虚拟演播室系统组成
虚拟演播室系统
目录一、VTS虚拟演播室系统简介 (03)1、系统简介 (04)2、系统拓扑图及操作界面 (04)二、VTS虚拟演播室功能介绍 (06)1、先进的色键功能 (06)2、独有的机位之间的特技过渡 (06)3、反射、折射和镜像效果 (07)4、二次反射效果 (08)5、阴影效果 (08)6、虚拟大屏和虚拟大屏幕的二次反射效果 (08)7、遮挡功能 (09)8、二、三维场景创作工具 (09)9、摄像机校正功能 (10)10、支持4：3和16：9显示格式 (10)11、极好的兼容性 (10)三、VTS演播室功能介绍 (11)1、特技切换台 (11)2、iVGA功能 (11)3、流媒体和投影仪信号输出 (11)4、多路DDR (12)5、字幕机 (13)6、Audio Mixer（调音台） (14)7、媒体采集 (14)8、非线性编辑系统SpeedEdit (14)四、VTS硬件参数介绍 (15)五、VTS软件模块介绍 (16)六、VTS系统配置及价格 (17)一、VTS虚拟演播室系统简介VTS是虚拟演播室与演播室全面解决方案，基于美国NewTek公司的VT5为核心构成的。
可以用于各级电视台、校园网，企业台、气象、部队、制作公司以及其它视频和网络视频的工作者。
可以用于虚拟演播室、演播室、转播车、现场实况转播等各种场合，同时也可以实现网络视频直播。
非常适合在新闻、访谈、体育、气象以及各种专题节目中使用。
VTS是3机位（1路复合、Y/C、分量，2路1394）多路色键的多通道系统，可以和各种具有1394、复合、Y/C、分量输出的摄像机连接使用，每一路都有独立的时基校正、锁相和色键，保证了切换质量，使用和调整非常方便。
VTS在实时输出1路AV信号（复合、Y/C）的同时，还可实时输出流媒体和投影仪信号，非常方便在教学和网络视频中使用VTS独有的反射、折射、阴影和二次反射功能，使虚拟与现实达到完美的结合。
VTS率先实现了机位之间的特技过渡，结束了虚拟演播室机位变换只能硬切的历史。
xr虚拟演播室的构成
xr虚拟演播室的构成
XR虚拟演播室是一种基于扩展现实（XR）技术的虚拟现实演播室，主要由以下几个组成部分构成：
1. XR摄像机：采用XR摄像机进行拍摄，这是虚拟演播室的基础。
XR摄像头可以在实时捕捉演员的动作和表情，将其转化为数字化的三维模型。
2. XR追踪系统：用于追踪演员的位置和动作，将其实时传输到虚拟环境中。
通过追踪系统，摄像机可以准确地捕捉到演员的移动和姿势。
3. XR计算机：负责处理和渲染虚拟环境的计算机系统。
XR计算机需要具备强大的计算和图形处理能力，以实时渲染高质量的虚拟场景，并将演员的实时图像融合到场景中。
4. XR眼镜：演员佩戴XR眼镜，可以在虚拟环境中直接观察和与虚拟场景进行交互。
XR眼镜通过头显设备向演员提供虚拟景象，使其看到与实际环境不同的虚拟场景。
5. XR交互设备：用于演员与虚拟环境进行互动，例如手柄、手套等。
这些设备可以追踪演员的手部动作，并将其实时传输到虚拟环境中。
6. XR场景生成和渲染软件：用于创建和编辑虚拟场景，并实时渲染虚拟场景和演员的图像。
这些软件可以根据演员的动作和位置实时调整场景，并将实际摄像机的拍摄内容与虚拟场景进行融合。
以上是XR虚拟演播室的基本构成，通过这些技术和设备的结合，可以实现真实演员与虚拟场景的交互，为观众呈现出逼真的虚拟体验。
大娱号虚拟演播室系统方案书
大娱号虚拟演播室系统方案书一、引言虚拟演播室是指利用虚拟现实技术，将现实世界中的演播室场景用数字化的形式呈现出来，并在虚拟环境中完成各类直播、录播等娱乐活动的系统。
大娱号作为一家大型娱乐公司，为了提升自身的直播录播能力和用户体验，决定引入虚拟演播室系统，并在此基础上开展一系列的直播活动。
本文将详细介绍大娱号虚拟演播室系统的方案。
二、系统概述大娱号虚拟演播室系统将通过虚拟现实技术，搭建一个完整的演播室场景，呈现给主播和观众。
系统主要包括以下模块：1. 虚拟场景模块该模块负责搭建虚拟演播室的场景，包括舞台、道具、灯光等元素。
通过虚拟现实技术，用户可以在虚拟场景中进行互动，并实现实时渲染和交互效果。
2. 视频录制模块该模块负责实时录制主播在虚拟演播室中的活动，并进行视频编码和存储。
录制的视频可以支持多种格式，以便后续的回放和编辑。
3. 直播推流模块该模块负责将虚拟演播室中的活动实时推流到直播平台，以供观众观看。
推流过程中需要考虑网络带宽限制和延迟控制，以保证观众的流畅观看体验。
4. 观众互动模块该模块提供观众与主播的互动功能，包括实时聊天、送礼物等。
观众可以通过系统提供的接口，与主播互动并表达自己的喜好。
三、系统设计1. 虚拟演播室场景设计在虚拟演播室中，我们将设计一个逼真的舞台场景，包括舞台、灯光、音效等元素，以及主播和观众的虚拟形象。
舞台将支持多种布景，以适应不同的直播内容。
此外，系统还将支持自定义道具的添加和编辑，以满足主播的个性需求。
2. 视频录制与编码在虚拟演播室中，主播的活动将被实时录制，并进行编码和存储。
我们将采用高效的视频编码算法，以保证视频的质量和压缩效率。
录制的视频将保存在服务器上，以便后续的回放和编辑。
3. 直播推流与延迟控制为了保证观众的流畅观看体验，我们将采用合适的流媒体传输协议，以最小化推流的延迟。
同时，我们还将使用带宽自适应算法，根据观众的网络环境自动调整推流的码率和分辨率，以保证观众在不同网络条件下都能够流畅观看。
虚拟演播室系统
虚拟演播室系统虚拟演播室系统（The Virtual Studio System，简称VSS)是近年来随着计算机技术飞速发展和色键技术不断改进而出现的一种新的电视节目制作系统。
其原理是将摄像机拍摄的前景图像通过色键技术融入随摄像机镜头变化的虚拟场景中，以扩展电视节目制作的空间。
一、虚拟演播室系统构成典型的虚拟演播室系统是由摄像设备、摄像机位置参数分析和控制、图形计算机、背景材料库和图像合成等设备组成。
虚拟演播室节目制作系统构成的简单框图下图所示。
虚拟演播室节目制作系统构成在蓝背景中的主持人由前景摄像机（真实摄像机）拍摄，而上图所示的背景图像记录及生成系统称为虚拟摄像机。
真实的和虚拟的摄像机始终是锁定的。
因此，需要确定真实摄像机的位置参数，包括摄像机在演播室中的空间位置，摄像机的运动参数（倾斜、转动、翻转），摄像机镜头设置参数（变焦、聚焦、光圈）。
所有这些数据都被送入计算机中进行分析，实时生成与前景图像保持正确透视关系的背景图像。
然后，前景图像（包括主持人和真实场景、道具）与计算机生成的背景图像通过色键控制器进行合成。
输出的图像可以直接播出或存储。
二、虚拟演播室关键技术虚拟演播室技术包括摄像机跟踪技术、计算机虚拟场景设计和蓝背景技术、灯光技术和色键技术等。
1.摄像机跟踪技术摄像机跟踪技术是虚拟演播室中一项关键技术，它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、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。
目前，摄像机跟踪技术主要有图形识别和机械传感两种方式。
(1)图形识别法图形识别实际上是一种"运动估测算法"，它可以对运动画面进行精确的计算，获得摄像机的各项运动参数。
实际应用一般采用有浅蓝色网格图案的深蓝色背景板，拍摄时，系统会对网格进行定位追踪，通过对每一幅画面中许多像素点亮度信号进行计算，可以得出画面的移动和比例的变化，用这个测量值和运动参数建立一个关于像素子集的联立方程。
虚拟演播室建设虚拟演播室系统方案
虚拟演播室建设虚拟演播室系统方案虚拟演播室系统是近年来随着计算机技术的飞速发展和色键技术不断改进而出现的一种新的电视节目制作系统。
在虚拟演播室系统中，摄像机的工作状态信息传送给图像工作站，计算机依次得到前景物体于摄像机之间的距离和相对位置，从而计算出虚拟场景最适宜的大小、位置，并按要求生成虚拟场景。
现场视频按照色键原理，将主持人或演员置身于蓝色背景幕布前表演，然后利用色键功能将主持人从蓝色背景中分离出来，实时地与计算机产生的三维模型完美无缺地集成在一起，构成一个现实中不存在的，但是在电视画面上却又起到演播室作用的那种假想的新的环境和气氛，最终得到把将实拍的人物与虚拟景物无缝地融合起来的画面。
虚拟演播室系统在新闻、访谈、对话、天气预报、少儿节目等演员不太多的栏目，可节省搭建实际场景的所有费用，且多个栏目共用一个演播室，缩短周期，还能实现小演播室无法实现的功能，提高创意，能够根据电视台节目录制的实际要求进行开发，实现电视台实际工作的高度结合，切实提高工作效率。
系统采用先进的技术，整个系统的硬件与软件都能够长期稳定运行。
适应电视台录制节目的广播级要求。
系统安全、可靠、稳定运行，才能实现系统的价值。
虚拟演播室系统
１ ．引 言
（）同步跟踪技术 ２ 通 过 同步跟踪 技术 ，演 员或主 持人在 虚拟 背景 中活动 时 ，跟 踪传 感器会 将演 员位 置坐标 实 时传送进 入计算 机 系
统 ， 过 计 算 机 系 统 的 处 理 ， 虚 拟 背 景 按 照 演 员 的 实 际 坐 经 将 标 状态进行 相应调整 ，从而实现演 员从虚拟背 景中走进 、 走
跳线板等 等。 演播室信 号处理流程 如下 ： 摄像机拾 取的包含蓝色 背景
作 者简 介 ：张 子 良 ， 河 南洛 阳人 ， 士 ， 息 系统监 理 师 、 男， 学 信 高级程 序 员 ， 究 方 向 ：计 算机 。 研
一
７３ ～
景物 ， 如旋 转 的地 球 ， 动 的图片 ， 运 以及 智 能粒子系 统 ， 飞 如 舞 的树 叶， 飘落 的雨丝等 。
（） 视 频 合 成 及 延 时 技 术 ４音
（） ２ 制作 周期快 ， 利用 率高 。 由于场 景 的制作 、 改 、 修 保 存等 都在计算 机上进 行 ， 制作 和更换 虚拟 背景 简单而 快捷 ， 从而 节省 了大 量 的人 力 、 力 、 物 财力 ， 且缩 短 了节 目制 作 而
出、 穿越 虚拟道具 等特殊效 果。 传统 的色键 ， 而 由于 未配备 同 步 跟踪技术 ， 仅仅 是将虚 拟背 景和演 员“ 合 ” 粘 在一起 ， 一旦 演 员在表 演 时空 间距 离上 有所变 化 ，虚 拟背 景无 法完成 同 步 ， 而造 成所谓 的“ 从 穿帮 ” 效应 。 （） ３ 三维建模 及虚拟场 景技术
周 期 ， 大 提 高演 播 室 的利 用 率 。 大
由计 算机 生成 的虚拟 背景经 过 与实景摄 像机 采集 到 的
虚拟演播实验室系统,设备清单
2-12
专业摄像机包
专业摄像机包
专业摄像机包，用于放置上述4K电影摄像机。
1
2-13
镜头转接环
镜头转接环
佳能转4K摄像机使用转接环
1
2-14
外拍面光灯套装
外拍面光灯套装
3200K-5600K可调色温面光灯2只，专用支架2只，电池2块，充电器1套，携带包一只。
1
2-15
摄影棚灯光套装
摄影棚灯光套装
专业闪光灯3只，专用支架3支，柔光箱3套，触发器1套，专用包1个
6
2-9
摄像机电池充电器
专业摄像机电池充电器
双路2A锂离子电池充电器带1路适配功能，带V-Lock扣板充电功能，满足上述电池充电使用。
2
2-10
4K专业存储卡
4K专业存储卡
4K专业存储卡。容量为128G,品牌：与摄像机同品牌
产地：日本制造
净重:48克（带盒）
1
2-11
19MM套件
19MM套件
遮光斗，跟焦器，镜头托架
5、≥24路GPI输入，≥12路GPO输出的GPI端口，≥2通道RS422和RS232控制接口[支持VTR 、EDITER等控制和一个用于PC控制的以太网端口。
6、支持TALLY功能，动态原名跟随等的通讯协议。
7、机箱主备冗余电源。
8、具有快捷设置功能，具有便捷的宏指派，操作直观，适用于直播需要。
9、可通过PC或者其他终端对设备参数进行设置和更改。
1296颗专用高亮度LED组成尺寸：32×32
最大功率：100W
具备单灯手动和多灯组网两种亮度 温调节模式
符合国际DMX512-1990标准
40只
调光系统
1-3
新媒体背景下虚拟演播室技术在电视节目制作中的应用
20208News Dissemination新闻传播传统时代背景下，受技术限制，电视节目制作过程中传统演播室的表现手法较为单一。
在新媒体背景下，我国虚拟演播室技术发展得越来越成熟，并在电视节目制作中得到了广泛的应用，这是我国电视制作技术取得重大进步与发展的重要体现。
将虚拟演播室技术有效应用到电视节目制作中虽然前期会投入较多资金等各方面成本，但是后期能够直接利用电脑合成相关道具与拍摄场景，从而大大减少电视节目制作的成本，且对于提高电视播出的画质和辨析度有很大作用。
在新媒体背景下，受众对各类电视节目的要求越来越高，在这种状况下充分发挥虚拟演播室技术的优势，将其应用到电视节目制作中，有效优化电视节目效果，非常有必要。
一、虚拟演播室工作原理不同于传统的拍摄技术，虚拟演播室拍摄时要大量使用数字摄像技术和摄像机的视频信号，通过延迟器进入色键处理以后生成主信号，而这仅仅是较为简单的二维虚拟演播室技术[1]。
而在三维虚拟演播室技术中，则需要有效使用到立体图像技术，从而将各种渲染功能融入到真实的场景中去，进而建构起一个完整的虚拟空间系统。
二、虚拟演播室技术的系统构成虚拟演播室技术表面上看起来较为复杂，实际上主要由三部分的系统构成，这三部分的系统分别为摄像机跟踪系统、虚拟场景生成系统以及视频色键的合成系统。
（一）摄像机跟踪系统在传统演播室的节目拍摄过程中，由于技术水平的限制，摄像机对主持人进行拍摄时，若摄像机出现位置移动，环境无法随之作出相应的变化，如此一来，在进行画面合成工作时便只能进行简单的二维合成工作。
而在摄像机跟踪系统装置下，演播室拍摄过程中会同时有多台摄像机进行运动拍摄，摄像机在运动过程中能够有效利用跟踪技术通过机械传感图像识别、红外线跟踪超声波定位等多种方式来识别对应的图像，并将其在跟踪过程中捕捉到的对应参数输入到计算机之中，利用计算机的背景画面生成作用进行同步的画面生成，并将真实摄像机中拍摄的人物与虚拟场景进行同步，从而实现逼真的三维效果。
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虚拟演播室系统组成
虚拟演播室系统可分为3个部分：跟踪计算、虚拟场景生成及视频合成。
（1）跟踪计算
摄像机在拍摄过程中有平移X、纵移Y、高度移Z、水平角、俯仰角、镜头变焦ZOOM，聚焦FOCUS等变化，这些参数的改变会引起所摄图像视野与视角的改变，为了模拟人物所在的三维环境，计算机必须根据这些参数不断调整三维视图。
而摄像机跟踪部分的作用正是收取摄像机的位置信息和运动数据，实时地跟踪真实摄像机，以保证前景与计算机背景“联动”。
由于这种“联动”是以高速计算机运算的结果，而这种运算永远需要一个运算时间，所以这种“联动”是有时间差的。
只是设计者保证限制这种时间差在一个人眼不易察觉的范围内，因此要求前景摄像机只能在一个有限的速率内改变位置参数。
目前虚拟演播室的摄像机跟踪系统主要有摄像机参数图形识别（Pattern Recognition）和以传感器为基础的跟踪系统（Sensor-based Camera Tracking System）两种方式。
同时这也是虚拟演播室两大类别的主要区别之处。
(1) 摄像机参数图形识别跟踪系统
图形识别（Pattern Recognition）跟踪系统又称网络跟踪系统，作为一项图像处理的基本识别技术，利用已知特殊图形定位摄像机参数已有十多年的发展历史。
摄像机参数图形识别跟踪系统的基本原理是需要一个画有特殊网格的蓝色背景幕布（见图8.16），它将摄像机所拍摄的画面送到数字视频处理器（DVP）中进行处理，通过对该画面中网格各具的不同特征和透视关系进行计算，得出有关摄像机的运动参数。
在虚拟演播室发展的初期这项技术应用于虚拟演播室中的摄像参数定位，具有先进的一面，它省去了传感器跟踪系统所必然带来的对云台的改装，并可使一套识别跟踪系统与多个摄像机相连，但它的先天不足也使其在应用上遇到了许多问题。
首先，由于一套识别跟踪系统只能同时跟踪并处理一个方位信号，因而在原理上图形识别跟踪系统就只能为场景生成系统提供一个机位的参数，从而使场景生成系统只能生成一个主输出画面。
如果场景生成系统有能力生成并合成一个或一个以上的预监画面，为能跟踪除主输出之外的一个或一个以上的摄像机参数就必须相应地增加识别跟踪系统，也就是说，如果想要同时监视4个摄像机的合成画面，除了要有4套背景生成及合成系统外，还必须配置4套图形识别跟踪系统。
虚拟演播室发展到现在，对预监机位甚至是双画面特技的要求越来越强烈，而利用图形识别跟踪技术所能达到效果很难让人满意。
另外，由于该技术的核心是一套图形识别跟踪系统，一旦图形识别跟踪系统出现故障就将导致整个系统崩溃而无法播出，所以利用这种技术进行直播是相当危险的。
同时，图形识别跟踪技术产生的系统延时一般也高于传感器跟踪系统，给摄像师的操作和演员的表演都带来了难度。
第二，图形识别跟踪系统通常要在蓝幕上用不同的颜色标注识别图形，因而对虚拟演播室背景灯光的要求也就相应提高，同时为了能将蓝幕和网格同时用色键器键除，色键器的键阈值就必须相应提高并加速，从而使色键器很难实现如透明体、烟雾，阴影等效果。
而阴影作为人手与虚拟场景结合的关键因素，却是虚拟播室效果真实感的重要标志。
第三，图形识别跟踪系统在所识别的画面中要求至少有一个可识别的图形（如网络）才能定位摄像机参数，因此当摄像机镜头推上或人手遮挡使画面中没有可识别图形时，图形识别跟踪系统根本不能工作，这也就是说单纯利用这种系统绝对不能进行人物特写的拍摄。
目前的解决方法是求助机械传感系统，也就是要在镜头上安装机械传感器才能完成特写的拍摄。
但其实一旦安装了镜头传感器，只要再安装云台传感器就能构成一个标准的传感器跟踪系统，图形识别已毫无意义。
第四，在参数采集精度上图形识别跟踪系统也受很大的限制，摄像机距离蓝幕过远或过近以及摄像机自身的分辨率都会影响参数精度，特别是当背景被虚焦时，极易带来画面的抖
动。
(2) 摄像机参数传感器跟踪系统
随着虚拟演播室技术的诞生和发展，摄像机参数传感器跟踪系统的技术也得到了迅速的发展，其参数精度、参数采集速率都足以满足虚拟演播室技术的要求，在与云台和镜头的配合安装上也有多种方式可供选择，并且其成本和价格也在逐步降低。
特别是目前许多云台和遥控云台上安装了能满足虚拟演播室要求精度的参数传感器，甚至一些镜头生产厂商为能扩大销售也开始在其镜头上安装传感器，我们甚至可以预见，随着演播室和虚拟演播室自动化的发展，摄像机参数传感器跟踪系统很可能成为演播室云台和镜头的标准配制。
摄像机参数传感器跟踪系统要求对每个在虚拟演播室中使用的机位都安装传感器，这种方式固然令系统造价随着机位的增加而提高，但其优势也是显而易见的。
由于每个机位都有传感器，虚拟演播室的主控系统可以同时获取每个机位的参数，因此有可能为每个机位提供虚拟背景与合成画面。
（2）计算机虚拟场景生成
虚拟演播室的场景是计算机生成的图形，根据图形是二维和三维，虚拟场景也有二维和三维之分。
根据三维模型生成方式，三维场景有真三维系统和二维半系统。
所谓真三维系统是指由计算机实时生成三维虚拟场景，场中灯光的强弱、位置以及物体的位置和大小都可以实时变化，当能获取摄像机位置参数时机位也可移动。
该系统由于物体、灯光甚至机位都可以移动，画面会显得比较生动，适合用于综艺、科技类节目以及效果要求复杂的体育、天气预报节目。
但是这种设备一般造价较高，并且受到计算机处理能力限制，三维虚拟真实模型不可能无限复杂，即虚拟场景的总效果受到限制。
所谓二维半系统是指事先由三维处理软件生成好场景画面，再由计算机根据摄像机参数进行贴图，场景中灯光的强弱、位置以及物体的位置和大小都不能变化，摄像机位置也不能移动。
二维半系统的物体，灯光以及机位都是固定的，但因为场景是提前渲染好的，其效果可以任意发挥不受计算机处理能力的限制，并且造价较低，非常适用于场景静止的新闻、访谈等节目的制作，应当说能满足大多数节目制作的要求。
（3）视频合成
虚拟演播室系统视频合成的基本技术是色键器抠像，即摄像机拍摄的蓝幕布前的真实景物通过色键器进行抠像处理，与计算机生成的虚拟场景合成。
虚拟演播室前景和背景合成要采用深度合成技术。
所谓深度就是前后关系，这一技术要考虑两路键信号的深度信息。
这不同于三维图像的造型技术，因为虚拟演播室三维场景图像中的像素不仅需要都带有深度信息，而且还要有与摄像机的距离信息，由这两部分信息决定前景和背景像素的可见性。
在实时生成的时候，高性能的计算机通常使用一个深度缓冲区来存储像素的深度值。
那么如何在传统摄像机拍摄时，获取前景视频信号的深度信息呢？通常采用估计方法，估计摄像机与演员之间的距离，即深度值（深度键）。
前景信号通过色键抠像得到演员部分的信号，先与背景作传统方式上的合成，得到色键序列值，这样已部分地确定了前景在背景中的位置，再由深度值来进行前后关系的调整，最后输出的深度键值序列再按传统方法合成。