第一节 交互电视技术
交互电视是数字电视的一种应用，交互电视将数字电视技术提供的所有基本元素加以有机组合，使之发挥出独特的魅力。根据交互程度和交互方式，可以将交互电视分为广播方式和点播方式两大类。广播方式是单向/双向传播，传输方式是点到面的方式，观众有限制地选择收看，交互方式是与终端交互；点播方式是双向传播，传输方式是点到点的方式，观众是自由选择播放，交互方式是与内容前端交互。
广播方式交互电视的实质是在广播端播出更多的内容，由用户根据需要通过机顶盒进行选择。例如，典型的交互体育节目形态之一是多角度节目，在这种类型的节目中，电视台提供多个不同角度的摄像机图像信号，用户可以利用遥控器进行选择。
交互电视的应用主要集中在以下几个方面：体育、新闻、广告、游戏、电视购物、电视邮件等。
交互电视最早是在欧洲产生并实际应用，最有代表性的为英国著名卫星电视系统BskyB开发的交互体育节目。BBC在2001年的温布尔登网球赛中，首次使用了交互服务，同时提供5个赛场的赛事供用户选择，包括导航页面和比分等。
交互新闻是对传统新闻播出方式的革命，现在BBC、NTL等均提供此项服务。电视游戏也是交互电视的典型应用，通过下载的游戏程序，可以使电视机同时拥有娱乐功能，一机多用。电视购物已经成为备受广播电视业者关注的新业务。
一、交互电视的性能
互动电视（Interactive TV）的特点：以现有的大多数普通电视观众为服务对象，并非是具有专门知识和技能的网络族；以居于“客厅”中的电视接收机为使用手段，并非是置于工作间中能接收视频信息的计算机；电视台和内容提供商提供专门制作的具有交互内容的节目，并非是仅仅具有浏览网页等网络功能。
互动电视是数字电视与计算机信息网络相结合的产物，可以视为“二合一”的新媒体形态。数字化的视频信号通过通信卫星、有线电视、XDSL、光缆等多种宽带接入方法进入用户家庭的接收机，用户利用遥控器、红外遥控键盘等手段进行操控。在观看电视节目的同时，能上传需求信息，选择与节目相关的内容和服务。
乔治－勒克乐将互动电视的表现形态分为三种类型：
第一类为视频节目的本身，内容没有因为互动而影响剧情进行，视频部分可能有超链接或其他链接形式，进入另一个数据流程。比如，在看电视剧时，如认为演员的服饰非常好看，就可以点击进入购买环节。在这一类中已包含了电子商务的概念和运作。
第二类为电视节目在进行中受到互动影响，如一个歌手正在演唱，主持人会询问电视机前的观众要不要再来一个，观众便可通过交互功能，马上作出欢迎或否定的表态，电视机的计算机系统马上处理观众表示同意和反对的数据，并随之将这些数据展现到电视上，由此形成与观众群体甚至全球范围内观众群体的互动，而不仅是和个人间的互动。
第三类互动形式为广播公司或者电视台同时发出多路信号，让观众自由选择。如直播现场架有5台摄像机，每一位观众可随时选择不同机位拍摄的图像，镜头的切换和相当大的操控权由导演手中转为观众手中。
NDS公司的Vaiue @TV交互电视解决方案具有以下的技术特点：
以XML方式进行内容的描述和表现，XML是互联网上结构化文档和数据的格式标准，NDS的交互电视解决方案选用了XML语言进行内容的描述，因此，保证了交互应用良好的可移植性，从用户已有的内容数据库中抽取数据也保护了用户在数据方面的投资，同时，应用的开发采用HTML语言使得应用易于开发和修改。
支持跨平台的应用移植，采用XML语言描述应用，使得NDS的交互应用可以在适合各种传媒媒介（卫星、有线电视和无线方式）的机顶盒和机顶盒中间运行。
节省传输带宽，在机顶盒内，内容数据和应用界面是分离的，保证了内容数据可以在多个交互应用之间进行共享，节省了因重复传输带来的带宽浪费，同时也保证了可以快速地改变应用界面而不会影响到内容数据。
播出的自动化，在播出端，交互电视系统可以直接接收来自于节目编排系统和播出系统的指挥调度，实现自动化运行，保证了系统内部的完全同步，节省了运行费用。
交互式电视技术系统包括现场采集、传输、制作、播出、广播/入户、用户终端等技术环节。
交互体育节目，视频信号提供与普通电视转播类似，只是需要对多角度摄像机的选择和处理有一定要求。例如，由于交互电视节目通常与普通实况转播合并在一起制作，普通实况转播中，画面选择通常由导演制定和调度。然而在多角度交互电视中，一旦选择某一摄像机为多角度传输信号后，在任何时间都会有观众选择观看，即始终处于播出中。因此，该摄像机就不能随意转换场景、否则，就会造成画面混乱。
竞赛数据采集。现场竞赛数据采集与普通电视转播有较大的不同。在普通转播中，现场数据仅仅用于字幕，出现的次数和时间都非常有限。而在交互电视系统中，图文信息是表现形式的重要组成部分，观众在任何时间都可以选择图文信息观看，无论是数据的数量和质量都可以达到较高的水平。因此，现场数据采集成为现场系统的工作重点。例如，除了常规的比分、运动员介绍之外，还可以有犯规次数、进球等其他技术数据。
传输系统用于将实况转播的信号传送到电视台的制作系统。
由于多角度交互体育节目具有4路信号以上的独立信号，因此，传输系统需要具备多路传输能力。为了节省频带资源，可以采用压缩复用方式进行传输。实际的传输通路可以是光纤、卫星、数字微波或远距离的SDH光纤干线网络。采用不同的传输通路时，其接口设备也不同。
视音频制作系统主要解决多通道制作和播出。在多角度交互体育节目中，可以有4个视频节目通道组成。假定初步设置一个由导演控制切换的主节目（PGM），这一节目与原来的节目制作方式完全一样，同时提供2个不同角度摄像机的信号，可以是全景或某一特定人物等。最后一个通道为精彩回放，可以循环重放一些精彩镜头，如进球等。
由于节目中需要完成精彩回放的制作，单独占用一个视频通道，且需要重复播放。为了减少慢动作制作的负担，便于控制播放过程，系统中设计了一个单独的制作服务器，可以方便地处理各种视频片段的增、删以及调整播出次序。
独立的多通道播出服务器可以在多角度或多频道播出的同时完成录制任务，并且可以在播出程序的控制下做多通道的播出。
交互电视的整体解决方案不仅在互动体育上拥有经过实践检验的解决方案，在电视购物、交互式娱乐信息服务和动态信息服务等方面已经拥有实际运行的系统。
二、交互式电视节目
在欧洲和北美等发达地区，有不少广播商已经率先在各自的数字视频平台上开展交互电视服务。其中，英国的天空电视台（Sky Digital）在1998年底启动的互动体育服务（Sports Active）作为全世界首家正式播出的交互式体育节目，具有一定的开创意义。
互动体育节目是英国天空电视台通过卫星向订户提供的具有互动功能的体育节目。通过互动体育节目提供的交互式服务，订户可以实现以下交互功能：可以选择以自己所喜爱的方式看体育比赛；可以在观看比赛的同时全方位地掌握与比赛相关的信息。
通过互动体育节目提供的这些功能，观众可以真正地参与到比赛当中，变“被动”为“主动”，交互功能的效果是可以极大地提高观众的收视积极性，使观众具有与以往截然不同的收视效果。
英国天空电视台和在数字电视技术领域以及交互电视领域技术领先的英国NDS公司合作，率先为享受英国天空数字服务的观众带来交互式电视，从而改变他们的观看体验。通过Sports Active的交互应用以及首先为UEFA（欧洲足联）杯开发的交互应用，天空电视台和NDS公司使原本消极被动的足球迷得以坐上节目导播的交椅，将看电视由被动的观看转变为一种主动的体验。提供4种拍摄角度（主视角、门柱角、反视角及平直视角），统计资料和一个积分卡。
天空电视台提供的足球交互应用，可以为订户提供四大类交互功能，即机位切换功能、精彩镜头回放功能、自动30秒回放功能和信息访问功能。
典型的交互式体育服务电视环境的操作流程为：一定数量的体育场中摄像机提供构成交互式体育应用的选择视频流，通过室外广播设备将选定的拍摄画面以及所有实时统计信息导入电视中心。导演所进行的剪接、切换镜头角度、精彩片段、回放以及其他统计信息，将一如既往地通过传统的电视环境发送。所有“交互式”的内容通过交互式前端设备进行处理，在前端设备中，对标准的和增强型电视内容进行同步。通过iPackager用户界面对新服务进行配置，确定应用程序所需的多种信号流（视频和数据）。播出之前，iPackager接受来自流量系统的通知。iPackager然后从统计数据库中抽取所有相关数据并对其进行编制，从而可一次性播出并可用于不同的应用屏幕。待播的数据模块以永久存储形式进行存储。一旦接收到来自播放系统的通知，iPackager将编辑过的数据加载到播出数据传送带中。这些数据中包括一个用于提供请求按钮的触发模块，交互应用和统计数据。观众访问应用，iPackager获取应用编码和数据。当观众在应用中进行浏览时，iPackager便预先存储那些预计观众将会用到的数据，这种机制既降低了带宽要求，又保证了最佳响应时间。观众访问不同屏幕时，iPackager从一般数据结构中抽取数据并写入到播放结构中。
机位切换功能。在机位切换功能中，观众可以根据自己的喜好，在多个现场机位中挑选一个机位，将此机位摄录的画面切换到自己的电视机上。这些机位可以是电视台用于正常比赛播出的机位（例如位于双方球门后面的机位和位于中场的机位），同时也可以是为了满足足球追星族的需要而设置的摄像机，此摄像机在整场比赛过程中会始终跟踪一个固定球星。观众在机位切换功能中可以选择自己满意的视角，也可以始终注目自己喜爱的球星。
精彩镜头回放功能。在精彩镜头回放功能中，观众可以随时收看由电视台即时编辑的当场比赛到目前为止的精彩镜头。此项功能非常适用于没有从头收看比赛的观众，使他们可以在短时间内了解到比赛的基本情况。
30秒钟镜头回放功能。通过自动30秒钟回放功能，观众可以随时收看30秒钟以前的镜头回放。此功能对于需要短时间离开（例如接听电话），但是又不希望错过任何一个镜头的观众非常适合，对于他们来说，不会再出现以前的两难选择了。
信息访问功能。在信息访问功能中，观众可以随时对于以下信息进行访问，当场比赛数据的统计，例如，进攻时间、持球时间、各种犯规统计等，球队基本情况和球员信息、联赛排名榜、联赛各队的基本信息等，可以使观众在观看比赛的过程中，及时掌握联赛的全面资料。
多频道节目实际上是将捆绑的多个频道单独使用，每个频道独立地播出一套节目，各频道的节目之间没有相关性。例如，在拥有4个频道的交互体育节目包中，可以分别播出足球、钓鱼、高尔夫、棋牌节目；也可以是一场大型比赛中的若干个赛场，如：体操比赛中的吊环、单杠、自由体操和鞍马，或者是足球联赛中同时进行的若干场比赛。
多频道节目可以满足观众更广泛的选择需求，从而使节目能够实现小众化和个性化。由于多频道节目充分地利用了频道资源，可以将原来录播的节目转化为直播，有效地满足观众对于时效和欣赏的要求。如原来同时进行的几场比赛只能直播一场，其他的必须录播，观众在观看节目时已经知道比赛结果，其观赏性和刺激程度大大降低。现在利用多个频道的播出能力，可以将几场比赛同时直播，观众可以选择观看自己喜欢的球队，每场比赛都是在第一时间内获取视觉信息，并且因比赛结果的不可预见而具有很强的兴奋点。
多频道节目与传统电视节目是完全一致的，在工艺流程上没有差别，可以直接使用原有的节目资源，制作成本较低，可以弥补多角度节目的制作复杂性。
多角度是交互电视最经典的节目形态。在一场节目或比赛中，采用多个摄像机机位拍摄，并将多个不同机位的信号，如三到四个，通过一组视频通道传输到用户。用户通过机顶盒控制，可以任选其中一个角度的信号观看。
