cctv5 演播室的立体图像是怎么回事?

豪门盛宴3D球场 3D效果引发关注

CCTV5《豪门盛宴》在解读2010年世界杯的时候，在节目现场展示了虚拟技术合成的3D南非世界杯各个球场，而且可以随着镜头的变化发生视角和纵深的变化，3D效果很棒，很多人对这个技术很感兴趣，数虎图像科技技术部门为您解读一下这些技术。

世界杯3D全息投影OR增强现实技术之争

虽然很多人对3D球场的效果印象深刻，却不知道他是如何形成的，目前有很多人把他理解成3D全息投影技术实现的，意思就是利用全息投影的原理在舞台上生成3D的影像效果，因为他们感觉全息技术是近期很热门的技术，科技馆和博物馆，就连上海世博会都使用了全息投影技术，所以这样效果逼真的效果，肯定也是全息投影无疑。

而另外一部分人认为是虚拟现实中增强现实技术，它是通过动作捕捉、通过图像与几何模型的无缝结合实现虚实融合。根据豪门盛宴3D球场的现场环境和成像特点，初步确定不是全息投影成像，而是增强现实技术的虚拟成像。CCTV5《豪门盛宴》在解读2010年世界杯的时候，节目现场直播中突然出现了增强现实技术合成的3D南非世界杯各个球场，而且可以随着镜头的变化发生视角和纵深的变化，着实令观众兴奋了一把，增强现实技术无疑为这个夏天增添了几许科技的气息，在人们讨论世界杯球赛的同时，又多了一个谈天说地的话题。

豪门盛宴中的增强现实场景解析：

那么这次的增强现实虚拟3D南非世界杯各个球场是怎么实现的呢？接下来数虎图像将为您一一解析。在这次的虚拟3D球场中它们是通过运用二维码类的标记来定位，摄像头捕捉到标记图像后由软件计算出内容来实现。在这次的直播中至少运用了以下几个基本硬件设备：

1.mark--用于图像识别

（用于图像识别的mark标记）

2.捕捉marker图案的摄像头（我猜摄像头就在mark标记的上方）

3.计算机（如有投影屏幕效果更好）

摄像头拍摄现实场景，并通过计算机视觉技术捕获marker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。这就是你在电视机前看到的那种场景，其实这种技术也有一个小小的缺点，那就是现场的观众是看不到这个虚拟的场景的（如果你看过央视的天气预报是怎么录制的，你大概就能明白这种技术了，但是这种技术比央视的天气预报高级很多）。我们通过看视频就能一眼看出破绽： 豪门盛宴中的增强现实 场景如下

（虚实融合的场景，应用增强现实技术显示图正中的球场是虚拟的）

（一个小破绽，张斌不小心走到虚拟场景后面去了）

现场上的观众包括主持人张斌和童可欣是看不到的，只有在输出的电视信号上才能看到，因为中间的3D球场是虚拟的，张斌看不见，所以一不留神他就走到这个虚拟球场背后去了。

近几年这种技术在国内也有不少的应用，以下是数虎图像科技公司在这方面的成功案例：

1. 医疗领域：医生可以利用增强现实技术，轻易地进行手术部位的精确定位。

（运用于医疗领域的增强现实技术）

2.古迹复原和数字化文化遗产保护：文化古迹的信息以增强现实的方式提供给参观者，用户不仅可以通过HMD看到古迹的文字解说，还能看到遗址上残缺 部分的虚拟重构。

（运用于古迹复原的增强现实技术）

3.工业维修领域：通过头盔式显示器将多种辅助信息显示给用户，包括虚拟仪表的面板、被维修设备的内部结构、被维修设备零件图等。

（运用于工业维修领域的增强现实技术）

4. 旅游、展览领域：人们在浏览、参观的同时，通过增强现实技术将接收到途经建筑的相关资料，观看展品的相关数据资料。

（运用于旅游、展览领域的增强现实技术）

3D虚拟增强现实相关解析：

在国外这种技术称之为AR，它是Augmented Reality的简称，我们国内称为增强现实，它是虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术的延伸。和虚拟现实技术不同，增强现实有两个特点：第一在概念上，认为数字空间中的视频环境即是真实环境；第二在技术上，通过图像与几何模型的无缝结合实现虚实融合。简单地说，VR是纯粹虚拟的，而 AR是在现实场景中的叠加虚拟的对象，并加上一些交互。增强现实技术的研究已有十几年，最早一般都需要佩戴透视式头盔显示器，使用户在观察现实物理对象时，可以直接叠加上虚拟对象。

3D虚拟增强现实功能扩展：

虚拟现实技术还有一个很重要的功能，那就是交互的功能，此次cctv5的增强现实技术只是纯粹将静态的模型展示出来，没有过多的交互功能，展示纯静态模型在学术界这已经是比较成熟的技术了（当然我知道从实验室的Demo到商业化的product一定会有很多诸如鲁棒性、工程化的问题）。数虎图像拥有专业的虚拟现实程序开发团队，为良渚博物院、大庆油田科技馆、中国科技馆等提供过增强现实3D虚拟的显示产品。增强现实技术让用户超越空间束缚，感受全新的网络互动体验。它在社会各个角落的运用，显示了 它未来巨大的市场潜力。数虎图像为您提供一站式的增强现实解决方案！

目前，服务器的市场竞争非常激烈，国外有IBM、HP（惠普）、DELL（戴尔）、SUN等著名厂商，国内有联想、浪潮、曙光等一线厂商都提供不同级别的服务器产品，满足不同的用户的需求。

1.按应用层次划分为入门级服务器、工作组级服务器、部门级服务器和企业级服务器四类。

入门级服务器

入门级服务器通常只使用一块CPU，并根据需要配置相应的内存（如256MB）和大容量IDE硬盘，必要时也会采用IDE RAID（一种磁盘阵列技术，主要目的是保证数据的可靠性和可恢复性）进行数据保护。入门级服务器主要是针对基于Windows NT，NetWare等网络操作系统的用户，可以满足办公室型的中小型网络用户的文件共享、打印服务、数据处理、Internet接入及简单数据库应用的需求，也可以在小范围内完成诸如E-mail、 Proxy 、DNS等服务。

IBMxSeries200入门级服务器

对于一个小部门的办公需要而言，服务器的主要作用是完成文件和打印服务，文件和打印服务是服务器的最基本应用之一，对硬件的要求较低，一般采用单颗或双颗CPU的入门级服务器即可。为了给打印机提供足够的打印缓冲区需要较大的内存，为了应付频繁和大量的文件存取要求有快速的硬盘子系统，而好的管理性能则可以提高服务器的使用效率。

工作组级服务器

工作组级服务器一般支持1至2个PⅢ处理器或单颗P4（奔腾4）处理器，可支持大容量的ECC（一种内存技术，多用于服务器内存）内存，功能全面。可管理性强、且易于维护，具备了小型服务器所必备的各种特性，如采用SCSI（一种总线接口技术）总线的I/O（输入/输出）系统，SMP对称多处理器结构、可选装RAID、热插拔硬盘、热插拔电源等，具有高可用性特性。适用于为中小企业提供Web、Mail等服务，也能够用于学校等教育部门的数字校园网、多媒体教室的建设等。

如联想针对工作组以及其他小型应用环境推出的万全T200,使用一块Intel?Xeon 2.4GHz处理器，标准配置为256MB内存，配备了4个120G 7200转SATA（串行ATA接口，一种新的硬盘接口）硬盘，外插4口SATA RAID卡。可以提供多种RAID方式。

联想万全T200工作组级服务器

通常情况下，如果应用不复杂，例如没有大型的数据库需要管理，那么采用工作组级服务器就可以满足要求。目前，国产服务器的质量已与国外著名品牌相差无几，特别是在中低端产品上，国产品牌的性价比具有更大的优势，中小企业可以考虑选择一些国内品牌的产品。此外，HP等大厂商甚至推出了专门为中小企业定制的服务器。但个别企业如果业务比较复杂，数据流量比较多，而且资金允许的情况下，也可以考虑选择部门级和企业级的服务器来作为其关键任务服务器。目前HP、DELL、IBM、浪潮都是较不错的品牌。

部门级服务器

部门级服务器通常可以支持2至4个PⅢ Xeon（至强）处理器，具有较高的可靠性、可用性、可扩展性和可管理性。首先，集成了大量的监测及管理电路，具有全面的服务器管理能力，可监测如温度、电压、风扇、机箱等状态参数。此外，结合服务器管理软件，可以使管理人员及时了解服务器的工作状况。同时，大多数部门级服务器具有优良的系统扩展性，当用户在业务量迅速增大时能够及时在线升级系统，可保护用户的投资。目前，部门级服务器是企业网络中分散的各基层数据采集单位与最高层数据中心保持顺利连通的必要环节。适合中型企业（如金融、邮电等行业）作为数据中心、Web站点等应用。

例如，方正的部门级服务器——圆明MT100，其标准配置为256MB内存（最大可以扩充至8GB的内存），使用一颗1.8GHz的Xeon处理器（也可以根据用户的需要扩充为双Xeon2.2GHz）。同时，通过板载芯片实现了对Ultra 320硬盘的支持，而且提供了4个热插拔硬盘舱。

方正圆明MT100部门级服务器

企业级服务器

企业级服务器属于高档服务器，普遍可支持4至8个PIII Xeon（至强）或P4 Xeon（至强）处理器，拥有独立的双PCI通道和内存扩展板设计，具有高内存带宽，大容量热插拔硬盘和热插拔电源，具有超强的数据处理能力。这类产品具有高度的容错能力、优异的扩展性能和系统性能、极长的系统连续运行时间，能在很大程度上保护用户的投资。可作为大型企业级网络的数据库服务器。

目前，企业级服务器主要适用于需要处理大量数据、高处理速度和对可靠性要求极高的大型企业和重要行业（如金融、证券、交通、邮电、通信等行业），可用于提供ERP（企业资源配置）、电子商务、OA（办公自动化）等服务。如Dell的PowerEdge 4600服务器，标准配置为2.4GHz Intel Xeon处理器，最大支持12GB的内存。此外，采用了Server Works GC-HE芯片组，支持2至4路Xeon处理器。集成了RAID控制器并配备了128MB缓存，可以为用户提供0、1、5、10四个级别的RAID，最大可以支持10个热插拔硬盘并提供730GB的磁盘存储空间。

Dell PowerEdge 4600企业级服务器

由于是面向企业级应用，所在在可维护性以及冗余性能上有其独到的地方，例如配备了7个PCI-X插槽（其中6个支持热插拔），而且不需任何工具即可对冗余风扇、电源以及PCI-X进行安装和更换。

2.按服务器的处理器架构（也就是服务器CPU所采用的指令系统）划分把服务器分为CISC架构服务器、RISC架构服务器和VLIW架构服务器三种。

CISC架构服务器

CISC的英文全称为“Complex Instruction Set Computer”,即“复杂指令系统计算机”，从计算机诞生以来，人们一直沿用CISC指令集方式。早期的桌面软件是按CISC设计的，并一直沿续到现在，所以，微处理器（CPU）厂商一直在走CISC的发展道路，包括Intel、AMD，还有其他一些现在已经更名的厂商，如TI（德州仪器）、Cyrix以及VIA（威盛）等。在CISC微处理器中，程序的各条指令是按顺序串行执行的，每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单，但计算机各部分的利用率不高，执行速度慢。CISC架构的服务器主要以IA-32架构（Intel Architecture,英特尔架构）为主，而且多数为中低档服务器所采用。

如果企业的应用都是基于NT平台的应用，那么服务器的选择基本上就定位于IA架构（CISC架构）的服务器。如果企业的应用主要是基于Linux操作系统，那么服务器的选择也是基于IA结构的服务器。如果应用必须是基于Solaris的，那么服务器只能选择SUN服务器。如果应用基于AIX（IBM的Unix操作系统）的，那么只能选择IBM Unix服务器（RISC架构服务器）。

RISC架构服务器

RISC的英文全称为“Reduced Instruction Set Computing”，中文即“精简指令集”，它的指令系统相对简单，它只要求硬件执行很有限且最常用的那部分执令，大部分复杂的操作则使用成熟的编译技术，由简单指令合成。目前在中高档服务器中普遍采用这一指令系统的CPU，特别是高档服务器全都采用RISC指令系统的CPU。在中高档服务器中采用RISC指令的CPU主要有Compaq（康柏，即新惠普）公司的Alpha、HP公司的PA-RISC、IBM公司的Power PC、MIPS公司的MIPS和SUN公司的Spare。

VLIW架构服务器

VLIW是英文“Very Long Instruction Word”的缩写，中文意思是“超长指令集架构”，VLIW架构采用了先进的EPIC（清晰并行指令）设计，我们也把这种构架叫做“IA-64架构”。每时钟周期例如IA-64可运行20条指令，而CISC通常只能运行1-3条指令，RISC能运行4条指令，可见VLIW要比CISC和RISC强大的多。VLIW的最大优点是简化了处理器的结构，删除了处理器内部许多复杂的控制电路，这些电路通常是超标量芯片（CISC和RISC）协调并行工作时必须使用的，VLIW的结构简单，也能够使其芯片制造成本降低，价格低廉，能耗少，而且性能也要比超标量芯片高得多。目前基于这种指令架构的微处理器主要有Intel的IA-64和AMD的x86-64两种。

3.按服务器按用途划分为通用型服务器和专用型服务器两类。

通用型服务器

通用型服务器是没有为某种特殊服务专门设计的、可以提供各种服务功能的服务器，当前大多数服务器是通用型服务器。这类服务器因为不是专为某一功能而设计，所以在设计时就要兼顾多方面的应用需要，服务器的结构就相对较为复杂，而且要求性能较高，当然在价格上也就更贵些。

专用型服务器

专用型（或称“功能型”）服务器是专门为某一种或某几种功能专门设计的服务器。在某些方面与通用型服务器不同。如光盘镜像服务器主要是用来存放光盘镜像文件的，在服务器性能上也就需要具有相应的功能与之相适应。光盘镜像服务器需要配备大容量、高速的硬盘以及光盘镜像软件。FTP服务器主要用于在网上（包括Intranet和Internet）进行文件传输，这就要求服务器在硬盘稳定性、存取速度、I/O（输入/输出）带宽方面具有明显优势。而E－mail服务器则主要是要求服务器配置高速宽带上网工具，硬盘容量要大等。这些功能型的服务器的性能要求比较低，因为它只需要满足某些需要的功能应用即可，所以结构比较简单，采用单CPU结构即可；在稳定性、扩展性等方面要求不高，价格也便宜许多，相当于2台左右的高性能计算机价格。HP的一款Web服务器HP access server，它采用的是PIII1.13Gbit/s左右的CPU，内存标准配置也只有128MB/256MB，与一台性能较好的普通计算机差不多，但在某些方它还是具有PC机无可替代的优势。

4.按服务器的机箱结构来划分，可以把服务器划分为“台式服务器”、“机架式服务器”、“机柜式服务器”和“刀片式服务器”四类。

台式服务器

台式服务器也称为“塔式服务器”。有的台式服务器采用大小与普通立式计算机大致相当的机箱，有的采用大容量的机箱，像个硕大的柜子。低档服务器由于功能较弱，整个服务器的内部结构比较简单，所以机箱不大，都采用台式机箱结构。这里所介绍的台式不是平时普通计算机中的台式，立式机箱也属于台式机范围，目前这类服务器在整个服务器市场中占有相当大的份额。

DELL 塔式服务器

机架式服务器

机架式服务器的外形看来不像计算机，而像交换机，有1U（1U=1.75英寸）、2U、4U等规格。机架式服务器安装在标准的19英寸机柜里面。这种结构的多为功能型服务器。

DELL机架式服务器

对于信息服务企业（如ISP/ICP/ISV/IDC）而言，选择服务器时首先要考虑服务器的体积、功耗、发热量等物理参数，因为信息服务企业通常使用大型专用机房统一部署和管理大量的服务器资源，机房通常设有严密的保安措施、良好的冷却系统、多重备份的供电系统，其机房的造价相当昂贵。如何在有限的空间内部署更多的服务器直接关系到企业的服务成本，通常选用机械尺寸符合19英寸工业标准的机架式服务器。机架式服务器也有多种规格，例如1U（4.45cm高）、2U、4U、6U、8U等。通常1U的机架式服务器最节省空间，但性能和可扩展性较差，适合一些业务相对固定的使用领域。4U以上的产品性能较高，可扩展性好，一般支持4个以上的高性能处理器和大量的标准热插拔部件。管理也十分方便，厂商通常提供人相应的管理和监控工具，适合大访问量的关键应用，但体积较大，空间利用率不高。

机柜式服务器

在一些高档企业服务器中由于内部结构复杂，内部设备较多，有的还具有许多不同的设备单元或几个服务器都放在一个机柜中，这种服务器就是机柜式服务器。

联想机柜式高性能服务器

对于证券、银行、邮电等重要企业，则应采用具有完备的故障自修复能力的系统，关键部件应采用冗余措施，对于关键业务使用的服务器也可以采用双机热备份高可用系统或者是高性能计算机，这样的系统可用性就可以得到很好的保证。

刀片式服务器

刀片式服务器是一种HAHD（High Availability High Density，高可用高密度）的低成本服务器平台，是专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计的，其中每一块“刀片”实际上就是一块系统母板，类似于一个个独立的服务器。在这种模式下，每一个母板运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间没有关联。不过可以使用系统软件将这些母板集合成一个服务器集群。在集群模式下，所有的母板可以连接起来提供高速的网络环境，可以共享资源，为相同的用户群服务。当前市场上的刀片式服务器有两大类：一类主要为电信行业设计，接口标准和尺寸规格符合PICMG（PCI Industrial Computer Manufacturer's Group）1.x或2.x，未来还将推出符合PICMG 3.x 的产品，采用相同标准的不同厂商的刀片和机柜在理论上可以互相兼容；另一类为通用计算设计，接口上可能采用了上述标准或厂商标准，但 尺寸规格是厂商自定，注重性能价格比，目前属于这一类的产品居多。刀片式服务器目前最适合群集计算和IxP提供互联网服务。

IA服务器

通常将采用Intel（英特尔）处理器的服务器称之为IA（Intel Architecture）架构服务器，又称CISC（Complex Instruction Set Computer复杂指令集）架构服务器，由于IA架构的服务器是基于PC的体系结构，所以又把IA架构的服务器称为PC服务器。如联想的万全系列服务器，HP公司的Netserver系列服务器等。

由于该架构服务器采用了开放式体系，以"小、巧、稳"为特点,凭借可靠的性能、低廉的价格，并且实现了工业标准化技术和得到国内外大量软硬件供应商的支持，在大批量生产的基础上，以其极高的性能价格比而在全球范围内，尤其在我国得到广泛的应用。在互联网和局域网内更多的完成文件服务、打印服务、通讯服务、WEB服务、电子邮件服务、数据库服务、应用服务等主要应用。

虽然IA构架服务器始于PC,但经过不断的发展，IA架构服务器已经远远超出了PC的概念，它在如下几个方面不同于PC。

在CPU处理能力方面

由于服务器要将其数据、硬件提供给网络共享，在运行网络应用程序时要处理大量的数据。因此要求CPU要有很强的处理能力。大多数IA架构的服务器采用多CPU对称处理技术，多颗CPU共同进行数据运算，大大地提高了服务器的计算能力，满足学校的教学、多媒体应用方面的需求。而普通电脑PC基本上都配置的是单颗CPU，所以PC在数据处理能力上比起服务器当然要差许多了。如果用PC充当服务器，在日常应用中就会经常发生死机、停滞或启动很慢等现象。

在I/O（输入输出）性能方面

在中小型企业或校园网络应用中，经常有许多的用户同时访问服务器，网络上存在着大量多媒体信息的传输，要求服务器的I/O(输入/输出)性能要强大。服务器上采用了SCSI卡、RAID卡、高速网卡、内存中继器等设备，大大提高了服务器I/O能力。因为PC是个人电脑，无需提供额外的网络服务，因此在PC上很少使用高性能的I/O技术，和服务器相比其I/O性能自然相差甚远。

在安全可靠性方面

由于服务器是网络中的核心设备，因此它必须具备高可靠性、安全性。服务器采用专用的ECC内存、RAID技术、热插拔技术、冗余电源(如下图所示)、冗余风扇等方法使服务器具备容错能力、安全保护能力。

服务器需保证长时间连续运行。多长的时间算长时间呢？不同的服务器有不同的标准。一般来说，对工作组级服务器的要求是在工作时间(每天8小时，每周5天)内没有故障；对部门级服务器的要求是每天24小时、每周5天内没有故障；而对企业级服务器的要求是最高的，要求全年365天、每天24小时都要保证没有故障，也就是说，服务器随时可用。而PC是针对个人用户而设计的，因此在安全、可靠性方面PC要远远低于服务器。如果用PC作为服务器，那么在日常应用中出现停机或发生数据丢失的现象自然是不可避免的了。

在扩展性方面

随着网络信息化应用的不断成熟，我们必然会面临网络设备的扩充和升级问题。服务器具备较多的扩展插槽、较多的驱动器支架及较大的硬盘、内存扩展能力，使得用户的网络扩充时，服务器也能满足新的需求，保护了设备投资成本。如图2所示的服务器主板，具有数量高达8个之多的内存插槽，最高支持16GB的内存，这样的扩充能力是PC无可比拟的。

服务器主板上的多个内存插槽

在可管理性方面

从软、硬件的设计上，服务器具备较完善的管理能力。多数服务器在主板上集成了各种传感器，用于检测服务器上的各种硬件设备，同时配合相应管理软件，可以远程监测服务器，从而使网络管理员对服务器系统进行及时有效的管理。有的管理软件可以远程检测服务器主板上的传感器记录的信号，对服务器进行远程的监测和资源分配。而PC由于其应用场合较为简单，所以没有较完善的硬件管理系统。对于缺乏专业技术人员来说，选用可管理性强的服务器可以免去许多烦恼。

---