什么是虛擬演播室？
隨著科技的發(fā)展，虛擬演播室是近年新興起來的一種獨特的電視節(jié)目制作技術。與傳統(tǒng)的演播室相比：大大降低了制景費用，拓展了環(huán)境背景圖像范圍，能夠充分發(fā)揮人的想象創(chuàng)作力。
虛擬演播室的實質(zhì)是將計算機制作的虛擬三維場景與電視攝像機現(xiàn)場拍攝的人物活動圖像進行數(shù)字化的實時合成，使人物與虛擬背景能夠同步變化，從而實現(xiàn)兩者天衣無縫的融合，以獲得完美的合成畫面隨著計算機技術、圖文圖像技術、傳感跟蹤技術、色鍵處理技術的高速發(fā)展，虛擬演播室技術的功能日趨完善，系統(tǒng)日趨穩(wěn)定，虛擬演播室系統(tǒng)已經(jīng)被越來越多地應用于電視臺、電視制作機構(gòu)的各類欄目的制作和創(chuàng)作中。
一.虛擬演播室的基本構(gòu)成
典型的虛擬演播室主要由攝像機跟蹤系統(tǒng)、計算機虛擬背景生成系統(tǒng)及視頻合成系統(tǒng)等部分組成。
1. 攝像機跟蹤系統(tǒng)：用于判斷攝像機、主持人及虛擬背景之間的相對位置關系，是實現(xiàn)前景、背景圖像完全同步聯(lián)動、再現(xiàn)起初的透視關系的關鍵所在。為了跟蹤攝像機的運動，我們需要獲取攝像機的以下幾個參數(shù)：鏡頭運動參數(shù)(包括推拉、搖移、聚焦等)及攝像機空間位置參數(shù)(包括移動、傾斜等)。
常用的跟蹤方法有傳感器(包括機械和光電)和圖形識別兩種：
a 傳感器跟蹤方式
這種方式是在攝像機鏡頭上安裝傳感器和有關電子裝置，通過托架與鏡頭上的變焦環(huán)、聚焦環(huán)齒輪緊密咬合,當變焦環(huán)和聚焦環(huán)位置發(fā)生變化時,傳感器就能檢測出其變化,并將機械運動轉(zhuǎn)換為電信號輸出。攝像機的機頭運動參數(shù)和整體空間移動參數(shù)也通過類似方法或者紅外方式獲取。這些數(shù)據(jù)最后傳輸給圖形工作站進行相應處理，從而讓虛擬背景跟隨上述參數(shù)變動作相應的變化。
b 圖形識別方式
圖形識別方式是通過對攝像機拍攝的圖像的形狀來識別、分析并確定攝像機的各種運動參數(shù)。這種方式要求在演播室的背景幕布上用不同色度(例如深藍和淺藍)繪制出特定的圖案。當攝像機的運動參數(shù)發(fā)生變化時,它所拍攝到的背景圖案的特征也將發(fā)生相應的變化。通過對背景圖案的識別、分析和運算,從而可檢測出攝像機的各種運動參數(shù),包括水平轉(zhuǎn)動參數(shù)、垂直轉(zhuǎn)動參數(shù)、變焦參數(shù)以及攝像機整體空間位置參數(shù)。
目前已在使用的一種圖案是網(wǎng)格圖案,即在深藍色的幕布上用淺藍色繪制出特定的格子圖。由于背景幕布整體采用的是與傳統(tǒng)演播室相同的藍色,因此仍可利用色鍵技術進行"摳像"合成。
2. 計算機虛擬背景生成系統(tǒng)(圖形工作站)
a 虛擬背景制作
虛擬演播室的背景是疊加相應的三維虛擬場景。這些場景一般可通過常用的3Dmax、Maya等三維創(chuàng)作來建模，最后由專用的圖形處理軟件編輯合成(包括建模、材質(zhì)分配、光調(diào)整和物體運動等在內(nèi)的物體模型、效果、動畫)。
b 圖形工作站
根據(jù)攝像機運動參數(shù)，圖形工作站對預先制作好的虛擬場景信號進行處理,實時渲染生成與前景有正確透視關系的背景圖像。
3. 視頻合成系統(tǒng)(色鍵器)
虛擬演播室的視頻合成系統(tǒng)一般使用色鍵摳像技術,即前景與背景的混合是通過色鍵混合器來完成的。為保證容易摳像,應使藍色幕布(或綠色)處于均勻照明之下,演員的服裝及小道具的顏色也應注意。藍色幕布應使用純正的色鍵藍色,其空間大小應保證演員有足夠的移動范圍。
綜上所述，虛擬演播室就是攝像機運動跟蹤系統(tǒng)將獲取的攝像機運動參數(shù)進行處理后，去控制背景圖像生成裝置，使生成的背景圖像與前景圖像保持正確的透視關系。
