文档介绍：第八章虚拟演播室
第一节虚拟演播室技术
一、虚拟演播室技术概述
1、什么是虚拟演播室技术?
虚拟演播室(Virtual Studio , VS ),又叫虚拟布景技术,是传统演播室中的色键技术与计算机图形图像处理技术相结合的产物,是一种新型的节目制作系统。它综合了计算机图形学、图像处理与模式识别、智能技术、传感技术、网络技术等多门学科,是现代仿真技术的发展和突破。
其实质是将计算机产生的虚拟三维场景与摄像机现场拍摄的演员表演的活动图像进行数字化的实时合成,使演员的表演与虚拟场景到达同步的变化,从而实现前景与背景的完美结合。
2、虚拟演播室系统的构成及其工作原理
1)构成
虚拟演播室系统一般由摄像机、摄像机跟踪系统、计算机图形工作站、色键合成器4部分组成。
虚拟演播室节目制作系统原理图
2)工作原理
摄像机:前景
超级实时图形计算机动画软件:
虚拟场景
跟踪器系统:
把摄像机的运动参数传送给计算机图形工作站
计算机图形工作站:
产生与前景相匹配的虚拟场景
色键:
将前景与虚拟场景
合成为一个图像输出
3、虚拟演播室技术的优越性
1)创意自由:
虚拟演播室产生的三维场景不受时间、空间、距离的限制,只要符合节目要求,场景的大小、布局、材料、道具、动画等,创作人员可任意想象,自由发挥,随意设定。
2)制景轻松:
制作场景比较简单,利用现有的动画软件制作出二维或三维背景,与摄像机拍下的真实演员进行合成即可。
3)换景方便:
具有及时更换场景的能力。虚拟场景存在磁盘里,几分钟即可更换完毕,同一演播室可以录制不同节目,同一节目可以在不同演播室录制,场景转换方便、快捷。
4)节省空间:
虚拟背景是通过计算机来制作,可以延伸至无限远,消除了真实演播室的物理空间限制。
5)减少费用:
6)升级方便:
4、虚拟演播室系统的类型
1)二维虚拟演播室系统
二维系统通常是以一张或一组平面图片为背景,根据摄像机推、拉、摇的参数变化对整幅图片进行缩、放处理以提供相应的背景。
2)二维半虚拟演播室系统
生成的背景图像维度维三维,它的虚拟场景必须先在三维动画软件里设计制作成三维模型场景,再进行渲染,制作成高图像质量的图片。
3)真三维虚拟演播室系统
三维系统是在摄像机运动参数的控制下,通过对模型场景的实时渲染,以生成比二维具有更好透视关系的三维虚拟场景画面。
除能够实时渲染并生成全三维的场景画面外,还能够支持前景带深度等方位信息的输入,并通过改进的色键合成技术实现前后景的无缝合成。
4)HD虚拟演播室系统
第二节虚拟演播室系统的关键技术
一、摄像机跟踪技术
摄像机跟踪技术可以获取摄像机在演播室中的实际位置参数和动作参数,从而判断摄像机、演员或主持人、计算机虚拟场景之间的相对位置关系,帮助系统实现真实摄像机与虚拟摄像机的锁定。
1、机械传感方式
通过在摄像机三角架、基座、升降摇臂的摇摄轴、俯仰轴上和镜头的变焦、聚焦环上以及滑轨、推车等位置安装传感器,来采集摄像机的位置参数和透视数据,编码量化后通过RS-232端口或RS-422端口传送给计算机。
优点:
测量精确度较高,°,;
摄像机运动不受限制,演员在蓝色布景范围内的活动自由度大。
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