Folien zum Vortrag (1,4 MB) - Technische Universität Ilmenau

Institut für Medientechnik 

Interaktive Virtuelle TV-Produktion 

- 

Internet und MHP im Virtuellen Studio 

Dipl.-Ing. Arne Nowak 

Fachgebiet Audiovisuelle Technik 

Technische Universität Ilmenau 

FKTG Regionalgruppe Thüringen 

Arne Nowak – FKTG Regionalgruppe Thüringen – 26.10.2004


Gliederung 

• Einleitung 

• Die Virtuelle TV-Produktion 

• Interaktivität im Fernsehen 

• MHP – Die Multimedia Home Platform 

• Das Internet 

• Interaktivität und Spiele im Fernsehen 

• Technische Realisierung 

• Fazit 

Arne Nowak – FKTG Regionalgruppe Thüringen – 26.10.2004 

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Einleitung 



Worum geht es überhaupt? 

Interaktive Virtuelle TV-Produktion: 

• Integration des Zuschauers in Fernsehsendungen 

• verschiedene Möglichkeiten der Interaktion 

• TV-Grafiksysteme als Schnittstelle zum Medium Fernsehen 

• Interaktion mit Virtual Set Systemen 

• praktische Beispiele 

• Realisierungsmöglichkeiten 


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Die Virtuelle TV-Produktion 




Abb.: Virtual Set [1] 


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Abb.: Funktionsprinzip des Virtuellen Studios [2] 

Wichtigste Komponenten eines Virtuellen Sets: 

1. Studio mit Mischbildeinrichtung (Blue-Box) 

2. Grafikcomputer, der das Hintergrundbild als „Virtuelle Kamera“ 

synchron zur Änderung des Vordergrundbildes generiert 

3. Trackingsystem zur Ermittlung der Bewegung und weiterer 

Parameter der realen Kamera 


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Die Virtuelle TV-Produktion - Tracking 

Für maximale Bewegungsfreiheit der realen Kamera 

müssen folgende Parameter aufgenommen werden: 

1. Objektiv: Zoom, Focus, Blende 3 

2. Lage der Kamera: Pan-, Tilt-, Roll-Winkel 3 

3. Position der Kamera: x,y,z 3 

⇒ Gesamtumfang des Meßsystems: 

9 Freiheitsgrade 


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Trackingverfahren 

• Optisch 

– mit Hilfskameras (sichtbar oder infrarot) 

– Mustererkennung im Bild der Studiokamera 

• Sensorbasiert 

• außerdem möglich: funkgestützte, magnetische, inertiale, 

akustische, lasergestützte und GPS-Verfahren 


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InfraTrack, Orad [3] Walkfinder, Thoma [4] 


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Sensorkopf Vision 250IT, Vinten [5] Objektivsensoren [6] 


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3DK Virtual Set Software 


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Interaktivität im Fernsehen 



Grundsätzliches 

• verschiedene Arten der Interaktivität 

• verschiedene Interaktionsmöglichkeiten 

• verschiedene Interaktionskanäle 

daraus ergeben sich 

• verschiedene Realisierungsmöglichkeiten 

• unterschiedliche technische und dramaturgische 

Anforderungen 

• unterschiedliche Probleme und Schwierigkeiten 


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Arten der Interaktivität 

• einzelne Zuschauer im Studio 

• viele Zuschauer im Studio 

• einzelne Zuschauer von zu Hause 

• viele Zuschauer von zu Hause 

interagieren mit dem Moderator, der Sendung, … 

• mit Feedback für alle Zuschauer 

• mit Feedback für den interagierenden Zuschauer 


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Interaktionsmöglichkeiten 

• verbale Kommunikation 

• Knopfdruck / Texteingabe 

• spezielle Geräte 

–Joysticks 

– Lenkräder 

– Pedale, Tasten, Trittmatten 

– Gestenerkennung 

–… 


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Interaktionskanäle 

• Live: der Zuschauer ist im Studio anwesend 

• Telefon 

– verbal 

– über Tastendrücke (DTMF) 

• SMS 

• Multimedia Home Platform – MHP 

• Internet 

• … 

Merkmale: 

• Datenrate, Latenzzeiten, Kosten, Benutzerfreundlichkeit,… 


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MHP – Die Multimedia Home Platform 

• Standard für Set-Top Boxen (STB) 

• geringe Verbreitung 

• Applikationen kommen über DVB 

– zyklische Übertragung / Broadcast 

– Bandbreite variabel 

• Rückkanal über Telefon oder Internet möglich 

• meist nur sehr geringe Rechen- und Grafikleistung 

• wenig lokaler Speicher, meist flüchtig 

• dadurch begrenzte Gestaltungsmöglichkeiten 

• aber: direkte Integration mit dem Fernsehbild 

kein Medienbruch, kein Wechsel zu einem anderen Gerät 


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MHP – Geräte 

Humax DTT-4100 MHP Box 

• DVB-T + Analog-Tuner 

• V.90 / V.34 Modem 

• 64 MB RAM 

Panasonic TU-MSF 100 MHP Box 

• DVB-S Tuner 

• V.90 Modem 

• 121 MHz Taktfrequenz 

• 40 MB RAM 

DVB und MHP sind eingetragene Marken des DVB Projekts 


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MHP – Beispiele 

JAME Emulator und JAME Author [7] 


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Der Eins-Extra Ticker, ARD [8] Das Quiz mit Jörg Pilawa, ARD [8] 


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Tour-Ticker zur Tour de France 2004, ARD [9] Email-Applikation, Sofia Digital [10] 


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Technologien für MHP 

• spezielle Server für Applikationen und Rückkanal 

• Java-API auf der Set-Top Box 

– spezielle 2D-Grafikfunktionen für Integration mit dem 

Fernsehbild 

– keine 3D-Grafikfunktionen 

– Synchronisation mit der laufenden Sendung möglich 

– Steuerung des Rückkanals 

– Plug-Ins möglich 

• hardwarenahe Plug-Ins ebenfalls möglich (herstellerabh.) 

• Content Erstellung über Java-Programmierung oder 

Authoringtools 


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Das Internet 

• weit verbreitet 

• hohe Bandbreiten 

• Latenzzeit aber nicht kalkulierbar 

• für Einzel- und Masseninteraktion geeignet 

• hohe Rechen- und Grafikleistung beim Anwender 

• weit reichende Gestaltungsmöglichkeiten 

• meist großer Abstand zum Fernsehgerät, keine direkte 

Integration 

Medienbruch! der Anwender muss das Gerät wechseln 

Abhilfe möglicherweise über Streaming Video 


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Interaktions-Technologien im Internet 

• Basis: Informationsübertragung über TCP/IP 

• einfachste Variante: HTTP-Server mit HTML 

• erweiterte Funktionalität durch 

–Javascript 

– CGI, PHP, … 

• für maximale Flexibilität: eigene Applikationen 

– Java: plattform-unabhängig 

– C, C++, …: plattform-abhängig 

– sehr hoher Aufwand 


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Spiele im Internet 

Klärwerk, Simulation, Java [11] BreakOut 2, Arcade, Java [12] 


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Spiele im Internet 

Sokoban, Strategie, Javascript [13] 

Mastermind, Denkspiel, 

Javascript [14] 


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Interaktivität und Spiele im Fernsehen 



Die Anfänge der Interaktivität 

• 1966: „Der goldene Schuss“ 

(ZDF) 

• Interaktion über Telefon (verbal) 

• 1969: „Wünsch dir was“ (ZDF) 

• Interaktion über Kraftwerke 

„Der goldene Schuss“, ZDF [15] 


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TED – Der Tele-Dialog 

• erstmals 1979 zur IFA erprobt 

• erster großer Einsatz: „Wetten 

das..?“ am 14.02.1981 

• automatisches System: 

Prozessrechner 

– 28 kb RAM 

– 5,5 MB Festplatte 

• 1.000 Anrufer möglich 

• heute von verschiedenen 

Telekomunternehmen angeboten 

• 300.000 bis 400.000 Anrufer 

üblich („Wetten das..?“) 

Tele-Dialog, ZDF [16] 


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Virtual Set Spiele – „Die Hugo Show“ 

• 1990 in Dänemark entwickelt 

• in Deutschland ab 1994 im Kabelkanal 

• zunächst als normales Computerspiel 

• Steuerung des Spiels über Telefon Mehrfrequenzwahlverfahren 

• ab 1995 im Virtual Set 

• Steuerung des virtuellen Hugo über mechanisches Motion Capturing 


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„Hugo“-Spiel [17] 

„Die Hugo Show“ im Virtual Set [18] 


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Hugo und sein Animator im Virtual Set [19] 

Motion Capturing Mechanik [19] 


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Virtual Set Spiele – „Kikania“ 

• ab 2001 bis 2004 (Kika) 

• Interaktivität: Ergometer für die Geschwindigkeit, 

Tastsensoren, Lenkrad, Pedale, Abstimmsystem etc. 

einige „Kikania“-Spiele [20] 


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Spiele im Fernsehen 

• Spielesender Spi.Ka TV 

• kein Moderator, Steuerung der Spiele via SMS 

Texido [21] Jallada [21] 


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Spiele im Fernsehen 

Mohrhuhn [21] Water Bash [21] 


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Technische Realisierung 



Interaktivität live im Studio 

• direkte Steuerung des TV-Grafiksystems 

– Spezialcomputer 

– Game Engines 

– Virtual Set Systeme 

• spezielle Software-Schnittstellen 

– C/C++ Treiber 

–CGI 

• dadurch beliebige Hardware anschließbar 

– Events auslösen 

– Werte übergeben 

• Kommunikation mit HTTP-Server 

• Möglichkeiten sind vom TV-Grafiksystem abhängig 


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Praxiswerkstatt „Interaktive Virtuelle TV-Produktion“ 

• gemeinsame Lehrveranstaltung von TU Ilmenau und 

Bauhaus-Universität Weimar 

• Ziel: Entwicklung eines Konzeptes für ein zweistufiges 

interaktives Spiel 

• Stufe 1: Beteiligung vieler Spieler im Internet 

• Stufe 2: Finale live in einer Fernsehsendung 

• thematisch: Strategiespiel mit Action-Elementen 

• Pilotsendung im Campuskabelnetz der TU Ilmenau 


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Das Spiel: Stufe 1 

• Spieler melden sich an und können per PC mitspielen 

• Ziel: Punkte sammeln 

– über einen begrenzten Zeitraum 

– in einer „virtuellen Spielewelt“ 

• theoretisch skalierbar bis mehrere 10.000 Mitspieler 

• Einsatz von Avataren ist denkbar 

• Zwischenberichte im Fernsehen gewähren Einblick 

• die besten Spieler qualifizieren sich für das Finale 


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Das Spiel: Stufe 2 

• Finalisten aus Stufe 1 treten in einer Live-Sendung 

gegeneinander an 

• Spieler können im Studio anwesend sein oder über Internet 

teilnehmen 

• Spielkonzept grafisch und dramaturgisch ähnlich Stufe 1 

• der Moderator kommentiert das Spielgeschehen 


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Annahmen und Vorraussetzungen 

• Zielgruppe: jüngere Leute mit Internetzugang, die auch 

sonst im Internet spielen 

• die Möglichkeit, im Fernsehen in Erscheinung zu treten, regt 

zum Mitspielen an 

• Konzept muss auch für Couch Potatoes interessant sein 

• Spielkonzept muss mit den gegebenen Randbedingungen 

umsetzbar sein: 

– Latenzzeiten des Broadcast- und Interaktionskanals 

– Bandbreite des Interaktionskanals 


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Ergebnisse 

• Spielbeginn im Internet voraussichtlich Mitte Januar 2005 

• Live-Sendung am 23.01.2005 

• Campuskabel der TU Ilmenau 

• Wohnheimnetz der TU Ilmenau 


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Fazit 



Fazit 

• Interaktivität im Fernsehen hat eine lange Tradition. 

• Spiele müssen möglichst einfach zu steuern sein, um eine 

große Zielgruppe erreichen zu können. 

• Computerbasierte Spiele erfreuen sich wachsender 

Beliebtheit. 

• Ruhm & Ehre oder kleine Gewinne reichen als Anreiz aus. 

• Mit den entsprechenden Geschäftsmodellen lässt sich mit 

Spielen im Fernsehen Geld verdienen. 

• Interaktive Spiele im Fernsehen sind ein wachsender Markt, 

für den neue Ideen gefragt sind. 


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Danke! 

Fragen ? ? ? 


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Literatur 

Quellen: 

[1] A. Gärtner: „Programmierung eines VR-Postproduction-Moduls für Maya 2.5 in der 

Skriptsprache MEL für den Import und die Weiterverarbeitung von Trackingdaten 

aus dem ORAD-Cyberset-System“, Diplomarbeit, TU Ilmenau, 2000 

[2] U. Schmidt: „Professionelle Videotechnik“; 3.Auflage ISBN: 3-540-43974-9 

[3] N. Meir: “Virtuelles Studio: Parameterbestimmung per ‚Infratrack‘“, Fachzeitschrift 

für Fernsehen, Film und Elektronische Medien FKT; ISSN 1430-9947 54. Jahrgang 

1-2/2000 

[4] G. Thoma et. al.“Virtuelles Studio: das Infrarot-Meßverfahren 

‚Walkfinder‘“,Fachzeitschrift für Fernsehen, Film und Elektronische Medien FKT; 

ISSN 1430-9947 54. Jahrgang 1-2/2000 

[5] http://www.vinten.com/product-detail.php?lang=1&&pid=105&fid=7&rid=11&gid= 


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Literatur 

Quellen: 

[6] http://www.3dk.de/tracking.html 

[7] http://jame.tv/jame_author/screenshots_html 

[8] http://www.br-online.de/br-intern/thema/mhp/mhp-angebote.xml 

[9] http://www.ard-digital.de/index.php?id=404&languageid=1 

[10] http://www.sofiadigital.com/pdf/sofia_amigo.pdf 

[11] http://www.kleine-onlinespiele.de/Kwerk/kwerk.htm 

[12] http://www.onlinespiele.org/breakout2/index.php3 

[13] http://www.blinde-kuh.de/spiele/sokoban/screen01.html 

[14] http://www.blinde-kuh.de/spiele/mastermind/ 

[15] http://www.zuschauerpost.de/zupo/docs60/1966a.htm#goldschuss 

[16] http://www.zdf.de/ZDFde/inhalt/8/0,1872,2197096,00.html 

[17] http://members.aol.com/gameshowkult/hugo.htm 

[18] http://www.hugo-troll.de/tvshow/national/fotos/index.html 


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Literatur 

Quellen: 

[19] http://www.hugo-troll.de/tvshow/national/backstage/index.html 

[20] http://www.blue-space.de/referenz.htm 

[21] http://www.frischesfernsehen.de/produkte.htm 


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