浅谈虚拟演播室系统的应用与研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅谈虚拟演播室系统的应用与研究 【摘 要】随着数字技术的发展， 虚拟演播室技术的应用已逐渐普及，本 文主要分析了虚拟演播室系统的技术、 节目制作流程、应用范围及优势等方面。 中国论文网 /5/view-5005396.htm 【关键词】虚拟演播室；色键； 虚拟场景 引 言 随着数字技术的迅速发展，一种 新的电视节目制作技术悄然而起-虚拟 演播室技术，将视频技术和计算机技术 相结合，摄像机实时拍摄主持人及环境 图像，计算机软件制作三维虚拟场景， 通过色键技术处理，实现前景、背景相 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 融合。 1、虚拟演播室种类 1.1 二维虚拟演播室系统。二维 虚拟演播室系统遵循了传统虚拟演播室 的工作原理，它的宗旨是在较低的价位 上建立一个简单、实用而且图像质量较 高的虚拟演播室系统。这种系统的背景 生成装置一般采用图像处理器硬件，对 事先准备好的图像进行切换和变换，各 种视频图像效果的生成都是根据相关参 数进行的。 1.2 三维虚拟演播室系统。与二 维虚拟演播室系统不同的是，三维虚拟 演播室系统是根据摄像机控制下的运动 参数，运用计算机进行背景场景的模型 设计，对场景模型进行实时渲染，使得 画面背景更加生动。一般来说，这种系 统不支持前景演员带深度等方位信息的 采录，前后景只能通过常规的色键合成 技术简单地叠加在一起，使得主持人像 是浮在虚拟场景画面上，而不是真正的 进入场景中。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 1.3 真三维虚拟演播室系统。真 三维虚拟演播室系统比前面两种系统更 加全面和真实，它不仅能够进行实时渲 染生成全三维的场景画面，还能够支持 前景等景深镜头等画面信息的采录与输 入，通过色键合成技术等键控技术完成 前景和背景的无缝连接。真三维虚拟演 播室可以将画面配合虚拟阴影及反射、 虚拟散焦等技术，实现主持人真正进入 虚拟场景的设想，增强画面的真实性。 2、虚拟演播室技术 虚拟演播室完成前景与背景的结 合，要通过三个部分。这三个部分为摄 像机跟踪部分、计算机虚拟场景生成部 分和视频合成部分。 2.1 摄像机跟踪。摄像机跟踪的 主要任务就是及时并按照实际情况测出 真实摄像机在演播室中的准确位置、运 动轨迹和动作参数，将拍摄过程中的参 数传递给合成背景的计算机系统，图形 计算机再根据这些运动参数调整、修改、 美化三维视图。常用的摄像机跟踪定位 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 的方式主要有机械传感、图形识别和红 外这三种方式。 2.2 计算机虚拟场景生成部分。 虚拟演播室的场景是通过电脑计算机绘 制出来的图形，通过 3D MAX、MAYA 等动画软件来建立模型，建构三维虚拟 场景，并且加上相适应的贴图、灯光等， 使得虚拟场景更加真实，增强节目的真 实感。这种方式也为电视节目的制作带 来了便利，节目制作人员不需要再去实 地进行拍摄，大大缩减了节目制作时间， 同时也加强了电视节目的舞台效果。 2.3 视频合成部分。视频合成部 分可以说是虚拟演播室的最后环节，它 使用抠像技术、键控技术，将摄像机拍 摄的真实人物（例如主持人、受访者等） 和景物通过抠像处理，与计算机虚拟场 景合成一个画面。比如我们现在看到的 天气预报就是通过这种方式完成的，主 持人播报天气预报是站在蓝色幕布背景 前，进行播报新闻。在播报新闻的同时 通过计算机绘制图像场景，然后通过色 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 键控技术完成主持人和场景的结合。 3、虚拟演播室系统构成及节目 制作 3.1 虚拟演播室系统构成。虚拟 演播室系统主要由摄像机、摄像机跟踪 系统、计算机图形工作站和色键合成器 4 个部分组成。其工作过程如下：（1） 一组摄像机采集前景视频信号，将其传 送给信号延时器，通过信号延迟器将信 号进行同步；（2）摄像机跟踪系统将 摄像机移动的参数和摄像机内本的运动 参数传输给图形工作站，根据数字绘制 出背景图像。 ；（3）计算机图形工作站 实时绘制出相应的背景信号；（4）色 键系统合成前景与背景信号，输出信号， 合成图像。 3.2 虚拟演播室节目制作。虚拟 演播室的问世，给电视节目制作带来了 许多便利。比如说，虚拟演播室给电视 节目编创人员提供了想象空间，不用再 为实际物理条件和时间、空间上的限制 担忧，为编创人员拓宽了想象空间，虚 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 拟演播室可以按照编创人员的想象、创 作完成场景的设置，现在是“不怕做不 到，只怕想不到” 的时代。虚拟演播室 除了带来了以上的优势之外，还为当今 电视节目制作提供了全新的制作观念与 方法。其具体的运作流程为：（1）创 意人员制定出节目制作方案；（2）导 演给虚拟演播室工作人员及计算机合成 部分的操作者“ 说戏” ，提供导演所需要 的场景；（3）动画师或模型师在电脑 中创建模型、灯光设计及贴图；（4） 导演与虚拟演播室操作者合作直播或录 像电视节目；（5）视频输出、录制及 后期制作。 4、虚拟演播室的应用范围 虚拟演播室系统最长应用在中小 规模演播室，这些演播室主要用于制作 新闻访谈、体育和天气预报等栏目，这 些栏目的基本特点是场景范围不大且更 换频繁，演播员人数少，机位也不多， 但节目制作量大，后期制作时间紧。虚 拟演播室特别适合多个栏目公用一个演 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 播室的情况。受灯光、栏目和演员表演 的限制，一般不用大型演播室和人物众 多的综艺栏目。虚拟演播室技术最初只 是用于演播室节目的制作，随着技术的 发展，出现了以虚拟演播室为基础的一 些新技术，如虚拟主持、移动场景、虚 拟重放系统、数字重放系统、虚拟广告 系统以及与互联网结合方面的应用等。 5、虚拟演播室的优势 随着虚拟演播室产品及相关技术 的不断开发、系统功能的不断完善和提 高，应用范围的不断扩大，虚拟演播室 的优势也逐渐地显现出来： （1）虚拟演播室最显著的特点 就是它能带给编创人员无限的创作思维 空间。虚拟演播室可以使编创人员的创 作思维任意驰骋，编创人员的思维活动 得到充分的发挥。虚拟场景可以是真实 的模式，也可以是想象中的世界，不受 现实的物质条件和时空条件的限制； （2）虚拟演播室不需要搭建实 景、不占用演播室制景和拆景时间，只 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 要利用现有的多种三维动画软件，就可 以制作出各种逼真的三维场景，节约了 人力、物力、财力。制作成本大幅降低， 制作周期大幅缩短，极大地迎合了电视 节目制作人员的心理需求； （3）虚拟演播室可方便快捷地 更换场景，制作人员不必拘泥于场景的 限制，选择的余地非常大。虚拟场景能 随时的修改和更换，反复使用。场景文 件的交换、传送、传送也极为方便，可 有效地实现虚拟场景的共享。随着网络 传输技术对虚拟演播室的支持，电视节 目的制作将不再受地域条件的限制。同 一节目的制作可以在两地或数地同时进 行； 6、总结 随着电视事业的不断发展，各种 电视节目的多样