CN101925947A - 数据控制和显示系统 - Google Patents

Abstract

一种用于控制数据制作的系统和方法，包括：控制层，具有计算机和使操作员能够控制数据制作的用户接口。所述系统和方法还包括与控制层通信的内容层。所述控制层能够访问来自内容层的视频和图形数据。处理层与控制层和内容层通信，从而处理层能够根据控制层的命令处理来自内容层的视频和图形数据。还存在与控制层和处理层通信的传输层，使得传输层根据控制层的命令传输视频和图形数据的最终输出。

Description

数据控制和显示系统

版权公告

本专利文档所公开内容的一部分包含受版权保护的材料。当本专利文档或专利公开出现在专利和商标局的专利文件或记录中时，版权所有人不反对任何人对其进行摹写复制，但无论如何仍保留所有版权。

技术领域

本说明涉及用于对数据进行控制的系统，更具体地，涉及用于制作媒体的系统。

计算机程序列表引用

根据本公开一实施例构造和操作的计算机程序的计算机程序列表包含在计算机可读形式的电子介质上，并被并入此处作为参考。该计算机程序列表包含在一个文件中，该文件的名称、大小和创建日期如下：computer program.txt(129KB，1/22/09)。该列表并非意在无所不包，这是由于所公开的实施例允许设计无限数量的、可以经由多种计算机应用运行并运行在所公开的实施例的计算平台上的计算机程序。

背景技术

实况电视技术起始于无图形的模拟TV信号，目前已发展至高清(“HD”)数字广播。该技术用于：当事件本身正在发生时，通过经由视频和/或音频媒介发送事件的视频和/或音频信号，实况或实时地广播体育和新闻事件。起初，网络演播室处理事件的远程制作，直到节目制作车(production truck)公司成立并取代使用传统视频技术进行制作。一辆节目制作车(可能包括一辆53英尺的拖车)必须能够支持多种网络。节目制作车所使用的技术系统还必须是灵活的，这意味着必须针对所有网络和制作方式对节目制作车进行充分的装配。这些价值几百万美金的节目制作车通常包含用于对视频和/或音频信号进行编辑和制作电视节目的设备。这些节目制作车还包括由多个视频监视器构成的一面墙，所述视频监视器用于显示各个摄像机和其他视频供应(feed)的输出。节目制作车还包括：视频和音频混合器、用于组合以及切换事件的不同视频和音频信号的切换器、以及视频和音频同步设备。

需要一个多样化的团队来管理节目制作车上的制作系统，包括导演和若干工程师。每个工程师控制节目制作车上的各种装备和功能之一，所述装备和功能包括视频和音频切换器、视频源、重放、商业广告、促销活动、赞助、预先制作的图形、音频设备、图形插入、以及制作电视节目所需的任何其他内容。为了操作节目制作车上的每种设备，工程师需要专门的训练，这增加了人力成本。

现今，电视广播已变得非常复杂和昂贵，随着向全HD广播的转移尤其如此。此外，由于新技术、新广告模型(包括针对Web 2.0传输的受制商业广告)以及上涨的费用，电视网络需要一种以更高效的方式制作广播内容的替代方案。

制作电视广播的目前的节目制作车模型具有许多缺陷。节目制作车不灵活，无法随着新的需求迅速改变，这主要是由于节目制作车公司已经对过时陈旧的技术进行了投资。由于节目制作车或拖车内的装置的成本以及操作该装置的人力成本的缘故，该技术的使用是成本高昂的。此外，节目制作车还因上涨的燃料费用、所需的现场供电要求以及节目制作车重量超过道路极限而变得成本高昂和效率低下，导致罚款和对环境的危害。

这些高成本根本上仅允许大的网络和电视台利用该技术来制作实况电视节目。此外，高成本证明采用节目制作车技术广播较大型的专业运动赛事是划算的，但采用节目制作车技术制作较小型的或本地事件是不划算的。

因此，需要一种更高效、成本更低、制作更简便并且能够改变并适于不同广播的新要求的用于制作实况电视节目的改进的范例。

发明内容

简言之，并且总体而言，本公开涉及用于控制数据制作的系统的实施例。该系统包括与计算机和用户接口相关的控制层，所述用户接口使操作员能够控制数据制作。还存在与控制层通信的内容层。内容层可以包括用于提供视频和/或图形数据的模块，使得控制层能够访问视频和图形数据。系统中包括处理层，且处理层与控制层和内容层通信。处理层根据控制层的命令处理存储在内容层中的视频和图形数据。该实施例还包括与控制层和处理层通信的传输层。传输层根据控制层的命令传输视频和图形数据的最终输出。在该实施例中，数据控制系统同步并控制位于内容层和处理层中的异类设备。在一实施例中，图形数据是基于模板的。

在一实施例中，系统还包括与控制层、内容层、处理层和传输层通信并位于控制层、内容层、处理层和传输层之间的通信层或网络。通信层为控制层提供访问内容层设备的渠道或路径。通信层还可以与一个或多个服务器和/或外部通信链路通信。

在一实施例中，处理层可以包括视频路由器和/或视频切换器。处理层还可以包括音频混合器和/或音频路由器。

在使用中，数据控制系统的一实施例向集中式控制设备提供视频和图形内容的源。系统用处理设备同步视频和图形内容，然后通过最终视频输出传输视频和图形内容，以制作成实况广播。在该实施例中，系统经由集中式控制系统控制视频和图形内容的同步，所述集中式控制系统与视频和图形内容、处理设备和视频输出通信。

各种系统可以使用从实况摄像机供应、预先制作的图形模板或任意其他数据源提供的视频和图形内容。此外，在一实施例中，实况数据也可以与视频和图形内容同步。可以想到，可以向控制系统提供本地语言供应，并且接着该系统可以使本地语言供应与视频和图形数据同步。

当结合以示例方式示意了各实施例的特征的附图考虑时，根据以下详细描述，各实施例的其他方面和特征将变得显而易见。

附图说明

图1示出了数据控制系统的一实施例的示意布局。

图1A示出了数据控制系统的另一实施例。

图2A示出了针对NASCAR赛车定制的视频切换用户接口控制的一实施例。

图2B示出了针对NASCAR赛车定制的图形控制用户接口的一实施例。

图3A至3K示出了数据控制和显示系统的一实施例的多个屏幕布局。

图4A示出了视频用户接口控制的一实施例。

图4B示出了图形用户接口控制的一实施例。

图4C示出了统一的视频和图形用户接口控制的一实施例。

图5示出了在数据控制系统中创建模板场景的组织层次，其中，元素被组织在主类别下。

具体实施方式

以下描述的数据控制系统的各种实施例包含管理不同独立系统的优先级的改变。在目前的广播电视中，由于不同硬件设备是基于陈旧的视频标准而不是现代计算技术构建的，这些设备间存在极少的通信。数据控制系统不花费时间以对等方式将这些设备集成在一起，而是采用单体方式并利用定制软件从集中式的基于计算机的控制系统控制所有这些设备。系统利用使大量典型制作责任自动化的集中式控制系统，取代在节目制作车模型中那样的执行独立任务的单独机器。该系统使所有视频设备成为主控制计算机的从设备。由于系统是基于软件的，可以精心编制实况广播期间使用的许多重复操作。

下面参见附图，在附图(更具体地，图1至图5)中，相同的附图标记表示相同或相应的部件，附图示出了用于控制和显示数据的系统的各种实施例。更具体地，如图1所示，数据控制系统100变更了实况广播环境中操作控制责任的优先顺序。在该实施例的工作流程方法中存在5层，包括控制层102、通信层104、内容层106、处理层108和传输层110。这5层还表示了在一实施例中系统执行命令的顺序。图1A示出了数据控制系统100a的另一布局。图1A中仍存在工作流程方法中的5个层102至110。

如图1所示，数据控制系统100表示对目前广播方式的基本改变。系统100不采用每个均具有有限功能范围的多个异类设备，而是合并了大量所需功能，增加了系统中的灵活性和冗余。

数据控制系统100的灵活性源自于基于计算机的前端控制应用。通过集中并自动化大量的常规任务，以较少的人员、较少的装置、以及最终较少的成本匹配传统广播实现的能力，同时达到相同和更高级别的广播制作水平。

传统广播系统由于迅速改变的网络需求而变得极为复杂。提供商迅速更新它们各自的系统，以在该市场中竞争而不考虑市场的整个方向。数据控制系统100可以提供需要管理较少人员和人力的较小占用空间的系统。通过将图形和视频制作集成至定制应用中，该实施例聚焦于制作广播所需的必要功能。

I.术语

·主场景模板(MST)-申请人用于描述广播中实时图形模板的术语。MST可以包括图1中所示的各种元素，包括虚拟摄像机、机器人摄像机、商业广告、商品推销、虚拟广告、赞助、预先制作的图形、插入图形、虚拟图形、本地化语言、数字音频和声音FX。

·辅助供应-切换器的附加输出。辅助供应通常用于提供针对其他应用(Web 2.0、国际等)的稍为不同的广播供应。

·切换器-用于制作典型广播的设备。切换器可以选择传入视频源并对该视频执行基本操控。这包括：淡入淡出、视频剪切、转换、视频重定位以及基于切换器类型的其他各种功能。

·路由器-用于将各种输入视频信号(源)路由至指定输出位置(目的地)的设备。

·数字盘记录器(DDR)-专门用于不使用硬盘驱动器直接播放数字视频的计算机。

·HD-HD代表高清晰度，是指数字电视的各种格式。典型的HD广播格式是1080i和720p。

·SDI-SDI代表串行数字接口，是视频信号的数字格式。典型地，与分辨率格式一起使用(即HD SDI 1080i)。

·MIDP-MIDP代表多图像显示处理器，是一种可以接受多个视频供应并将它们合并在单个视频信号上的设备。典型地，用于在单个监视器上观看多个视频信号。

·插入图形-在典型地包括某些类型的实况文本或信息(即股票行情、记分板等)的广播期间使用插入图形。

·预先制作的图形-在广播前构建的图形。一般地，无法实时修改这些图形。

·全屏幕图形-占据典型监视器上大部分显示区域的图形元素。全屏幕图形的示例可以是股票市场数据的全屏幕图像。

·底部三分之一图形-通常位于屏幕底部并占据不超过屏幕区域33％的图形元素。底部三分之一图形的示例可以是显示当前讲话者姓名的图形。

·过肩图形(OTS)-出现在播报员右侧或左侧的图形元素。该图形典型地用于强调播报员正在谈及的话题。

II.数据控制系统的一个实施例

目前的实况广播以切换器为中心。切换器能够接收多个视频流(包括图形)，并执行对制作广播所需的视频源的全部路由和转换。作为广播的中枢，所有次要视频设备(重放、图形、商品推销、开场、赞助者和强调)必须协调活动，以提供无缝广播。该协调多数是由训练有素的操作员团体以口头形式现的。

数据控制系统100结合定制应用使用计算机来制作广播。更具体地，该系统提供了用于从中央计算机控制各不同系统的平台。同目前在当前实况广播中通过手动操作使用的系统相比，该系统可以实现更高级别的速度和精度。

A.工作流程

通过将单体方式并入设备，所描述的实施例能够同步并精心编制现代广播中所需的一系列复杂选项。数据控制系统的实施例依赖于高速计算机系统，而不采用使用口头协调队列的训练有素的人员的团队。这些计算机为操作员提供了更简单的控制隐喻(metaphor)。能够通过使用软件开发的模块式方法，根据需要组合和/或分布功能化职责，以实现最高效的工作流程。

传统视频制作依赖于技术总监(“TD”)控制作为广播中枢的切换器。操作员不仅控制视频切换，还控制广播期间所需的任何其他设备。切换器通常被设计为不支持高速双向通信。相反，切换器通常包括低端串行(RS 242，RS 422)和GPI(通用接口)接口以控制其他设备。为了速度和灵活性，数据控制系统100的一实施例依赖TCP/IP控制，但还可以控制具有外部接口(包括串行接口和GPI)的任意设备。

B.图形

数据控制系统100的一实施例与“基于模板”的图形系统紧密集成，“基于模板”的图形系统起初被开发用于满足对能够通过实况广播动态提供改变信息的系统的需要。典型示例是新闻广播期间的股票行情、时钟或运动赛事的计分元素。

典型地，利用基于栅的技术来创建现代广播的其他图形方面(如开篇动画、转换和缓冲)。这涉及呈现顺序动画的数以百计的帧，并重放来自视频源(典型地DDR或磁带机)的线性序列。数据控制系统100的一实施例可以将所有类型的图形元素无缝地并入基于模板的系统。这为图形集成提供了一致平台。并入该系统的其他图形可以包括插入元素(如实况数据驱动图形)；开场、结束、缓冲和引子(基于图形模板或预先呈现)、背景动画、股票行情、赞助以及转换。

在该实施例中并入如此多图形元素的能力中的大部分基于实时3D呈现技术。Open GL和DirectX都是加速实时环境中图形处理的基于硬件的库。

数据控制系统100的一实施例将高度优化的定制图形并入一个或多个系统，以实现与现代广播公司相同的结果。图1所示的系统还能够将负责商业广告、商品推销、虚拟广告、赞助、预先制作的图形、插入图形、虚拟图形和本地化语言的设备的功能合并至单个设备中。

C.软件

当前实施例的数据控制系统100是运行以面向对象语言开发的定制软件的计算机系统。定制软件的一个实施例作为computer program.txt(129KB，1/22/09)与本申请一起提交。软件应用是以面向对象开发语言开发的。在一实施例中，为了与HotPass HD一起使用，系统使用了Borland C++，但还可以使用任何其它语言。软件功能被构建到可以进行组合以构建广播中的必要功能的模块中。该定制软件是计算机程序的一实施例，将允许创建控制在广播期间需要的各组件所需的代码和功能库。如所属领域技术人员所意识到的那样，可以创建计算机程序的其它实施例，以实现相同的任务。

由于设备已变得极为复杂，广播技术必须适于多种用途。因此，典型的视频切换器可用于多种不同的目的，并且需要具有对于多种不同用途的灵活性。数据控制系统100的该实施例已经证实在典型广播中所需的核心特征，并且该系统使用软件来访问功能而不采用切换器控制面板。

利用软件，当前实施例能够构建灵活得多的系统。系统的该实施例聚焦于广播期间所需的核心特征。将功能构建到可以根据需要而分发至各机器的代码模块中。这允许操作员(如本地操作员102a、远程操作员102b、和/或自动操作操作员102c)基于电视制作和职员能力、根据需要对相关功能进行分组。

数据控制系统100的一实施例基于两种准则来分布广播的操作责任：(1)系统的功能需求，以及(2)操作员的操作责任。

可以根据需要组合或分布操作，以适于系统的特定适配。简单的适配可以在单个系统上合并所有视频、图形和促销需求。更复杂的系统可以将视频和图形操作分离，同时对赞助商需求使用自动化系统。采用这种方式，用户可以简单地根据需要组合和分布操作责任。

系统中可以包括多种类型的模块。不同类型的视频模块包括：视频切换、实况摄像机、虚拟摄像机、机器人摄像机、重放系统、图形覆盖、转换、赞助覆盖、商业广告以及多语言图形和音频。各种类型的音频模块可以包括音频混合/自动化、摄像机音频、讲解员/麦克风音频、音频FX、旁白、样本盒、辅助视频制作和联播。此外，不同类型的数据模块可以包括全球定位系统(GPS)数据、元数据标签、统计数据、时间码、超链接和热点。

D.分布式系统

随着新技术已被引入广播(重放、商业广告插入、虚拟广告、股市行情等)，典型地，这些系统是由各个提供商在几乎不考虑如何在实况广播中对它们进行集成的情况下创建的。这些系统中的许多系统包括用于设备间控制的通用串行或GPI接口，但许多协议是受限的。

许多新设备并入了TCP/IP接口。取决于提供商简单网络管理协议(“SNMP”)栈开发的鲁棒程度，允许设备间通信。典型地，即使具有IP能力，这些设备中的许多设备也无法被制造为用于双向通信，相反，简单命令基于内部规则触发。数据控制系统100并入了复杂得多的算法，以高度同步的方式控制多种设备。

E.运动赛事实施例

在一实施例中，如图1所示的数据控制系统100可用于制作实况运动赛事，如NASCAR赛事。在该实施例中，数据控制系统可以利用广播节目制作车上大约8’x 8’的空间或其它空间。在该空间中，提供用于5个全标清广播的硬件和1个在硬件故障情况下的备用系统。在另一实施例中，可以全高清地对赛事进行广播。典型网络针对每个广播将利用1或2辆55’节目制作车。该实施例的数据控制系统能够在节目制作车当前使用的一部分空间中产生多个通道。在一实施例中，如DIRECTV上针对HotPass的广播，数据控制系统可以控制驾驶员特定的单独通道，其中，每个通道广播专用于NASCAR赛事中的单个驾驶员。在另一实施例中，在赛事中可以存在多个数据控制系统，每个数据控制系统控制单独的通道。

与数据控制系统100一起使用的软件可以适于控制赛事需要的特定功能。在该实施例中，软件可以被修改为制作针对网络或电视台的NASCAR赛事。这允许极大地简化操作员的控制，并且极大地减少了操作员的训练时间，并允许他们在广播期间承担附加责任。对于该实施例，数据控制系统的操作员可以处理视频切换和图形覆盖部分，或者操作员可以处理实况广播所需的所有方面。在该系统中，存在图2A中示出的视频用户接口120和图2B中示出的图形用户接口控制122。视频和图形控制是触摸屏，但可以包括任意类型的输入设备。此外，图2A和2B中示出的视频和图形控制120和122都是为该实施例中的NASCAR赛事定制的。对于其他赛事，可以针对那些运动或节目定制用户接口控制。此外还已经想到，视频和图形控制120和122可以位于单个屏幕上。

如图2A所示，视频控制器120包括预览窗口124和节目窗口126，预览窗口在屏幕上显示操作员要求的内容的预览，节目窗口显示当前播出的视频和图形内容。屏幕左侧是屏幕布局128栏，允许操作员容易地在不同类型的屏幕布局间切换。在该实施例中，在屏幕上显示了10个摄像机供应130，并且操作员能够容易地切换哪台摄像机是实况和正在播出的。该定制版本包括一行全屏幕转换按钮，包括：剪切按钮132、驾驶员按钮134、赞助商按钮136、HotPass按钮138、NASCAR按钮140和重放按钮142。触摸这些按钮中的任一个将根据操作员指示提供全屏幕转换。还存在一行窗口转换按钮144，将提供在屏幕的一个窗口中的转换，该窗口可以包括多个视频窗口。还提供了获取按钮146，用于将预览屏幕124放在节目屏幕126上方。还提供了预置按钮148，允许操作员保存所选择的布局和视频供应。重定位按钮150将视频上/下或左/右移动，以适当地框住视频供应。对于其他赛事，将以另一定制按钮代替特定的按钮(如HotPass按钮138)。此外，可以根据需要改变窗口和按钮在视频控制器120的屏幕上的定位。还可以在使操作员能够制作广播的用户接口屏幕上提供其他特征或按钮。

下面参见图2B，图形用户接口控制122允许操作员控制将与视频供应同时置于屏幕上的图形。用户录入屏幕152允许操作员录入数据。如图所示，该系统包括带有挂钩(hook)的模板，该挂钩用于要录入的数据。在图形控制屏幕上还有节目屏幕154，显示正在广播的视频和图形内容。在屏幕左侧，存在预置按钮156的快速工具栏，预置按钮156用于开/关特定的预置图形信息。例如，操作员可以打开圈数按钮，以显示比赛中当前的圈数。预置按钮156是针对正在广播的任意事件定制的。还具有保存功能158，用于保存操作员所创建的模板，从而能够在稍后进行调用。还提供了获取按钮160，用于将用户录入屏幕放在节目屏幕之上。取出按钮162移除当前广播的图形内容。在NASCAR实施例中，还存在旗绳木扣(flag toggle)164从而操作员能够向屏幕发送比赛跑道的当前状况。还存在模板录入166，在此处可以录入模板代码，从而在用户录入屏幕上产生特定场景模板。图2B中示出了预置按钮168，预置按钮168如此定位是由于它们不适于在快速工具栏156内。还可以根据需要向图形用户接口控制添加附加特征，并且在其他实施例中还可以改变按钮的位置。在一实施例中，可以实时地添加附加特征。

图3A至3K公开了可能的视频布局。图3A至3K中所示的窗口170a至170d可以包括用户希望广播的任意类型的信息/数据，如视频源、实况数据、图形、动画等。如图3A至3K所示，窗口170a至170d可以改变大小、形状和在屏幕上的位置。还可以根据广播的需要向屏幕添加其他附加窗口。这些布局示意了视频窗口在切换器中可能的位置。此时，操作员从使用另一坐标系的计算机，通过用于配置布局的软件来参考坐标。操作员利用视频控制器120和图形用户接口124控制在场景中提供的布局和信息/数据。

在一实施例中，用来自VizRT的外部控制命令发送数据和配置场景。可以在viz|artist 2.7用户手册的第166页起找到这些外部控制命令，此处以引用方式整体并入viz|artist 2.7用户手册。然而，所属领域技术人员将意识到还可以使用其他软件包，如Chryon的HyperX2(http://www.chyron.com/products/graphicsystems/hyperx2.aspx)、Brainstorm(http://www.brainstorm.es/pages/onair3d.php)或Orad(http://www.orad.tv/)。在一实施例中，艺术家使用VizRT平台的特定命令在HotPass的不同布局中构建图形场景，并为工程师指明变量“hooks”以通过软件进行填充。

屏幕布局的可能场景是基于模板的，并且包括视频窗口，如两个顶部窗口和一个底部窗口。视频窗口可以根据需要采用任意布置或大小，以显示多个视频供应。在特定实施例中，可以存在背景场景、覆盖屏幕任意部分的图形，如底部三分之一图形、底部二分之一图像、赞助区和运行在屏幕任意部分上的股票行情。可以向屏幕上的各元素插入遥测数据。最终输出还可以包括在单独窗口中形成的图形化的事件的虚拟表示。在一实施例中，可以在一个窗口中放置虚拟赛道，并实时地在赛道上的适当位置显示虚拟赛车和驾驶员。所属领域技术人员将意识到，可以使用任何事件的其他虚拟表示。场景实施例还可以包括全页面转换、赞助商换景、全屏幕图形模板、通用图像模板、窗口特定事件和取代全屏幕转换的窗口特定转换。当然，可以根据期望或需要调整和重新布置这些屏幕布局。由于场景是基于模板的，可以立即将场景的属性(如颜色)、事件数据(如驾驶员编号)和其他数据信息插入模板。

在一实施例中，在进行广播之前精心编制屏幕布局。然而，已经想到屏幕布局可以更加灵活，并可以在广播期间实时改变。这允许一个操作员针对事件正在发生时出现的情况创建屏幕，而不是在该事件之前精心编制屏幕。

应当理解的是，制作其他事件或节目所需的人员将随特定广播的要求而改变。然而，在该NASCAR实施例中，广播的每个通道将需要以下人员来控制广播的每个方面：

·技术总监(TD)，使用数据控制系统100的视频切换部分。每个通道有一个TD，但每个通道也可以有更多的TD。

·广播副手(BA)，创建所有图形并跟踪NASCAR比赛或其他事件或节目的状态。每个通道有一个BA，但也可以有多于一个的BA。

·通道制作者，调查驾驶员并与星探(talent)协作以创建关于驾驶员的报道。每个通道有一个通道制作者。

·音频混合员，混合来自各个源的音频电平。每个通道有一个音频混合员。

·重放操作员，在整个比赛或其他事件中跟踪所有重点，并形成制作源。每个通道有一个重放操作员。

·摄像机操作员，操作摄像机并显示NASCAR比赛或者其他事件或节目制作。典型地，每个通道有3至4个操作员，但根据需要可以存在任意数量的摄像机操作员。

·节目制作者，监督所有通道的制作。典型地，整个制作有一个节目制作者。

·协调制作者，协助节目制作者的工作。典型地，整个制作有一个协调制作者。

III.一个实施例的构造

传统视频制作将切换器置于操作的核心。切换器在设备间通信方面功能有限。通过由运行此处公开的定制软件的计算机控制切换器，数据控制系统100能够同步对于切换器和其他设备的命令。操作员不限于切换器功能的子集，相反可以经由计算机控制任意设备。

数据控制系统100的控制基于在标准计算机上运行的软件。创建代码库以同各种设备进行通信。每个协议都需要允许计算机系统控制各种设备的库。

传统切换器非常昂贵并且难以使用，这是由于它们必须是灵活设备，以适合任意类型的广播，如新闻、运动、企业活动、演播室节目等。典型事件将仅仅使用切换器功能的一小部分；然而，操作员必须非常熟练以有效访问基于应用而改变的这一小部分功能。针对必要应用，定制数据控制系统100的前端控制系统。通过聚焦于制作实况节目所需的必要功能，数据控制系统的该实施例能够简化广播系统的操作。此外，该实施例能够通过使大量重复任务自动化而提升操作的效率。

数据控制系统100的一实施例并入了触摸屏面板，以选择如图2A和2B所示的各种视频和图形源和布局。这不是必须的，并且可以根据需要用鼠标和键盘或任何其他输入设备来操作用户接口。

由于数据控制系统100的主控制是基于计算机的，易于将制作任务分给多个分别使用自己计算机的操作员。视频供应的切换可以位于一个系统上，而在不同的系统上完成图形覆盖。可以基于制作需要分离或组合附加功能。构建所有计算机代码，从而能够根据需要容易地对系统进行配置。

A.工作流程方法

如前所述，数据控制系统100的一实施例变更了典型广播环境中的工作流程，从而基于如图1所示的5层方法，实现了简化的控制隐喻。利用高速联网经由定制软件控制对这些设备的控制进行集中。

1.控制层

控制层102使本地操作员102a、远程操作员102b和/或自动化操作操作员102c分别控制控制系统102d、102e和102f，控制系统102d、102e和102f与所有各种硬件设备通信，并控制这些硬件设备。利用一般的基于软件的用户接口来访问硬件，而不是由独立的操作员分别以定制接口控制专用硬件。根据广播的需要，可以存在任意数量的操作员和控制系统，包括仅仅一个操作员工作于一个控制系统。此外，由于系统的模块化方式，可以存在任意数量的内容传输设备和冗余。

本地操作员102a可以是使用数据控制系统的用户接口的任何人员。系统可以工作于自动模式下而无需任何操作员，或者具有有效地操作广播制作所需模块而需要的任意数量的操作员。此外，操作员不一定位于现场，还可以远程控制系统。本地控制系统102d可以是运行针对广播的定制软件模块的任意数量的控制计算机。

如前所述，图2A和2B示出了针对操作员的用户接口的一实施例。图4A示出了更一般的视频用户接口180，该用户接口包括视频控制区181。视频控制区181包括预览窗口182和节目窗口184，预览窗口在屏幕上显示操作员要求的内容的预览，节目窗口显示当前播出的视频和图形内容。在视频控制区中还可以找到附加按钮，用于编辑和制作视频内容。例如，可以包括一行全屏幕转换按钮，还可以包括一行窗口转换按钮，窗口转换按钮将提供在屏幕的一个窗口中的转换，该窗口可以包括多个视频窗口。还可以提供获取按钮185，用于将预览屏幕182放在节目屏幕184之上。预置布局栏186位于屏幕左侧，允许操作员容易地在屏幕布局间切换。在该实施例中，在屏幕上显示14个摄像机供应188用于监视，并且操作员能够方便地在摄像机供应间切换以进行广播。已经想到，可以在用户接口上监视少于或多于14个摄像机。还提供了预置按钮190，允许操作员保存所选的布局和视频供应。还可以在使操作员能够制作广播的用户接口屏幕上提供其他特征或按钮。

下面参见图4B，图形用户接口控制200允许操作员控制将与视频供应同时置于屏幕上的图形。图形录入区201包括图形数据录入屏幕202，并允许操作员向特定字段中录入数据。在图形控制屏幕上还有节目屏幕204，显示正在广播的视频和图形内容。在屏幕左侧，存在预置按钮206的快速工具栏，预置按钮206用于开/关特定的预置图形信息。图4B中示出了预置按钮208，预置按钮允许操作员预置模板内的特定图形数据。还可以向图形用户接口控制200添加附加特征。在一实施例中，可以实时添加附加特征。

在一实施例中，如图4C所示，可以使用合并的视频/图形用户接口210。该合并的用户接口包括视频/图形预览屏幕212和视频/图形节目屏幕214。还存在图形数据录入屏幕216，允许向特定字段中录入数据。可以在摄像机窗口218上监视摄像机供应，并且该实施例公开了9个摄像机供应。此外，合并的用户接口可以包括预置工具栏220。在单独的视频用户接口和图形用户接口中公开的任何特征都可以位于合并的用户接口屏幕上，以供操作员使用。

用于控制系统102d、102e和/或102f中的计算机是标准个人计算机(“PC”)。大多数现代台式和服务器类计算机提供足以管理数据控制系统100的实施例的性能。根据广播的需要，可以使用任意数量的计算机控制系统。利用软件开发的模块式方法，该系统可以根据需要组合或分开各功能。只要系统能够支持编程环境以及所有操作需要的通信协议和基本设备驱动，可以使用任何现有的微软、苹果、UNIX或其他操作系统。

在一实施例中，在操作期间可以使用三种类型的控制系统。如图1所示，由位于主要操作附近的操作员执行本地控制系统102d。还存在从远程位置控制的远程控制系统102e。这可以在会场内将统计数据采集至主持聊天面板的远程位置。此外，可以经由软件触发和算法来驱动自动化控制系统102f。此外，已经想到可以使用任意数量的控制系统，包括一个控制系统控制整个系统。图1A中示出了数据控制系统100a的另一实施例。

设备控制需要网络连接。基于在系统的层106、108和110上使用的硬件的需求，可能需要附加的串行连接。网络和串行接口都是大多数计算机上的典型接口。根据需要，可以通过扩展卡添加附加的控制接口，如GPI(通用接口)和其他接口。

经由定制的用户接口(“UI”)，例如图2A和2B中所示的定制UI，来控制计算机。用户可以通过任何输入设备或其组合(包括鼠标和键盘、触摸屏、(识别多个同时输入的)多点触摸屏、定制小键盘、定制LCD触摸板、慢进和倒带钮、游戏控制器、操纵杆、指示器、遥控器、音频混合板和/或视频混合板)来控制计算机。

控制计算机需要能够驱动UI的标准显示的标准视频卡。根据功能需要，支持多头卡(多个显示输出)。如果需要，显示还可以是标清(“SD”)或高清(“HD”)视频信号。

在一实施例中，软件UI还能够显示源视频供应以及节目供应。为了将多个视频供应直接覆盖在UI上，可以并入MIDP(多图像显示处理器)，以支持背景计算机层。从控制计算机输出的UI循环通过MIDP，在UI顶部合成视频源。这允许系统利用Evertz VIP 12(型号7767VIP12)覆盖多达12个适中的(discreet)视频源。接着，经由DVI-D线缆将合成信号传递至控制监视器。并不是在每种应用中都需要视频覆盖，并且视频覆盖取决于监视器预览视频源的可用性。

用于呈现图形的计算机需要是高性能的工作站。典型地，这些机器具有较高的时钟速度、较快的总线、更多的RAM、较快的硬盘驱动器和较快的视频卡。在一实施例中，数据控制系统100使用NVidia Quadro FX系列的4000至5600型图形卡。还可以采用其他图形加速卡制造商，如ATI。此外，重要的是，视频系统支持适当的输出视频格式。输出视频格式典型地是SD SDI(标清串行数字接口)或HD SDI(高清串行数字接口)。它们还可以是各种分辨率的任何计算机格式(VGA、XGA、SXGA、UXGA、WXGA、WSXGA、WUXGA和DVI-D)或系统需要的任何其他格式。对于视频输入还可以使用附加的视频I/O卡。在一实施例中，使用Matrox X.mio 8000视频输入/输出卡PCI-X 133 MHz。只要与系统兼容，还可以使用其他视频I/O卡。还可以将音频卡并入系统，以向图形提供音效。存在大量支持所需各种格式的制造商。音频的典型输出格式是立体声或单声道的平衡音频(模拟)，以及针对数字格式的AES(音频工程协会)。

为了较高的性能，图形引擎典型地并入了可以按RAID(低成本驱动器冗余阵列)格式配置的一个或多个硬盘驱动器。可以使用任何现有的微软、苹果、UNIX或其他操作系统，只要该系统支持针对模板图形使用的图形程序以及视频加速卡必需的驱动。

实况广播一般包括某种类型的显示方法，以观看所有的各音频/视频/图形供应。典型的节目制作车和控制室将使用监视器墙，从而在单独的监视器上显示每个供应。还可以使用MIDP(多图像显示处理器)将多个供应合并在单个监视器上。在一实施例中，数据控制系统100可用于DIRECTV上的HotPass HD，并利用12输入的MIDP(Evertz7767VIP12)，从而在预览和节目供应外再显示10个源供应。在图2A中可以清晰地看出此配置。

虽然并未示出，还可以存在音频用户接口，使操作员能够在广播期间控制音频。音频用户接口的功能还可以合并到视频用户接口中。

在图2B或4B中可以看到图形用户接口。如图4C所示，图形用户接口可以与视频用户接口合并，并且该合并单元还可以包括音频用户接口的功能。

2.通信层

通信层104是将控制层102连接至内容层106以及处理层108的网络。通信层可以支持当今正在使用的任何标准化协议。

典型通信通过标准的5、5e或6类双绞线利用TCP/IP(传输控制协议/互联网协议)或UDP(用户数据报协议)，但还可以使用其他协议/接口，包括VTR的(BVW-75)、AMP、Luth VDCP、Odetics、Tally Systems、路由控制系统(Trinix、Venus、Triton、Jupiter、Encore)。利用能够与流水线(pipeline)中的任意设备通信的控制层102，协调异类设备间的动作变得容易得多。协议是通过定制库或存储在存储器中的dll文件而在数据控制系统100的制作环境内实现的。

通信层104可以包括网络通信104a，允许本地控制系统102d与流水线中的任意设备或服务器通信。还可以存在外部(WAN)通信/数据104b，供第三方供应商提供针对专业运动赛事的实时统计数据或博客。外部通信门户还可以利用任意第三方来提供任意事件或节目制作的广播所需的任意信息。服务器104c也可以是通信层104的一部分。服务器104c以标准能力工作，提供以下任意/全部信息，所述信息包括：统计数据、图形资源(头部特写、企业标志、赞助商等)、可用于图形引擎上的图形模板等。基于广播所需的信息的类型，可存在任意数量的服务器。

3.内容层

内容层106是指为广播贡献信息的任意设备或模块。控制层102可以经由通信层104访问内容层106。内容层中的模块可以包括以下任意项：遥测元数据、实况数据、手工录入数据、辅助外部数据(即，蜂窝电话、web、聊天、博客、RSS供应等)、视频源、机器人摄像机、虚拟摄像机(即，视频游戏虚拟摄像机)、RF(射频)摄像机、已记录视频源、重放视频源、商品推销、广告、商业广告、引子、赞助、虚拟广告插入、插入图形、呈现图形(即，开场、缓冲、结束)、转换、预先制作的图形、本地化语言、背景、实况音频、预先记录的音频、音频音效、统计服务器、数据库、遥测信息、GPS数据和/或摄像机信息(位置、角度、缩放)。

摄像机供应和麦克风提供来自内容层106的某些内容。对于内容层106中找到的其他类型的内容，可以使用存储设备存储该信息。数字盘记录器(“DDR”)是可用于存储信息的一种设备。DDR是用于在实况广播环境中播放数字化内容的设备，并且可以是位于数据控制系统100的内容层106内的设备之一。DDR基于在基于计算机的系统上存储的文件，因此，可以容易地以非线性方式访问内容。DDR的容量基于其存储总量以及用于输出图形的格式。DDR还可以同时提供多个视频流。这对于匹配图形元素的关键(Key)和填充(Fill)通道是有帮助的。DDR可用于在广播期间提供内容，包括重放、商业广告、强调、促销元素或商品推销、音频、任意预先记录的视频内容(如访谈、运动员简档、故事片段)、以及任意预先制作的图形(如开场、结束、缓冲、背景和转换)。

在一实施例中，这些类型应用的使用是为了从图形引擎内部直接播放数字化内容。同样，这不仅允许控制适中功能的合并方式，还极大地提供了同步操作命令的能力。这样的一个示例可以是令操作员执行从实况视频源到已记录的强调部分的模板转换。虽然这在当前可以实现，但该示例依赖于并行工作的单独设备。

在某些情况下，不可能将所有数字化内容集成至数据控制系统100中。在这些情形下，数据控制系统可以与专门的外部DDR(Grass Valley iDDR/Profile，EVS XT[2]，Digital Rapids CarbonHD，Doremi MCS)一起工作，(在制造商支持的情况下)专门的外部DDR进行软件集成，或者不管有没有专门操作员以独立的形式工作。

4.处理层

处理层108与来自内容层106的源通信，并对源进行组合，以利用视频切换器108a和音频混合器108b制作最终广播。如图1所示，还可以存在分别与视频切换器和音频混合器通信的视频路由器108c和音频路由器108d。同现有节目制作车模型相比，对视频切换器108a和/或音频混合器108b的控制在制作流水线中位于更靠后的位置。通过变更控制的优先顺序和对控制进行集中，数据控制系统100能够有效地协调制作流水线中所有系统的活动。

处理层108还可以包括音频/视频处理设备108e。音频/视频处理设备可以包括帧同步器、颜色校正、交叉变换(HD至SD、SD至HD、HD至HD)、音频嵌入器/去嵌入器、音频延迟、视频延迟等。音频/视频处理设备108e与视频和音频路由器108c和108d以及视频切换器108a和音频混合器108b通信。此外，还可以在处理层108中包括数据处理设备108f。如图1所示，数据处理设备108f与内容层106中的若干数据模块通信。一旦数据处理设备接收并处理来自内容层106的数据，数据处理设备将经处理的数据发送至传输层110中的最终数据输出。

如果必须从UI改变视频源，在数据控制系统100中需要某些类型的路由或切换硬件。这甚至可以通过使用新视频输入卡上的内建视频输入来实现。Matrox X.mio 8000目前支持2个SD/HD SDI输入。数据控制系统100的一实施例可以对可以包括统计或信息屏幕的无视频源的完全图形模式进行操作。这样的典型应用可以包括信息亭(kiosk)或大型LED(发光二极管)屏幕。

典型的视频路由器108c(参见图1)可以改变从信号起源位置(源)到信号前往位置(目的地)的映射。源和目的地的数量的范围可以从2x2到512x512，其中第一个数是源/输入，第二个数是目的地/输出。此外，源和目的地的数量无需匹配。

在数据控制系统100的一实施例中使用视频路由器108c支持从软件迅速切换多个视频源的灵活性。在许多路由器面板上作为“保留项(Salvos)”存储典型的路由器配置。通过在计算机上保存这些“保留项”，系统能够根据需要手动地和自动地对信号进行路由。这种类型的功能对于设备故障的情形是极有帮助的。一旦检测到设备故障，数据控制系统可以发送必要的命令以将信号路由至备用设备。

在数据控制系统100的其他实施例中，系统能够支持路由器和切换器的任意组合。此外，已经想到将两个设备合并，以增加信号流的功能。

视频切换器108a(参见图1)可以提供路由器的基本功能，以及附加的视频处理功能。来自视频切换器的某些附加功能可以包括以下功能：在视频源间淡入淡出、在视频源间转换、视频源重定位、同时显示多个视频源、存储/调回预定布局(Emems)和指定视频效果，如模糊、颜色校正和照明效果。

视频切换器一般用于这些高级视频处理特征，并且在广播期间需用于高级特征要求。切换器还可以作为视频路由器，但典型地不包括路由器的可扩展性。典型的切换器可以具有24-48个输入和2-24个输出，而路由器可以扩展至1024x1024个输入/输出和更多。在数据控制系统100的一实施例中，切换器108a用作路由器108c。在另一实施例中，如图1所示，既使用路由器又使用切换器。而在另一实施例中，路由器可作为切换器在系统中使用。

大多数切换器具有缩放和操纵视频源的能力。Grass Valley将该功能称为iDPM(内部数字图像操纵器)，并且该功能一般还被称为DVE(数字视频效果)。如果切换器包括多于一个DVE，可以创建分屏效果，其中，同时显示两个视频源。这种类型的另一常见示例是“画中画”布局，其中，小视频窗口位于较大视频源内。在用于HotPass的实施例中，数据控制系统100依赖于该技术，以提供该应用所需的各种多窗口显示。对于其他应用(如足球比赛)，系统可以仅在全屏幕上使用单个视频源，从而无需任何类型的DVE技术。

某些视频切换器可以添加可用于数据控制系统100环境中的附加功能，如：剪辑存储能力、ram存储静止画面和运动、式样产生器以及效果产生器。

如图1所示，音频混合器108b提供同时管理多个音频源并创建可由一个或更多个源组成的混合音频流的能力。数据控制系统的实施例并入了混合板，该混合板允许用户同时控制所有传入源的强度和音调。针对特定情境可以采用预置，从而允许操作员迅速跳至特定设置。利用对视频切换相同的方式，只要音频混合器108b具有所需接口端口(TCP/IP，串行端口)，便可以经由数据控制系统使该处理自动化。较新的音频混合硬件中出现的特定功能是数字信号处理器(“DSP”)。DSP允许对音频信号进行实时操纵。这可以用于限制整个广播中的音量(音频限制器)。

5.传输层

如图1所示，控制层102可以经由通信层104访问传输层110。此外，传输层110与处理层108通信。传输层110负责各种输出信号。这可以包括路由、交替供应、交叉转换或任何其他各种传输格式。由于单体方式的缘故，通过对所有设备的集中式控制实现了相同的灵活度。这允许针对如下类型应用的极大的灵活性，所述应用包括：音频/视频信号的元数据标签、针对Web 2.0传输的单独供应、对国际广播公司的本地化图形覆盖以及自动化广告插入。

如图1所示，有三种分量110a、110b和110c到达传输层110。最终视频输出110a依赖于广播需要。有时，广播公司需要附加的辅助供应以适于不同的传输机制。各种视频供应中的某些包括：节目、分屏、辅助、本地化、洁净、web和移动供应。此外，对于超出数据控制系统的该实施例的供应量不存在限制。多屏幕安装可以向不同的显示器发送相同信号，或者向每个屏幕发送完全不同的信号。这些多显示系统可以适于以下应用：同时驱动位于运动场和条板(ribbon board)上的大型LED标牌、同时驱动音乐会现场的多个屏幕、非标准电子标志图样，如时代广场、数字布告板、多屏幕场所(LA-实况)。

还可以适当地混合最终音频输出110b，以提供关于最终传输的极大的灵活性。可以向适当的视频源提供不同的音频混合，以适于不同的语言、不同的音效或任意其他要求。多种音频供应中的某些包括：节目、旁白(VO)、效果和本地化。

最终数据输出110c提供可在视频中用于标签目的的同步数据流，或者可与制作一起使用的任何其他类型的元数据。各种数据供应中的某些包括：时间码、元数据标签、事件信息、视频信息、位置/GPS信息和摄像机信息。

在一实施例中，可以利用公知加密技术对最终的视频、音频和数据流进行加密。

B.硬件示例

数据控制系统100的一实施例可以包含以下硬件组件：

1.视频切换器108a可以是Grass Valley生产的KayakSwitcher。

2.使用Evertz生产的高清(HD)数字分布放大器(DA)，可位于处理层108中用作音频/视频处理。

3.使用Evertz生产的标清(SD)模拟分布放大器(DA)，也位于处理层108的音频/视频处理盒中。

4.使用Evertz生产的VIP 4多图像显示处理器(MIDP)。

5.使用Evertz生产的VIP 12多图像显示处理器(MIDP)。

6.使用Evertz生产的5600主同步和时钟发生器(MSC)。

7.在本实施例中采用的控制系统包括：

·Intel Dual Xeon 2.8GHz处理器

·80GB 10,000RPM SATA HDD

·4GB RAM

·NVIDIA FX5500 256mb PCI

·360W电源

·SuperMicro X5DPA-TGM+主板，800 MHz FSB

·1U SuperMicro机箱

·2.5 DVD-ROM驱动器

·Windows XP Pro SP2

8.该实施例中使用的图形引擎包括：

·Intel(2)Quad Core 2.83GHz Harptertown处理器

·80GB 10,000RPM SATA HDD

·2GB RAM

·NVIDIA Quadro FX5600 PCI-e 16x 1.5GB存储器

·Matrox X.mio 8000视频输入/输出卡PCI-X 133 MHz

·Digigram Vx222 PCI音频卡

·双800W冗余电源

·SuperMicro X7DAL-E主板，1333 FSB

·4U SuperMicro机箱

·3.5 DVD-ROM驱动器

·Windows XP Pro SP2

9.该实施例中使用的服务器包括：

·Intel Xeon 2.8GHz处理器

·320GB 7200RPM SATA HDD

·2GB RAM

·NVIDIA FX5500 256mb PCI

·360W电源

·SuperMicro X5DPA-TGM+主板，800 MHz FSB

·1U SuperMicro机箱

·2.5 DVD-ROM驱动器

·Windows 2003服务器企业版

10.在该系统中使用网络Netgear 8端口GigE交换机。

C.操作员工作流程

数据控制系统100使电视制作中所需的系统的使用和操作流线化。标准广播已变得极为复杂和专业化，使得即使对于简单的广播，没有大量的训练有素的操作员和支持人员也无法播出。这是由于电视制作的基本方式基于分布式设计。

数据控制系统100的实施例聚焦于制作实况节目需要的必需功能。数据控制系统的实施例同系统设计的单体方式相结合，为操作员提供了易用性和精密的系统控制。

D.从切换器转移至图形引擎

传统上，视频切换器是广播的核心。大多数视频设备(如，应答、各类摄像机、商业广告和各类图形)将传输最终被路由至视频切换器的视频信号。由于所有其他内容设备都不像视频切换器那样重要，这些设备是边缘化的。传统上，切换器操作员(TD)比图形/重放/磁带操作员得到的报酬更高。这是由于视频切换器是传统广播播放所需的独一无二的硬件设备。

数据控制系统100的一实施例仍可以以类似方式使用视频切换器；然而，工作流程方式与传统制作大不相同。该系统能够合并内容层106中的大量设备或模块，因此，该实施例可以容易得多地控制图形需求。此外，由于大量的原先不同的系统此时被集成到图形引擎中，与独立系统相比设备变得更加重要。

数据控制系统100的一实施例将图形引擎将图形引擎的优先级变更为与视频切换器相同的级别。切换器操作员离开其位于切换器处的专门位置，并且此时控制控制系统102d。数据控制系统经由简单的GUI(图形用户接口)允许视频切换器的大量所需功能。此外，系统使对图形引擎以及内容层106中任意其他设备的控制同步并自动化。

最终，TD具有同样的基本责任，即改变制作节目所必需的传入视频源和图形元素。然而，由于此时TD从基于软件的应用控制这些行为，可以使大量次要责任自动化，而这些责任过去是由专门系统中专门的操作员处理的。该自动化的示例可以是，当各种图形被呈现到屏幕上时，在其上嵌入的赞助商企业标志。

E.同步操作

集中式控制系统100允许在制作期间对所使用的系统进行远为复杂的同步。系统的一实施例并入了对广播中各种元素进行“基于事件的同步”。基于事件的同步支持在广播期间发生远为复杂的事件。

其示例是可以使用换景(wipe)在两个供应间切换同时移除图形元素的传统广播制作。在换景期间，通常存在极短的时间帧(0.1秒)，用于任何改变的发生。切换器可以触发视频在该瞬间改变，但是一旦引入附加设备，对在换景期间引入哪个元素并在换景后应当出现哪个元素进行协调将变得十分困难。

数据控制系统100的一实施例可以设置触发以以下任意方式工作。触发可以是手动的，其中，操作员经由控制软件手动地开/关图形。此外，触发可以是基于事件的，从而操作员准备元素(图形、视频、广告、布局、视频源等)并授权该元素在下一触发事件(即，转换、时间码、计分等)出现。此外，触发可以是基于事件的触发关闭，这意味着操作员授权活动元素(图形、赞助商、股票行情、布局、视频源)在下一触发事件(即，转换、时间码、计分等)消失。

通过组合不同的基于事件的触发，系统的该实施例允许用户聚集多个事件前/后触发，这些触发可以辅助大量不同图形在广播中任意时刻期间出现/消失/改变。这些触发组还可以作为预置保存在软件中。

IV.图形开发

A.基于模板的实时平台

基于模板的实时平台的使用(参见VizRT，www.vizrt.com)实现了数据控制系统100的极大的灵活度。图形模板仅需创建一次，并且可以根据广播的需要用数据填充图形模板。广播图形的当前方式并入了用于插入图形的特定类型的计算机图形(“CG”)设备。插入图形(内容层106中存在的模块)一般指基于模板且为动态的图形。这些系统在广播中提供特定功能，并且一般需要专门的硬件和操作员。典型的插入图形包括以下任意类型：时钟和计分图形(大多数运动赛事)、进攻和十码线(橄榄球中使用的黄色的进攻线)、股票行情、虚拟图形插入(虚拟超大屏幕)、广告插入和赞助图形。

B.预先制作的图形

此外，预先制作的图形也存在于内容层106中，预先制作的图形是事先构建的元素，并且典型地存储在磁带或数字文件格式上。这些元素包括：视频、图形、特殊效果和音频。一旦被创建，预先制作的图形通常无法实时地进行更新和操纵。预先制作的图形的示例包括以下任意类型：转换、开场/结束、缓冲、引子、商品推销、布告板和背景。

C.图形

数据控制系统100的一实施例对图形传输采用单体方式。该实施例不使用多个系统和操作员，而将所需功能组合至单个系统中。该方式提供了对各种图形要求的操作容易地进行同步的便利性和能力。适当开发的场景可以包括传统情况下需要专门系统的如下元素：循环背景(DDR)、股票行情(专门的图形系统)、插入元素(专门的图形系统)、附加插入元素(专门的图形系统)、赞助(专门的图形系统)和转换(双通道DDR)。

目前的广播图形系统针对标准插入包中的每个独立图形构建单个图形模板。数据控制系统的一实施例将所有模板集成于单个场景。数据控制系统100的该实施例的附加优点在于，它可以将预先制作的图形移植至实况图形模板。这允许用户根据广播中的需要容易地改变和定制图形。这样的示例可以是NFL团队专门的循环背景动画。目前，如果每个背景是0:30秒周期，那么32个NFL团队中每个团队需要定制的预先制作的循环背景。该背景还需要不使用专门的DDR(数字盘记录器)进行播放，并且通过系统的前端UI或切换器手动选择。在控制数据系统100中采用基于模板的方式，可以创建单个背景场景，单个背景场景可以包含针对团队标志、颜色、名称等的所有可变对象。简单地选择适当的团队可以自动更新所有所需元素，使模板针对于特定的团队。由于这被集成于图形引擎中，不针对每个团队存储每0:30秒动画(假设分辨率为720p 59.94)占3GB(千兆字节)的数字视频文件。模板描述可能在1MB(兆字节)以下，虽然容纳了大量配置。此外，在数据控制系统100所提供的环境中合并了不同的图形。

D.硬件加速

基于模板的图形系统的快速发展源于专门的硬件加速技术。在游戏产业的驱动下，该加速技术在大多数计算机系统中是常见的。在数据控制系统100的一实施例中，NVidia生产的最新的硬件加速卡(Quadro FX系列)已对不同图形元素的合并做出了贡献。过去，这些图形卡仅能够使单个图形元素运动，但现在它们可以存储单个场景中数以百计的图形。然而，由于此行业在图形系统隔离以及独立图形资源隔离上的发展，尚未使用单体方式。相应地，节目制作车公司和广播网络正在进行着一场艰巨的战斗，试图不使用中央控制而支持来自不同厂商的各种设备。

E.场景/模板构造

数据控制系统100的一实施例在构建针对应用的图形模板时应用高度组织的结构。由于可以将多种类型的内容合并至系统逻辑中，组织化方法是必要的。可以如图5所示的层次格式对元素进行组织，层次格式允许添加、移除和修改场景中各种元素的灵活性，图5是场景树结构的示例。树210中的元素和场景可以在广播前预先加载。

典型的模板构造针对每种类型的元素可以包括位于层次结构最高层的节点。如图1所示，在内容层106中可以看到元素，这些元素包括虚拟和机器人摄像机、所有类型的商业广告、图形、本地化语言、数字音频和音效。相同类型的附加元素可以被分组于它们各自的“主节点”下。可以用附加的组织层级，以进一步对元素进行分隔，例如元素可以包括以下层级：场景/插入图形/全屏幕元素/财经数据/索引模板。内容层106中的插入图形模块是“主节点”并且是模板层次结构的最顶层，而且可以包括图1中的元素。下一层(全屏幕元素)描述了所使用的一般类型的图形。该层的插入图形的其他示例可以是底部三分之一、过肩(OTS)、错误、时钟和计分。下一层(财经数据)指正在显示的数据类型。类型的其他示例可以是天气、头版头条、爆炸性新闻、运动赛事结果等。本示例中的最终层(索引模板)表示数据类型下的特定类型的图形元素。由于其是索引模板，假设模板可以表示任意类型的财经索引。该层的其他特定类型的图形元素可以包括：股票报价、市场趋势、市场胜者/市场败者等。

针对图1所示的内容层106中预先制作的图形模块采用相同的方法。对于传统制作，预先制作的图形一般呈现为从VTR或DDR回放的线性动画。这是非常低效的，因为传输该内容需要昂贵的硬件。此外，由于在线性动画中帧被呈现为独立的帧，几乎不能灵活地改变这些图形而不从头开始重新构建它们。根据动画的复杂度，该过程可能耗费若干小时、天、或活动周。作为示例，为了制作分别与NASCAR赛车期间特定驾驶员相对应的43个不同的背景，操作员需要将动画呈现43次。

在数据控制系统100的一实施例中，系统以动态模板格式构建先前呈现的动画。这是一种新的图形传输方式。数据控制系统不仅使动画更加灵活，而且它还被集成至具有插入图形模块的同一主场景模板中。作为示例，由于其是模板，因而不需要构建针对NASCAR赛车中每个驾驶员的43个版本。单个模板可以容纳驾驶员、团队、比赛等的任意数量的变体。该方法适于任意事件。

图1所示的内容层106的转换图形模块是该方式利用数据控制系统100并合并对不同设备的控制的另一示例。利用以适当模板格式构建的转换，数据控制系统的一实施例可以具有(全部来自于单个模板的)驾驶员、选手、时间等特有的转换。由于转换通常覆盖视频，转换需要两个同步的视频流，填充通道和关键通道。对于每个通道，这需要DDR上两倍的存储空间。此外，通道必须具有帧级精度，以确保填充与关键精确匹配。这些多通道DDR是昂贵的专用硬件。数据控制系统的图形系统已为模板内的任意和所有图形元素提供了填充和关键通道。添加转换元素是仅仅是场景中另一类图形，因此不存在专用硬件。

图1所示的内容层106中的赞助元素(如虚拟广告)和赞助模块是实况制作的另一重要方面。有时，广播公司和赞助商间存在精确地关于如何/何时/以什么频率以及在哪个图形上显示特定特定赞助商的协议合同。许多赞助和广告插入系统专用于该任务。在数据控制系统的一实施例中，赞助元素可以包括在主场景模板中，并可以从数据控制系统自动或手动地进行触发。其他元素包括预先制作的图形，所述预先制作的图形包括开场、缓冲、商业广告、商品推销和本地化语言。

V.应用

在一实施例中，数据控制系统100相对而言足够小，能够适合同传统广播相比小得多的占用空间，甚至无需专门的运输车辆并仅仅依赖于可以航运的航空包裹。由于数据控制系统的尺寸的缘故，已经想到可以将数据控制系统永久安装在位于任何现场(如棒球、篮球、曲棍球、橄榄球或足球场地)的室内。这可以省去对运载数据控制系统到达独立事件的卡车或货车的需要。在其他实施例中，仍可以使用小型拖车或卡车运输和设置数据控制系统以进行实况制作。

VI.其他用途

虽然主要参照运动赛事制作对数据控制系统100进行了讨论，数据控制系统还具有多种其他可能的用途。该系统还可用于利用多个数据源(包括多个视频供应和图形)的任意事件。然而，系统还可以用于具有一个视频供应的事件。其他用途的某些示例包括：演播室节目、游戏节目、新闻节目、多通道事件、本地化通道事件、医疗应用、包括模拟广播的教育应用、企业应用、宗教应用、web广播、非标准广播、音乐会、监督、搜索和救援任务、军事演习、探险、科学或其他研究等。

虽然以上描述了各种实施例，但应当理解它们仅仅是以示例方式呈现的，而不是限制性的。因此，优选实施例的广度和范围不应由上述示例实施例限定，而仅应根据所附权利要求及其等价物进行限定。

Claims (34)

1.一种用于控制数据制作的系统，包括：

控制层，包括计算机和使操作员能够控制数据制作的用户接口；

内容层，与控制层通信，所述内容层提供视频和图形数据，其中，所述视频和图形数据可由控制层访问；

处理层，与控制层和内容层通信，所述处理层能够根据控制层的命令处理来自内容层的视频和图形数据；以及

传输层，与控制层和处理层通信，所述传输层根据控制层的命令传输视频和图形数据的最终输出。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括：通信层，与控制层通信，所述通信层为控制层提供访问内容层、处理层和传输层的渠道。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述通信层与服务器通信。

4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述通信层与外部通信链路通信。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述外部通信链路包括：将控制层连接至提供实况数据的第三方的广域网链路。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制层包括：具有远程用户接口的远程控制系统，供远程操作员控制数据制作。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制层包括：具有自动化用户接口的自动化控制系统，供自动化操作员控制数据制作。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述用户接口包括触摸屏。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述内容层提供音频数据或实况数据。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理层包括视频路由器。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述处理层包括视频切换器。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理层包括视频切换器。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理层包括：视频/音频/数据处理设备、音频混合器、音频路由器和数据处理设备。

14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述传输层传输用于实况广播的最终视频输出。

15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数据控制系统对位于内容层和处理层中的异类设备进行同步。

16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制层控制位于内容层和处理层中的异类设备。

17.根据权利要求1所述的系统，其中，所述内容层包括：本地化语言设备，用于以特定语言显示数据。

18.根据权利要求1所述的系统，其中，所述图形数据是基于模板的。

19.一种利用计算机系统制作节目的方法，包括：

从至少一个模块提供视频和图形内容的源；

用处理设备同步视频和图形内容；

通过最终视频输出传输视频和图形内容，以制作成实况广播；以及

经由集中式控制系统控制视频和图形内容的同步，所述集中式控制系统与提供视频和图形内容的至少一个模块、所述处理设备和所述视频输出通信。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，从实况摄像机供应和预先制作的图形模板提供视频和图形内容。

21.根据权利要求19所述的方法，还包括：提供要与视频和图形内容同步的实况数据。

22.根据权利要求19所述的方法，其中，所述处理设备是视频路由器或视频切换器。

23.根据权利要求19所述的方法，其中，控制视频和图形内容的同步，所述集中式控制系统与网络通信系统通信，所述网络通信系统与视频和图形内容的源、所述处理设备和所述视频输出通信。

24.根据权利要求19所述的方法，还包括：提供本地语言供应，以及使本地语言供应与视频和图形数据同步。

25.根据权利要求19所述的方法，还包括：提供实况数据，以及使实况数据与视频和图形数据同步。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，使实况数据与视频和图形数据同步，所述实况数据被添加至模板。

27.一种用于控制广播数据制作的系统，包括：

控制计算机，包括供操作员控制数据制作的用户接口，所述控制计算机与网络通信；

提供视频内容的视频模块，所述控制计算机经由网络与视频模块通信；以及

视频混合器，经由网络与视频模块和控制计算机通信，并且其中所述控制计算机通过控制视频混合器对视频内容进行同步，以制作广播。

28.根据权利要求27所述的系统，还包括：提供音频内容的音频模块，通过网络与控制计算机通信。

29.根据权利要求28所述的系统，还包括：音频混合器，与音频模块通信并通过网络与控制计算机通信，并且所述控制计算机通过控制视频混合器和音频混合器来同步视频内容和音频内容。

30.根据权利要求27所述的系统，还包括：提供图形内容的图形模块，通过网络与控制计算机通信，并且所述图形模块与视频混合器通信。

31.根据权利要求30所述的系统，其中，所述控制计算机通过控制视频混合器来同步视频内容和图形内容。

32.根据权利要求30所述的系统，其中，所述图形内容包括预先制作的图形模板。

33.根据权利要求28所述的系统，其中，所述视频内容包括来自实况摄像机供应的内容。

34.根据权利要求28所述的系统，其中，所述控制计算机的用户接口能够允许操作员输入实况数据与视频内容同步。

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