中心”后台服务，节目的编辑制作人员可以不必在编辑工作站旁等待最终成品节目的渲染完成，节省编辑工作站的使用时间。对于整个节目生产系统而言，成片节目的渲染打包，只是从原来的编辑工作站，转移到了后台服务器上进行;如果后台服务器与编辑工作站在硬件配置上没有显著区别，最终体现在节目的整体生产效率上，也不会有显著的效率提升。

此外，传统的后台打包，通常是将一个或一期完整的节目作为一条打包任务固定分配给一台打包服务器。如果遇到该打包服务器状态异常或者打包任务失败，只能人为进行干预。特别是在制作网络中，一旦出现异常，将影响整个系统的效率，这种问题会更加的突出。

分布式打包可以将编辑完成的高清节目，智能地拆分为若干个子任务，并根据一定的策略交由多台打包服务器同步进行，当某台打包站點异常或子任务打包失败，其他的打包站点可以接手该条子任务进行重新打包，如图3示。这样，可以有效提高高清节目的打包效率及安全性。实现一对多的高效打包作业模式，是传统打包模式的一次升级。

3  智能渲染方案的节目输出

高端制作岛在深化设计阶段，一般情况都要确定系统建成后主要是针对什么样的节目类型，采取怎样的制作方式，例如：复杂性专题节目和大型演播室录播类节目，对节目的包装效果有较高要求，节目中需要进行渲染的比例也明显高于其他常规节目。因此，节目成片的渲染效率将极大地影响整个系统的节目产能。为了能够有效提高系统的整体节目生产效率，除了在编辑工作站和编辑人员方面提升制作效率外，还需要对耗时集中的渲染打包流程的效率进行优化。

3.1  智能渲染方案的提出

该方案主要是针对非线性编辑中的渲染、打包流程进行了创新设计，改变了在原有的非编制作流程中，创作人员的思路不断被渲染所打断，并且还需要耗费额外的时间与存储空间，用来生成和保存这些渲染文件。

在该“智能渲染”方案中，制作系统可以对节目的故事板结构进行智能分析，识别出需要进行渲染的片段，并能够自动利用该制作岛中编辑工作站的空闲资源来进行后台渲染，对于节目需要渲染的部分，系统自动完成渲染，直接由“打包中心”进行快速拼接，即可完成节目成片的合成，最终完成审片送播。该方案的核心流程可以用图4简要描述。

3.2  智能渲染系统的构成

智能渲染技术是对原有的“分布式打包”技术的再升级，由4个模块构成，如图5示。它无需等待节目成片制作完成，就可以开始对时间线上的非实时片段进行提前预渲染，并利用每一台编辑工作站的“空闲时间”，来完成原来的“分布式打包系统”中每一个打包Actor（模型）的工作;当节目成片制作完成时，仅需进行“拼接”服务，即可快速完成最终成片文件的生成。

3.3  智能渲染系统的实现步骤

3.3.1  对故事板进行智能分段

传统非线性编辑系统中，需要制作人员自己来判断故事板的哪一部分需要进行渲染，然后设定渲染区域后进行渲染。在这种模式下，制作人员往往难以精确地找到需要渲染的区域，为了保证渲染工作的效果，往往会多选择一部分区域来渲染，这样既增加了渲染时间，又额外占用了空间。

在新的“智能渲染”方案中，编辑系统对故事板时间线剪辑点所构成的区域进行智能标识，可以由非线性编辑系统快速地判断出哪些片段需要渲染，哪些区域不需要渲染，如图6示。

3.3.2  利用工作站空闲资源进行渲染

在非线性编辑工作站的使用过程中，并非一直都需要进行大量的计算。该技术方案利用这一资源，对工作站的性能负载、人机交互操作的触发频度等多方面信息进行智能判断，当工作站处于空闲状态时，利用工作站的资源对故事板上需要进行渲染的片段进行后台渲染，并且这种渲染会避开当前用户正在进行编辑的区域，不影响制作人员使用非线性编辑系统的体验。

3.3.3  智能判断编辑修改后是否需要重新渲染

非线性编辑节目的优势就是修改方便，在节目后期制作过程中，不可避免地需要对节目进行修改。如果是传统的非线性编辑系统，一旦对节目进行了修改，则需要对整个故事板片段，甚至是整个节目全部重新渲染。

采用“智能渲染”方案，系统可以对修改操作进行智能判断，如图7示，将需要重新渲染的区域缩至最短，从而减少不必要的重复渲染工作。

3.3.4  渲染文件的快速拼接

成片合成中利用“智能渲染”技术，可以将故事板上已经分段渲染过的素材片段、不需要进行渲染的片段，以及进行了整体渲染的片段等不同形式的片段进行快速的拼接合成，如图8示，避免在“打包中心”中对工作站上已经渲染过的素材再一次进行渲染的情况，提高了合成的效率。

4  智能渲染方案的特点

在央视的高端制作岛中，成品节目进行入库备播时，需要先进行渲染打包，生成最终的成片文件后，再进入后续的入库流程。“智能渲染”方案充分利用编辑工作站的闲置资源，同时借助高性能分布式存储，实现了成片节目的预渲染，相对于传统的后台打包中心进行统一集中打包渲染的方式，节省了后台服务器的渲染时间，仅需快速拼接，即可实现最终的成品播出文件的生成。

通过智能渲染技术的应用，实现成片节目的3至5倍速打包，如图9示，对节目制作效率的整体提升是一种有益的尝试。

作者简介：

潘汀，中央电视台技术制作中心录制二部，从事节目后期制作，曾参与过多年春节联欢晚会等文艺晚会后期制作工作，以及大型纪录片《颐和园》《梁思成林徽因》后期制作。