2024年3月16日发(作者：)

特

约

专

题

河北广播电视台

龚 宇

摘 要

本篇文章以金帆奖演播室图形技术二等奖作品《雄安—

介绍一下Unreal Engine4虚幻引擎是如何与虚拟演播室结合

未来正来》的制作方式为例，介绍了Unreal Engine4虚幻

的，同时介绍一下《雄安—未来正来》中

UE4虚拟场景的

引擎的特点和其与虚拟演播室成功结合的先决条件，并以

植入方法，以及eMagic虚拟系统使用上的一些体会，供大

中科大洋eMagic虚拟演播室系统为例，介绍了此系统利用

家参考。

Unreal Engine4虚幻引擎逼真的画面优势制作虚拟场景的制

作方法和使用心得。

Unreal Engine4

关键词

虚幻引擎 蓝图编程 虚拟演播室

一 Unreal Engine4虚幻引擎简介与特点

Unreal Engine4（虚幻引擎4）简称UE4，是全球顶级

1

创建工程界面图（包含了蓝图模式与C++工程模式）

游戏EPIC公司虚幻引擎的最新版本，是一个面向下一代游

二《雄安——未来正来》中

戏机和DirectX 9个人电脑的完整的游戏开发平台。它有以

下几个特点：

UE4虚幻

z

开发语言采用C++；

引擎场景与

系统的结合方式

eMmagic虚拟演播室

z

蓝图（Blueprint）——可视化编程，没学过编程

人员的福音；

z

开源、免费；

z

可以模拟出极度逼真的画面；

z

深度支持各种平台。

以上Unreal Engine4虚幻引擎的特点为其植入到虚

拟演播室系统提供了先决条件。最近两年已经有多家广

电厂商，把UE4植入到各家的虚拟演播室系统中。例如：

大洋的eMagic虚拟演播室系统、地球山的AVID虚拟演

播室系统、迪乐普的Envision pro三维虚拟演播室系统。

接下来我们以大洋的eMagic虚拟演播室系统为例，详细

2

《雄安——未来正来》中UE4虚幻引擎制作的虚拟场景——白洋淀

现代电视技术

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特约专题

2018年度金帆奖作品创作经验谈

能实时地反映在UE4

场景中，这样才能控制

无轨摄像机，进行节目

的录制。大洋eMagic

系统通过两个滚轮按键

控制虚拟摄像机的位

置、角度与zoom值，

每个虚拟机位有一组坐

标数值，同时对应UE

3

eMagic2.0主界面图

场景中的坐标位置，靠

5

eMagic系统中虚拟机位设置

Unreal Engine4虚幻引擎是为高端应用如3A级游戏、

切换多个虚拟机位来实

电影制作以及逼真的可视化应用而设计的，它可以模拟出

现镜头的运动。

极度逼真或者极具美感的画面。因此虚拟演播室如果采用

在2018年BRTV

UE4来制作场景，可以逼真地还原现场，画面可视程度更

的展会上，很多厂家

高。《雄安—未来正来》节目中，我们就首次采用UE4虚幻

不仅仅匹配了无轨摄像

引擎来制作场景，并通过大洋eMagic一体化虚拟演播室系

机，有轨的摇臂摄像机

统，对场景进行控制。

也匹配了UE4的场景

虚拟演播室如果可以顺利地植入UE4场景，笔者觉得

坐标。虚拟场景可以随

要解决三点。

着有轨摄像机镜头的改

变而变换。

6

迪乐普Envision pro虚拟演播室系统

的摇臂摄像机

1. 虚拟演播室系统可以导入

UE4是开源的，同时支持各种平台。就目前市场上

UE4场景

3. 摄像机采集到的主持人画面可以实时地植入到UE4

看，众多厂家导入UE4场景应该都不是问题了。大洋

场景中

eMagic 2.0版本可以直接导入“uproject”格式的文件。用

目前eMagic系统的做法是在场景中加入一个“主持

过UE4的都知道，这个文件就是UE4的工程文件。但是

人片”，这个“主持人片”的长宽与摄像机输出的比例是

目前大洋做了封装处理，在eMagic3.0版本之后，不再支

一样的，即16:9。通过UE4的材质系统，在这个“主持人片”

持直接导入。

上添加一个活动纹理贴图，类似我们三维软件进行的活动

贴图。通过摄像机采集主持人数据，再利用UE4

的蓝图

系统进行一个编程，添加一个函数变量，让这个采集到的

数据实时地更新。这是UE4与虚拟系统能够结合使用的

关键一点。

三

《雄安——未来正来》中

场景加入主持人的制作方法

UE4虚拟

首先在3dmax等三维软件中搭建出需要的场景，导出

4

fbx文件，并在UE4中导入。注意要进行材质的烘培，否

eMagic2.0版本在虚拟背景中直接导入uproject场景

则容易丢材质。当然您也可以在UE4中直接建模，这里不

再做详细介绍。

2. 虚拟演播室的无轨摄像机匹配UE4场景坐标

安装过大洋公司插件的UE4引擎中，我们在内容浏览

如果虚拟演播室系统要结合UE4，就要考虑虚拟无轨

器目录中可以找到Magic_s插件的内容文件夹，在这里可

摄像机与UE4坐标的匹配问题。虚拟摄像机的推拉摇移，

以找到Magic_s内容插件组，此插件组涵盖了所有能实现

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Advanced Television

Engineering

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Operation & Maintenance

Industry Topics

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搜索到）并调整比例成16:9；

z

“主持人片”文件夹下鼠标右键，

在弹出的菜单中创建DayangVirtual——DY

test Tex 并起名字“主持人”；

z

创建“材质实例”并在Parent项

下添加插件材质M_Anchor 同时勾选

AnchorTexture并设置成刚才设置的“主

7

持人”；

Magic_s插件的内容图

z

最后把完成好的材质附加在刚才创

加载主持人信息的各种插件。

建的Editorplane上。

制作流程：

这个制作流程经过测试，是完全可以将主持人信息放

z

内容栏中新建一个文件夹命名为“主持人片”；

置的场景中，虽然可以调整位置、裁切但是缺少阴影等效

z

制并添加BP_PlaneActor在场景中。这个就是主持

果，原因是我们没设置相关组件。在Magic_s插件内容中，

人在场景中的位置；

有一个“BP-Planewithshadow

”可以实现相关功能。这就是

z

BP_PlaneActor附加EditorPlane（在引擎内容中可以

下面的更便捷的制作流程。

简化的制作流程（推荐使用）：说是

简化，只是制作方式的简单集成化，其功

能效果更加强大，经过eMagic的几次版本

更新，我们在Magic_s插件组中可以找到

“BP-Planewithshadow”。研发人员把添加

EditorPlane、调整比例、添加材质实例等过

程，都简化完成，同时集成了诸如亮度调

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910

BP-Planewithshadow下的组件列表

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节、阴影控制等一系列效果组件。利用这个插件，可以直

来正来》《打造河北新高度》等多个虚拟演播室节目。其

接指定“主持人”这一步就可以了。

中涉及白洋淀、崇礼滑雪场、美国时代广场、正在修建的

对场景进行蓝图编程：制作完成以上主持人片的工作

帕德玛大桥等一系列场景。让节目的可视化程度大大提升。

之后，接下来就要对其进行一个蓝图的创建，只有这样主

持人的画面才能得到实时

的更新。下面是蓝图设置：

z

打开蓝图编辑

器，添加一个变量，默认

名称newvar_0（因为我们

13

《雄安——未来正来》白洋淀（UE4场景）

目前蓝图编辑比较简单，

如果遇到复杂的编辑，需

要进行命名，否则会非常

混乱，给自己的操作带来

不便）；

z

编译后细节面板

中将变量类型设置成My

14

《打造河北新高度》中崇礼滑雪场与纽约时代广场（UE4场景）

Texture 2DX；

z

默认值设置成我

2. Unreal Engine4虚幻引擎场景存在的问题

们创建的纹理“主持人”；

问题一：通过之前介绍的主持人信息加载方式，我们

z

在蓝图中创建节点

可以得出一个结论，那就是这种方法采集到的主持人的信

new var 0、事件Tick节点、

号，是通过纹理贴图形式输出到画面中的，也就是采集到

节点GetLiveTexture_s、

11

变量设置图

的画面要通过UE4编辑软件和eMagic系统后输出呈现出来。

节点Copy from Texture。

因此主持人信号有很大衰减，画面清晰度受到影响。通过

设置UE4编辑软件中的抗锯齿形式，能有所缓解，但是问

题依然存在。如果您介意主持人画面的清晰度，请谨慎选

择，目前的技术还未能解决这个问题。

12

获取主持人纹理信息的蓝图程序图

GetLiveTexture_s函数是实时地获取纹理信息，Copy

from Texture负责拷贝纹理，我们让它在GetLiveTexture_s

后调用，并用GetLiveTexture_s返回值作为输入，编辑完成

后编译并保存蓝图。这样在摄像机采集画面后，如果有实

时的纹理输入，图像会复制到我们创建的纹理上，进而投

15

调整Anti-Aliasing method 为FXAA

射到场景中“主持人片”的材质上，使其上显示出主持人

注释：抗锯齿（英语:anti-aliasing，简称AA，也译为

画面。

边缘柔化、消除混叠、抗图像折叠有损等。它是一种消除

显示器输出的画面中图物边缘出现凹凸锯齿的技术。）

四

问题二：使用插件“BP-Planewithshadow

”制作完成的“主

UE4

及问题

虚幻引擎场景的实际应用效果

持人片”有一个功能，就是它的朝向时刻都正对着虚拟摄

像机。只有这样，水平移动或小角度垂直移动虚拟摄像机，

1. UE4虚幻引擎场景的实际应用效果

画面不会穿帮，永远都是一个完整的人物信息展现在我

目前我们利用UE4虚幻引擎场景制作了《雄安——未

们面前。但是大幅度俯拍的时候，“主持人片“的垂直朝向

（下转第44页）

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Industry Topics

中

心

技

术

信息包括报警严重计数，分钟/最大带宽测量等，为运维工

为将来的多种应用模式提供了可能：一方面，它具备与在

作提供较大的便利。

建的省广电主干传输网专用传输平台对接能力。传输平台

通达11个地市，采用单波100G、8T总容量的OTN技术架

4. 灵活的信号监看共享模式

构，国际影视中心是其中的跨环站点之一。基带IP总控在

基带IP总控系统导控工位的监控屏幕由16块55寸

目前可以通过对接10G业务的IP网关进行接入，未来升级

的液晶屏拼接组成，能方便调取多种显示模板方案，支持

100G业务后，可采用直连OTN平台方式实现接入。这样，

4×4完整拼接显示，并通过软硬件完成不同显示模板间的

基带IP总控系统也将成为全省信号互联互通的一颗强大心

一键切换。

脏。另一方面，基带IP总控系统整体具备扩展25G条件，

监看系统以矩阵集中的路由分发为设计基础，为了实

配合集团最新的IP车，实现4K节目的制播和信号传输也

现屏墙多画面监看显示和灵活调用的需求，采用液晶拼接

将非常值得期待。

大屏幕+多画面分割器+核心IP交换调度监看的开放式架

构，动态调用所需资源，控制调整实时监看，使信号均可

四 结语

被灵活、有效地覆盖到所有监看大屏，满足了监看的全局

化和主动式调用需求，集中管控，统一分配，实现开放式

基带IP总控系统承载了集团两地的信号交互任务，是

全动态监看。

两地双核、跨江发展的重要技术平台。系统整体符合IP化

系统还配置了部分机动的IP多分画设备，作为资源共

的技术发展趋势，实现了标清和高清信号在各制播专业系

享使用。每块多画面分割器提供6路10G带宽光纤，可接

统之间混合传输、

交互、融合。系统充分体现了IT资源特性，

受36路高清信号输入画面分割器，提供4路3G画面分割

简化了传统系统需要庞大规模设备构建问题，实现整体轻

信号返回核心IP交换，可自由调度给下游系统，能够快速

量化，其强大的交换能力和扩展能力，充分满足了集团未

实现远程多画面共享支持，为远程直播、临时系统、大型

来的业务发展需要。

会议等监看提供支持，极大地提高了设备使用效率。

随着基带IP技术的不断发展，不同的专业信号接口有

望能向统一标准化的方向发展，基带IP技术的应用不仅为

5. 未来的应用展望

电视节目制播和信号交互兼容奠定了基础，其带宽上的优

基带IP总控系统留足了信号可扩展的空间和带宽，并

势，也对将来4K、8K的全流程制播具有较大的意义。

（上接第35页）

不再改变（即便随着垂直朝向改变也是有问题的，主持人

五 小结

与地面的角度是错误的），结果就是人物变形成片状了。就

笔者目前了解的情况，问题解决的途径应该是配合有轨摇

以上就是Unreal Engine4虚幻引擎与eMagic虚拟演

臂摄像机录制，单靠eMagic软件很难解决。

播室系统在《雄安——未来正来》节目中的结合应用，其

中有亮点，也存在着问题，就目前虚拟演播室的发展趋势

来看，Unreal Engine4虚幻引擎由于其亲民的特点和海量

的资源必将在虚拟现实领域占据一席之地。但并不意味着

Unreal Engine4虚幻引擎一家独大。Unity3D引擎就是其最

大的竞争对手，其功能与画质也非常优秀。两个引擎各有

各的特点，UE4与Unity3D之争也从未停歇，一直以来都

是广大设计人员争论的焦点。其实，不管选择用哪种引擎

来制作，都是一种进步，都是技术手段的一次新的革新。

作为广电人，我们要抓住这次革新的发展契机，充分利用

他们的优势，解决存在的问题，努力探索新的结合应用方

16

式，促使新形势下广电行业与时俱进地快速发展。

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