虛擬演播室原理

1、虛擬背景渲染主機(jī)：

完成虛擬背景的渲染輸出工作，同時(shí)采集傳感跟蹤系統(tǒng)攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，終的渲染輸出相應(yīng)的包括背景信號(hào)和作為前景遮擋的鍵信號(hào)。

控制攝像機(jī)切換模塊，當(dāng)虛擬背景進(jìn)行不同視角背景切換的時(shí)候，同時(shí)發(fā)出控制信號(hào)給攝像機(jī)切換模塊，切換至相應(yīng)視角的前景攝像機(jī)。

控制色鍵，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件調(diào)整和保存色鍵的狀態(tài)各項(xiàng)參數(shù)。

2、攝像機(jī)傳感跟蹤系統(tǒng)：采用機(jī)械光電傳感跟蹤方式，采集攝像機(jī)平搖、俯仰、鏡頭推拉六個(gè)方位的動(dòng)作信息。

3、色鍵：完成攝像機(jī)前景和虛擬背景的實(shí)時(shí)合成輸出。

4、切換器：完成攝像機(jī)前景信號(hào)的切換工作，受控于渲染主機(jī)串口信號(hào)。

5、同步信號(hào)分配器：完成外來(lái)同步信號(hào)的分配，分別將同步信號(hào)分配給背景渲染引擎、色鍵、切換模塊以及預(yù)留給用戶攝像機(jī)的三個(gè)同步信號(hào)輸出口。

6、延時(shí)器：對(duì)前景信號(hào)進(jìn)行延時(shí)一幀的處理，使得前景信號(hào)和渲染主機(jī)生成的背景信號(hào)同步。

虛擬演播室的另一重要而獨(dú)有的問(wèn)題是攝像機(jī)之間的位置關(guān)系。虛擬攝像機(jī)與真實(shí)攝像機(jī)的初始位置并無(wú)直接關(guān)系，它可以放在虛擬空間的任意位置，當(dāng)演播室有兩臺(tái)以上攝像機(jī)進(jìn)行切換時(shí)，必須保持實(shí)際演員和景物在虛擬演播室中的位置不變，也就是與虛擬景物的關(guān)系不變。否則在切換時(shí)，觀眾會(huì)看到演員從背景中某個(gè)地方跳到另一個(gè)地方，在視覺(jué)上會(huì)造成不真實(shí)的效果。由于真實(shí)物體與演員是由真實(shí)攝像機(jī)給出，背景由虛擬攝像機(jī)給出，所以必須對(duì)虛擬攝像機(jī)進(jìn)行位置鎖定，即虛擬攝像機(jī)之間的距離必須與真實(shí)攝像機(jī)之間的距離相等，且推拉、搖移的初始量（原位矢量）與真實(shí)攝像機(jī)的位置方向關(guān)系保持一致，才能進(jìn)行切換。

變焦聚焦景深

實(shí)際拍攝時(shí)，攝像機(jī)的聚焦點(diǎn)一般都跟蹤主持人，如果此時(shí)前景和背景都聚焦得十分清楚，會(huì)產(chǎn)生景深的不自然感。尤其在特寫(xiě)鏡頭時(shí)，背景應(yīng)該是虛焦的，使前景、背景如同出自同一攝像機(jī)，否則，這種虛擬演播室是不成功的。

色鍵與藍(lán)箱

摳像，藍(lán)箱主要有一墻一底式、兩墻一底（一角）式和三墻一底式3種。其中三墻一底式能給出更大空間，攝像機(jī)機(jī)位限制小，搖攝范圍大。藍(lán)箱必須保證均勻的藍(lán)色背景，特別是在墻墻、墻地交接處不能有接縫的痕跡。同時(shí)，由于節(jié)目制作過(guò)程中采用了色鍵技術(shù)，演員及真實(shí)道具在藍(lán)室中投下的影子也要隨演員及道具一起進(jìn)入虛擬空間，人物和環(huán)境景物在演播室燈光下的影子會(huì)被摳掉，造成一種不真實(shí)感。由于色鍵技術(shù)的使用，因此會(huì)產(chǎn)生延時(shí)，不僅要求系統(tǒng)增加前景視頻延時(shí)單元，而且必須考慮其它問(wèn)題。一個(gè)是聲音，由于前景視頻被延時(shí)，為了保證聲畫(huà)同步，需要增加視頻幀同步器。另外，由于延時(shí)，給演員觀看反饋監(jiān)視器上的合成圖像以確定動(dòng)作增加了難度。