VR虚拟演播室系统方案

VR虚拟演播室系统建设方案
Make your dream magic,make your life magic
VR虚拟演播室系统建设方案
1.
虚拟演播室系统（The Virtual Studio System，简称VSS）是近年发展起来的一种独特的电视节目制作技术。它的实质是将计算机制作的虚拟三维场景与摄像机现场拍摄的人物活动图像进行数字化的实时合成，使人物与虚拟背景能够同步变化，从而实现两者天衣无缝的融合，以获得完美的合成画面。采用虚拟演播室技术，可以制作出任何想象中的布景和道具。无论是静态的，还是动态的，无论是现实存在的，还是虚拟的。这只依赖于设计者的想象力和三维软件设计者的水平。许多真实演播室无法实现的效果，对于虚拟演播室来说，却是“小菜一碟”。
而节目后期编辑实训教室，专门用于节目后期制作的课程教学，媒体类专业的学生利用专业的设备及软件，就可以对演播室中录制下来的素材，外景拍摄的素材进行后期编辑、合成，学习各种镜头剪辑、节目包装的技巧，最终具备不同类型节目，例如新闻、专题节目的制作能力。
专业院校或高校媒体类专业，通常都会在教学用全景演播室、后期编辑实训教室方面投入资源，建设体现自身特色的硬件教学设施，为专业开设的课程提供上机、实践的环境。既体现了学校硬件方面的实力，又将理论与实践紧密的结合在一起，通过教学实践提升学生的专业技能，提高学生的就业率。
2.
教育作为人才培养的摇篮，致力于提高人们的综合素质、塑造良好的价值观念、培养
具备特殊才能的精英，是社会乃至国家的百年大计。对于不同教育阶段，其教学的重点也
存在着明显的差异。
作为当下最前沿的技术，VR已经越来越多的深入院校，而VR全景视频的拍摄和制作以及VR相关的知识也应该尽快普及到学校，让学生更早更快的去了解VR的整个工作流程和原理，以便于到工作时能够更快速的利用自己所学技能来适应新的工作内容和形式，同时也利于提高学生的综合素质。
如教学用全景演播室，通常按照电视台真实演播室建设，置景、灯光的设计会综合考虑新闻节、访谈及专题节目的拍摄。与之配套的硬件设备，涉及摄像机、话筒、提词器、切换台、调音台、录像机、监看监听设备，及时钟同步等专业设备，实现不同类型节目的拍摄及录制。
当然，影视类专业也可以用摄像机进行外拍，配合教学进行新闻采访拍摄，或者专题内容拍摄，拍摄的素材记录在磁带或存储介质中。
利用全景摄像机和VR全景虚拟演播室，可以在全景演播室或外景拍摄全景视频素材，在虚拟演播室中录制口播，作为后期编辑的对象。当然，也可以采用简易支架实现多机位同时拍摄，拍摄一组高清视频素材，再通过离线手段将录制下来的素材进行拼接合成。针对不同的拍摄方式，结合VR编辑软件的核心功能及使用方法，就可以组织教学方案，编写课程教材，将理论与实践相结合，指导学生掌握VR内容制作的方法。
随着VR技术的发展和成熟，全景视频这种媒体形式逐渐为大家熟悉，并在各个行业的品牌推广中广泛应用。VR所呈现的视听体验能够带给使用者真实的沉浸感，这是之前传统媒体所无法实现的。这种全新的媒体展现方式，经过一段时间的技术积淀已经蓄势待发，未来必将成为主流的媒体传播方式。与之相关的媒体业务也正随之改变，VR全景视频从拍摄、录制，到剪辑方法也与传统媒体业务大相径庭，需要专业设备及剪辑工具。
系统拓扑图
核心设备及功能
VR有轨跟踪模式
VStage情景互动虚拟演播室系统把最新的VR定位技术融入到虚拟有轨跟踪系统中，真正实现三维虚拟演播室的跟踪效果，虚拟场景不仅同步变化真实摄像机的俯仰、平遥和变焦，甚至真实摄像机在节目拍摄现场运动拍摄时，虚拟场景也会同步变化。软件支持2路VR有轨跟踪机位，每一路机位单独可调；采用图形识别算法的动态无限蓝（绿）箱，使得机位运动拍摄时无丝毫杂景出现；同时使用特征点追踪的方式来校正因镜头畸变产生机位漂移现象。
3.促进理论研究
对于影视类专业，全景视频制作和拍摄的方法非常值得探讨和研究，它与传统视频拍摄差别巨大，几乎没有可以借鉴的地方。VR带给使用者最大的改变，就是360°全方位的沉浸感，周围发生一切都会呈现在虚拟世界中，转动VR显示头盔就可以观看任意角度的内容。相比之下，传统的拍摄方法强调镜头构图，而全景拍摄强调机位设置；传统拍摄置景仅需要照顾摄像机拍摄的有效范围，而全景拍摄时置景需要将剧组、设备巧妙的藏起来；此外，导演对拍摄内容的监看，演员表演的方式等方面也存在不小的挑战；全景视频的后期制作方法也完全不同，涉及字幕呈现、切换特效，片头片尾包装也都需要逐步探索。
那么，面向的VR教学及实践，可以充分利用现有的教学环境，在全景演播室中增加VR虚拟演播室，VR全景摄像机，实现VR拍摄、录制和制作。参考传统媒体的业务流程，进行全景视频拍摄、录制的教学实践，录制下来的全景视频素材，可以作为全景视频编辑的对象。
在教学实践当中，可以不断积累VR全景视频拍摄的经验，总结出专业理论与方法，进而指导实际工作。
1.与VR技术接轨，加快学科建设
随着VR技术的发展，VR显示终端逐渐普及，并带动了VR应用体验、VR视频拍摄，VR内容制作的热潮，尤其在VR内容方面其市场需求巨大。对于不同行业及专业领域，熟悉VR拍摄、拼接渲染，及后期编辑的专业人员非常缺乏。高校媒体专业和专业院校，应该抓住当下这个契机，开设与VR内容制作相关的专业课程，培养全景视频编辑方面的专业人才，将最新的VR技术引入教学体系。一方面，通过开设VR内容制作的课程来吸引优秀的教师资源；同时，提升学校硬件方面的实力，扩大自身的影响力，加快媒体专业的学科建设。
对于某些专业而言，学生需要进行专业实习。但是，客观条件一般有很大的局限性，比如实习环境可能存在一定的危险性，学校担心同学们的人身安全；受限于资源不可能每个学员都有实操的机会，通常采取分组方式，由其中一两名学生操作，其余学员进行观摩，指导老师进行点评。针对这种情况，可以通过互动教学软件进行虚拟仿真，提前制作好专业实习需要的课件，学生通过VR显示终端及手柄进行虚拟仿真，完成专业实习的所有内容，可以反复实践直到彻底掌握专业技能。
学生们通过学习这门课程，可以扩大择业的范围，涉足不同领域VR相关工作以后，能够运用所学的专业知识与技能，为VR技术的发服务。
5.扩展性
全景编辑实训教室并不局限于全景视频后期制作的教学，利用这些VR非编工作站和VR显示终端，还可以实现互动教学，实现辅助教学、仿真实验及专业培训的目的。
通过部署互动教学软件，可以直接播放其他优质的全景教学课件，如其他院校或知名学者的全景教学课件，作为课程教学的辅助方式，也利于教学资源均衡化发展，促进院校之间的教学交流。
当然，现阶段全景视频相对于传统视频，其节目制作的实现方式还很简单，如何才能找到适合全景视频的节目表现方式，就需要通过教学实践不断积累经验，并通过教学研讨逐步整理为专业的理论和方法，其实理论价值和实际意义都非常重要。
4.开设专业课程
依托于全景编辑实训教室，可以致力于VR内容制作方面的教学研究，开设关于全景视频后期制作的全新课程。讲述VR技术如何从最初的构思，历经终端显示设备不断迭代，进而推动全景拍摄、拼接算法快速发展，再到全景视频内容后期制作的整个发展历程。
2.教学资源再利用
对于开设传媒类专业的高校，因教学需要，通常会按照电视台演播室的设计及置景要求，建设校园全景演播室系统。其主要功能是利用传统的摄像机、提词器、录像机、切换台、音频及监看系统，进行播音主持、影视拍摄专业的教学实践，而且系统建设时一般都会具有各自的特色，作为学校与同类院校及专业之间的学术交流平台。
窗口功能介绍：
追踪器实时读数：追踪器实时数据的读取值。追踪器正常工作时数据不为零。移动追踪器数值实时变化。
追踪器地面读数：将追踪器放置地面，然后点击读取获取追踪器地面读数。
追踪器延迟：可自行设置，手动输入数值；当前景和背景启动和停止时不一致需调节。前景（摄像机信号）快于背景则减帧，背景快于前景（摄像机信号）则加帧。默认10帧推荐10帧。
对于高校媒体类专业及专业院校，为了提升根本的核心竞争力，提高学生的专业技能，开阔学生的眼界，接轨媒体行业的新技术，就必须在传统媒体教学体系上进行创新，融入新的概念，开设新的课程，增加VR教学资源的投入。同时，开展教学研讨，组织教学方案，编写课程教材，从而增加开设专业的影响力、号召力。
4.
方案概述
VStage情景互动虚拟演播室，创新性的把时下最前沿的VR技术应用到跟踪系统中，去除了传统虚拟演播室纷繁复杂的逻辑界面和调试过程，以最优性价比，最简操作逻辑创造性的打造出一款真正的VR三维虚拟演播室系统。它不仅可以实现真实摄像机俯仰、平遥变化时虚拟场景画面的联动，也可以实现真实摄像机在实景中运动拍摄时虚拟场景中画面也会同步变化的效果。同时低廉的成本可以让学校或者电视台以更低的代价实现有轨跟踪虚拟演播室的建设。
从跟踪方式的区分，虚拟演播室分为有轨虚拟演播室和无轨虚拟演播室。有轨跟踪虚拟演播室系统应用摄像机跟踪技术，获得真实摄像机数据，并与计算机生成的背景结合在一起，背景成像依据的是真实的摄像机拍摄所得到的镜头参数，因而和主持人的三维透视关系完全一致，避免了不真实、不自然的感觉。虚拟演播室的跟踪技术有4种方式可以实现，网格跟踪技术、传感器跟踪技术、红外跟踪技术、超声波跟踪技术，其基本原理都是采用图形或者机械的方法，获得摄像机的参数，包括摄像机的X、Y、Z、（位置参数）Pan、Till、（云台参数）Zoom、Focus（镜头参数） 由于每一帧虚拟背景只有20ms的绘制时间，所以要求图形工作站实时渲染能力非常强大，对摄像机的运动没有更多的限制，一般适合专业电视台，对节目制作要求较高的用户使用。但调试非常复杂，耗时长，需要专业人士才能操控。无轨虚拟演播室相对比较简单，它是预生成三维背景，即首先要制作好背景的三维模型，然后预先定义好虚拟摄像机的机位和镜头参数，根据这些数据生成每台虚拟摄像机的视图画面，最后运用色健将前景和相应的虚拟背景结合起来。这种方式可以生成比较真实的虚拟背景，对图形工作站实时渲染能力要求不高，摄像机只可以切换机位（摄像机机位必须事先与背景调整好比例和透视关系），不可以做其他的运动，这样的虚拟演播室适合学校以及电教中心，投资较小，要求不高的用户使用。但是形式较为单一，无法满足多种类型的节目制作。