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)的包括背景信號和作為前景遮擋的鍵信號。

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)前景信號的切換工作，受控于渲染主機(jī)串口信號。

5、同步信號分配器：完成外來同步信號的分配，分別將同步信號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)同步信號輸出口。

6、延時(shí)器：對前景信號進(jìn)行延時(shí)一幀的處理，使得前景信號和渲染主機(jī)生成的背景信號同步。

跟蹤與定位

在虛擬演播室節(jié)目制作過程中，確定攝像機(jī)的狀態(tài)信息非常關(guān)鍵。虛擬演播室專用數(shù)字?jǐn)z像機(jī)通常為二到三個(gè)，攝像機(jī)配有運(yùn)動(dòng)檢測和識別系統(tǒng)，即攝像機(jī)跟蹤器。其跟蹤方式有光學(xué)識別系統(tǒng)和機(jī)械傳感式系統(tǒng)兩種。其原理是將檢測到的攝像機(jī)的推、拉、搖、移、聚焦、變焦乃至升降等傳感部位的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，通過一個(gè)“傳感器”裝置傳輸?shù)健靶?zhǔn)器”，這樣，理想情況下，現(xiàn)場攝像機(jī)與虛擬演播室中“虛擬”的攝像機(jī)被相對地鎖定在一個(gè)位置上。當(dāng)現(xiàn)場演播室攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)，虛擬攝像機(jī)受跟蹤器的控制可以實(shí)時(shí)地與現(xiàn)場攝像機(jī)保持同步。

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題。一個(gè)是聲音，由于前景視頻被延時(shí)，為了保證聲畫同步，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。

只有對虛擬演播室系統(tǒng)有深刻的了解才能充分發(fā)揮其在節(jié)目制作中的優(yōu)勢。首先，我們應(yīng)當(dāng)了解它能做什么，做出來的效果怎么樣。英語有這樣一句話可以很好地概括虛擬演播室的作用：“The only limit is imagination.”這句話的意思是，局限是能否想得到，沒有虛擬演播室做不到的。當(dāng)然這似乎有點(diǎn)夸張，但虛擬演播室在開拓電視節(jié)目的制作領(lǐng)域，充分發(fā)揮人的想象力這一點(diǎn)上確實(shí)為我們的導(dǎo)演及美術(shù)師提供了充分的創(chuàng)作空間。它是將原有的電視節(jié)目制作設(shè)備與三維動(dòng)畫節(jié)目制作設(shè)備結(jié)合在一起的節(jié)目制作系統(tǒng)，也是視頻制作方式的一次變革。虛擬演播室的問世，為當(dāng)今電視節(jié)目制作提供了一種全新的制作觀念與方法。