虚拟演播室技术及其应用
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。
虚拟演播室技术在新闻资讯直播节目中的应用
杂、 费时 ， 如果 有多 台摄 像机 机位 ， 每次 初始化定 位工作 量
不小 。选择合 适 的虚拟演播 室系统 则可 以大大简 化初始化
过程 ， 台摄像机初 始化定位 只需要 水平对 准标志条 聚实 每 计算机 同时对 该点进 行标记 ，然后 摄像机 进行极 限位置 的 推拉 、聚焦就 可 以了 将原来 的 ８ 个参 数简化 为 ３ 个 而且
上 ，充分 利用了计算机三维 图形技术和视频合成技术 ， 根据
前景摄像 机的变焦 、聚焦 以及左右摇移等参数 使三维虚拟 场 景的透视关系与前景保持一致 ，经过色键合成后 使前景 中的人物 （ 道具 ）看起来完全沉浸于计算机所产生 的三维虚
装 的高精度传感器 和机械 齿轮 ， 与镜头上变焦环和聚焦环上 的齿轮 紧密结合 ， 据参 数所使 用的跟踪设备的不同 ，摄像 根 机传感器有机械传感器和电子传感器之分 。 当摄像机 运动时 ，
一
个人操 作就 可 以完 成全部 初始化定 位 ，大大提 高了 工作
—
—
—
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ｐ
盈
效率。 第二 ，传感器跟踪是否平滑 、准确。传统 虚拟 系统跟 踪 传感器采用的是机 械传感器 ，传输的是模拟信号 ，有些 虚拟 系统 则采 用了新的电子传感器跟踪 ，传输 的是数字信号 使
控 制器 中实时合 成 ，形成 一幅完整的图像。 其 中摄像机 跟踪部分 是系统的关键 它是决定着虚拟演
播 室计算机运算的结果与实际前景参数 的误 差即系统精度 的
一
制作一个美观多样 的演播室景片 ， 制作人 员必须精心设计和
搭建表演区和场景 ，传统 的抠像技术 （ 即色键 技术 ）和虚拟 演播 室技术 的产生 ， 解决了演播 室录像 中存在 的问题和局限。 传统 的色键技 术将演播室 中蓝背景 前的人物或道具 （ 前景 ） 叠加在另一个作为背景 的图像上 ， 背景图像与前景 图像没有 联 动关系 ， 而虚拟演播室技术是在传统色键抠像技术的基础
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。
基于虚拟现实技术的数字演播室及其教育应用研究
认为将来 的电视节 目制作不需要真实 的布景 。 演员在一 个空演播室里就 可以完成节 目制作 ， 所有 的布景都是使
用电子系统生成 的。 欧洲 Ｉ ＭＰ和 Ｖ Ａ Ｐ公 司在 １ ９ ９ ４年 的
Ｉ Ｂ Ｃ展览会上首次公开推 出了虚拟布景系统 。 １ ９ ９ ７年 的 Ｎ Ａ Ｂ上 ，以生产 军用和商 用飞行 模拟器 而 闻名 的美 国
的 成 倍 提 高使 得 实 时 生成 三 维 图形 成 为 可 能 ， 成 就 了数 字 虚 拟 演播 室技 术 的辉 煌 。 虚 拟 演播 室技 术 是 虚 拟
现 实技 术与电视 抠像技术相 结合 的产物 ， 文章通过 专业的视 角对其原理 、 技 术进行 系统分析 ， 并就其教 育
应 用展 开 研 究和 探 索 。 关键词： 虚拟现 实； 摄像机跟踪 ； 虚 拟 演播 室 ； 色键 ； 视 频公 开课 ； 虚 拟课 堂 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ １ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ３ — ８ ４ ５ ４ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ ０ ７ ７ — ０ ４ ２ ． 虚 拟 演播 室 的 发 展 １ ９ ７ ８年 ， Ｅ ｕ ｇ ｅ ｎ ｅ Ｌ ． 首 先提 出“ 电子布 景” 的概 念 ， 他
《 中国教育信息化 鳊辑部 ： ｍ ｉ ｓ ＠ｍ ｏ ｅ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ
撼恭
基于虚拟现实 技术 的数字演播室 及其 教 育 应用研 究
粱 骥
（ 宁 波 广播 电视 大 学 文 法 系， 浙 江 宁波 ３ １ ５ ０ １ ６ ）
摘 要： 随着计算机技 术的发展 ， 虚拟现 实技 术 的逐 步成 熟 ， 尤其是跟 踪 系统 的完善 ， 计 算机 处理速度
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。
虚拟演播室技术在卫生类教育中的应用探讨
虚拟演播室技术在卫生类教育中的应用探讨作者：张明来源：《中国教育技术装备》2014年第01期从虚拟演播室技术的工作原理入手，结合卫生类高职院校的教育教学特点，探讨该技术在其教学中的应用优势及建设中应注意的事项，为卫生类高职院校虚拟演播室建设提供参考。
近年来，随着计算机技术的飞速发展和色键技术的不断改进，虚拟演播室（Virtual studio）技术作为一种新兴的电视节目制作系统应运而生，并逐渐成为电视制作技术中的一个热点。
目前，该技术已广泛应用于影视制作、教育教学等领域。
本文将从虚拟演播室技术工作原理入手，结合卫生类高职院校的教育教学特点探讨该技术在卫生类教学中的应用方式及优势。
1虚拟演播室的基本原理虚拟演播室技术，是以摄像机实时跟踪技术、键控抠像处理技术及电脑三维制作技术等三大基础技术为前提，并辅以灯光艺术等相关技术结合而成的一种新型电视节目制作技术。
此项技术的产生，完美地将真实摄像机所拍摄的实时画面与计算机图形工作站生成的虚拟场景进行了融合，即在视频节目制作时，只需要真实的演员和道具，而无须真实的布景和场景，视频背景由计算机制作的虚拟场景提供，并以数字技术融入演员和道具的演出之中。
按照工作机制分解，虚拟演播室系统可以为三大模块，即摄像机实时跟踪模块、虚拟背景制作模块和视频合成输出模块。
摄像机实时跟踪模块负责对蓝幕前的真实事物进行实时捕获，并记录其运动的相关参数，并及时传递给生成虚拟背景的计算机，以此确保真实图像与计算机生成的虚拟背景保持联动。
虚拟背景制作模块负责在图形计算机中生成与前景相匹配的虚拟背景图像。
根据接收到的摄像机运动参数及视频制作需求，一般由Photoshop、CAD、3D MAX或Maya等图形制作软件生成二维、二维半或三维虚拟场景。
视频合成输出模块负责将摄像机实时跟踪的蓝幕前真实景象通过色键器进行抠像处理，再与计算机生成的虚拟背景合成输出。
该模块主要包含合成和同步两个关键技术。
虚拟演播室技术在教学资源建设中的应用研究
【 ｓｒｃ］ ｉｕｌ ｔｄ ｃ ｎｌｇ ｅ ｅｉ ｔｃｎ ｌ ｈｃ ｏ ｂｎ ｓ ｏ ｕｅ ｉｕ ｌ ｅｌｙｔ ｈ ｏ ｇ ｉ ａ ｉ ＡｂｔａｔＶｒ ａ ｓ ｉ ｔ ｈ ｏｏｙｉ ａｎｗ ｍ ｄａ ｅｈｏｏ ｗ ｉｈｃｍ ｉ ｍｐ ｔ ｖ ａ ｒａ ｔ ｅ ｎ ｌ ｙｗｔ ｔ ｄ－ ｔ ｕ ｏ ｅ ｓ ｙ ｇ ｅｃ ｒ ｒ ｉ ｃ ｏ ｔ ｈｒ
【 要】 摘 虚拟演播室技术是近年来新兴的融合计算机虚拟现实、 传统演播室色键抠像、 多媒体三维等技术的综合媒体技
术 本文针对虚拟演播 室的基 本原理与￣－ Ｒ 术进行分析 ， ￣－ 并结合教 育领域 中教 学资源建设的特点 ， 对虚拟演播 室在 其中的应
用进 行 了研 究 。
【 关键词 】 虚拟演播 室； 学资源； 用 教 应
【 ｅ ｏｄ］ｉｕ ｕｉ ｔ ｈｏ ｇ ；ｅｃｉ ｓ ｒ ｓＴｅ ｌａｏ Ｋ ｙｗ ｒｓＶｒａ ｓ ｄ ｃｎｌ ｙＴ ａ ｎ ｒ ｏ ｃ ；ｈ 印ｐｃｔｎ ｔｌ ｔ ｏｅ ｏ ｈ ｇｅ ｕ ｅ ｉｉ
０ 引言
虚拟演播 室技 术是新 兴的融合 计算机 虚拟现 实与传 统 演播 室色键抠像 以及多媒体 、 三维 和网络技 术的综合媒体技 术。 通过虚拟演播室技术， 机制作 的三维虚拟场景与摄像 计算 机拍摄的人物活动 图像进行数字化实时合成， 人物与虚拟 使 背景能够 同时变化， 实现两者紧密融合 。 的出现丰富 了演播 它 室的表 现手段 ， 为观众呈 现了更加新 奇的视觉 体验 ， 同时 节
虚拟演播室技术在节目制作中的应用
=ห้องสมุดไป่ตู้@@
《中国有线电视》 !00O 年第 #1 P !0 期$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ 蔺代勇： 虚拟演播室技术在节目制作中的应用 !" #$ 蓝色实景现场 虚拟演播室与传统演播室大不相同， 它是以计算 机三维动画 “虚拟” 出的场景取代道具实景为主要特 征， 摄像机所拍摄的现场不是一般意义上的主持人或 演员活动的地方， 而是虚拟画面应用空间的组成部分， 它的实际意义仅仅是空间场地尺寸的大小， 现场所有 布景全部由单一的蓝色所取代， 以作为将来抠像的基 准色， 图像的前景是不同机位的摄像机拍摄到的主持 人的画面素材， 主持人所在的实景现场的全部蓝色区 域将被合成到计算机三维动画生成的虚拟场景中。 与传统的人工搭建的舞台或演播场地相比， 虚拟 三维场景应用于演播室可以说是演播室技术的一次革 命， 不仅制作成本大大降低， 制作周期缩短， 更重要的 是虚拟场景的可随意更改的特性极大地满足了导演的 创作需要。 需要注意的是， 虚拟演播室用的实景现场虽然简 化成单一的蓝色， 但决不是任何东西都不需要了， 如节 目中要表现主持人从楼梯上走下来， 那么现场也必须 设置一些涂成蓝色的几何块状物体作为 “楼梯” ， 以便 与电脑中生成的楼梯相配合。 !" !$ 虚拟演播室专用摄像机 专用摄像机的数量通常为 # % & 个， 虚拟演播室专 用摄像机与传统摄像机不同的是， 除了镜头和云台， 虚 拟演播室用的摄像机配有运动检测和识别系统， 即摄 像机跟踪器， 其跟踪方式有光学识别式系统和机械传 感式系统两种。以 ’(() 公司 *+,-./!00 的机械传感 式系统为例， 其原理是将检测到的摄像机的推、 拉、 摇、 移、 聚焦、 变焦乃至升降等传感部位的运动数据， 通过 一个称为 “ 传感器” 的装置以 1 芯电缆传输到同样具 有 1 芯接口的称为 “校准器” 的数据校正装置， 该装置 将校准数据通过 2) 3 4!! 接口输送到计算机中， 这样 现场摄像机与虚拟演播室中 “虚拟” 的摄像机被相对 地锁定在一个位置上， 当现场演播室摄像机运动时， 虚 拟摄像机受跟踪器的控制可以实时地与现场摄像机保 持同步。 25 3 )’5 公司 6789- 系统每台摄像机需要一 台 ):; 的 <=>? 图形工作站支持， 每台摄像机均可通 过该系统来控制。 !" &$ 计算机部分 虚拟演播室系统配备的计算机既有基于 @+,ABC=5 系统平台的 DE 机， 也有基于 F,+G 系统的图形工作 站， 它像一个小型计算机网络， 主机为网络中心， 它是 虚拟演播 室的控制 中心， 是虚拟 演播室节 目制作 的 “导演台” ， 它除了调用和调整事先做好的三维虚拟场 景， 还负责向图形发生器传输图像数据及处理由摄像 机跟踪器传来的摄像机运动数据。在这里， 图形发生 器扮演着重要角色， 它根据主机传来的摄像机运动数 据实时地计算出虚拟的三维电脑场景的运动， 以保证 输出的虚拟背景与真实的前景同步， 需要注意的是， 有 的图形发生器的运算需要数帧左右的时间， 因此摄像 机拍摄的画面也必须有一个同样帧数的延时， 这样才 能确保真实场景与虚拟场景的吻合。 !" 虚拟演播室的应用途径及方法 只有对虚拟演播室系统有深刻的了解才能充分发 挥它在节目制作中的优势。首先， 我们应当了解它能 做什么， 做出来的效果怎么样。英语有这样一句话可 以很好地概括虚 拟演 播室的 作用： “ 5H. B,IJ I+K+/ ++K7L+,7/+B,” ， 这句话的意思 是， 唯一 的局限是能不能 想到， 没有虚拟演 播室做不到的， 当然 这似乎有点夸 张， 但虚拟演播室在开拓电视节目的制作领域、 充分发 挥人的想象力这一点上确实为导演及美术师提供了充 分的创作空间， 它是将原有的电视节目制作设备与三 维动画节目制作设备结合在一起的节目制作系统， 也 是视频制作方式的一次变革。虚拟演播室的问世为当 今电视节目制作提供了一种全新的制作观念与方法， 其具体的运作流程大致如下： 创意人员拟定节目制作 方案； 导演及创意人员为虚拟演播室电脑虚拟三维场 景的操作者 “说戏” ； 动画师或模型师在电脑中创建模 型及贴图； 导演与虚拟演播室操作者合作直播或录像； 视频输出、 录制及后期制作。 &" #$ 导演与美术设计师提出制作方案 美术设计 师根据 导演的 思路 制作成 详细的 “剧 本” （ -/B8J MBBN ） ， 所谓详细是指具体到每个画面要素 怎么动、 主持人的位置怎么变化、 是否有虚拟场景中的 特写镜头等， 因为镜头推进意味着电脑生成的图像放 大， 这就要求事先生成的图像尺寸必须大到镜头推进 也不至于使像素变大的程度， 虚拟演播室运作的这种 特殊性要求导演必须事先与电脑动画场景的制作者沟 通， 使实施剧本方案的制作人员充分理解导演的意图， 将三维场景提前做好。 &" !$ 动画制作人员用计算机创建虚拟三维演播室 虚拟演播室是一 个计算机图像 的产生与合成 系 统， 在制作手段上突破了传统制作手段的一些束缚， 使 演播室不再受时间和空间的局限， 具体的虚拟演播室 软件操 作者 称 为 “ 动画 师” （ 7,+K7/B8 ） 或 “ 模 型师 ”
虚拟演播室实际应用
基本的步骤是 ： 实际物体按一定 比例进行 建模； 将 给虚拟
物 体赋予彩色纹理或其它属性 ， 白发光、 反射 、 透明等， 对虚拟 场景根据 不同的画面要求布置灯 光制作生成 ，制作 同时要考
虑 到 与 实 际前 景 灯 光 组 合 后 的画 面 效 果 ，虚 景 和 实 景 的灯 光 效 果 要 协 调 ， 据 节 目内容 实 际要 求 ， 以设 计 出或 真 实 或 科 根 可
算 而 出现 掉 帧 现 象 ，所 以场 景 制 作 在 刚开 始 建 模 的 时候 就要 考 虑 到 哪 些 面 是 会 出现 在 画 面 前 方 的 ，哪 些 在 背 面 是 可 以删
要 。理想情况下 ，实际光线的任 何变 化都可以被计算机产生
的背景检测， 来触发虚拟灯光 随之变化 。此时， 色键控制器也
要 的 阴影 ， 证 色键 的 效 果 ， 重 视 灯 光 的 布 置 。 保 应
首先 ， 要合 理调配灯光 ， 使前景与虚 拟背景的照 明亮度及
方 向匹 配 。在 蓝 背 景 区 域 内， 仅 需 要 项 部 悬 挂 灯 具 ， 墙 面 不 沿
和地面还需要增加灯具。真 正使虚拟灯光活灵活现 的方法是 使用计算机软件中的插件 或者灯光模 型来制作 ，当然这样会 占用更多的计算 机资源 ， 要考虑到硬件的实时运 算能力， 对计
算 机 硬 件 有 了更 高 的 要求 。
在 实际虚拟拍摄 当中，蓝色背景 的蓝色必须纯正才能保 证色键抠像效果最干净 ，这就要求照射在蓝背景上面的光线 必须分布均匀 ， 以保证大全景镜头 的使用 ， 蓝背景 的空间大 小，
应 保 证 可 容 纳 全 部 道 具 并 使 主 持 人 有 足 够 的 活 动 区 域 ， 如使 用 一 个 ５ ３ ３米 的 蓝 背 景 空 间 ， 虚 拟 背 景 合成 后 ， 终 可 以 ｘｘ 与 最 产 生 一 个 非 常 大 的空 间效 果 。
电视节目制作9.ppt
BASICS OF VIDEO PRODUCTION
9.1.3 虚拟演播室系统的类型
二维虚拟演播室系统 半二维虚拟演播室系统 三维虚拟演播室系统
BASICS OF VIDEO PRODUCTION
9.2 虚拟演播室的系统构成
摄像机跟踪系统 传感器技术 图像分析识别技术
延迟系统 虚拟背景制作系统 实时背景图像生成系统 演播室色键合成系统
BASICS OF VIDEO PRODUCTION
9.1 虚拟演播室技术概述
虚拟演播室技术的概念 虚拟演播室技术与色键技术的异同 虚拟演播室系统的类型
BASICS OF VIDEO PRODUCTION
9.1.1 虚拟演播室技术的概念
虚拟演播室的产生背景 虚拟演播室的概念
BASICS OF VIDEO PRODUCTION
9.1.1 虚拟演播ห้องสมุดไป่ตู้技术的概念
虚拟演播室（VS，Virtual Studio） 技术，又称虚拟布景技术，能将摄像机拍 摄的内容与计算机三维图形实时合成的技 术。
BASICS OF VIDEO PRODUCTION
9.1.2 虚拟演播室技术与色键技术
虚拟演播室的的画面效果逼真 传统色键合成的画面虚假
BASICS OF VIDEO PRODUCTION
9.3 虚拟演播室的性能
节目制作周期 摄像机的运动 信号切换 空间范围 预演、播出 操作界面 功能扩展 场景、道具素材库
9.4 虚拟演播室的应用
BASICS OF VIDEO PRODUCTION
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锁 定 ，所 以用 计算 机制 作 出来 的 三维 背 景 界 完 美结 合起 来 ，关键 问题 是 能 否正 确判 了计算 摄 像机 所 拍画 面 的运 动变 化 ，在 背 可 随真 实摄 像机 的推拉 摇 移而 做 正确 的 透 断摄 像机 、 主持 人 、计 算机 所 制 作布 景三 景 幕布 中要有 充 分 的可识 别信 息 ，因此 不
２虚 拟演 播 室的技 术原 理 ．
２ １基 本 原理 ． 虚 拟 演 播 室 系 统 的 组成 框 图如 图 １ 所
示 。摄 像 机拍 摄 的 主持 人在 带 识别 标 志 的 蓝 背景 前 主持 的视 频 图像 一 路送 数 字 图像 处 理 部 分 ， 实 时 获 取 运 动 摄 像 的 内外 参 数 。另 一 路送 视频 延 时器 ， 以保 证 前景 与
视 变 化 ，使 得 合成 画面 真 实性 大 为增 强 。 随着 广播 电视 数字 化技 术 和计 算 机技 术 迅 猛 发 展 ，基 于这 两 种技 术 的虚 拟演 播 室 系
统 在 电视制 作领 域 的应用 日益 广泛 。
者 之 间 的相 对位 置和 关 系 ，让 计 算机 知道 可 单 纯使 用通 常 色键 技术 中使用 的 简单 蓝
一
种 高精 度 的光 学编 码 器 ，可 以精 确 地 检 ３ 虚拟 背 景 的计 算机 软件 主 要 有 ３ Ｍ Ｘ Ｄ ＤＡ 、
１概述 ．
目需 要 ，制 作虚 拟场 景 ，又能 借 助三 维加 摄 像机 的位置 和 拍摄 范 围 。摄 像机 的动 作
在 演播 室制 作 电视 节 目时 ，制 作人 员 速 卡 在摄 像 机 内外 参数 控 制下 实 时变 换场 参 数 包 括 俯 仰 、左 右 摇 、ｚ 旋转 、左 右 轴 经 常运用 色 键合 成 技术 ，将 演 播 室 中蓝 色 景 ；视 频 一插 入 信号 可 以嵌 入虚 拟 场 景 中 移 动 、上 下移 动 、前 后移 动和 摄 像机 镜 头 背 景 前主 持 人 的 图像叠 加 到另 一个 背 景或 事 先设 定 的 电视 墙 中 ，可 以对其 大 小 、位 的变 焦 、聚 焦 、光 圈 共九 个参 数 。跟 踪 系 活 动视 频 上 ，创 作 出一 种特 殊 的 电视 艺术 置 、边 框 等参 数 进行 调整 ，视频 二 送入 多 统 的任 务是 实 时测 出这些 参数 ，传送 给 着 色系 统 。 目前在 虚拟 演播 室 系统 中应 用较 为 广
泛 的跟 踪技 术 ，主 要 有 图形识 别 技术 和 基 于传感 器 的跟踪 技术 两大类 。
（ ） 图形识别 技术 １
节 目画 面缺 乏 景深 和 真 实性 ， 当前 景变 化 跟踪 子 系统 用来 获 取摄 像 机 的动 作参 数 。
时 ，例 如 ，摄 像机 做 摇移 、变焦 运 动 时 ，
／０ １ ９ 毫 珊 ２ １． ／ ０
再
一７ 一
Ｉ》 ． ）探索 婴寰………………………．
色 背景 幕 布 ，而 必 须在 蓝 色幕 布 上 再增 添
一
… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 一
些稍 浅 颜 色 的 网格 。这 些 网格 必 须确 保
着 色 子 系统 根据 摄 像机 的动 作参 数 生成 背
叠 加 的背景 画 面 并不 随之 产 生变 化 ，合 成 景画 面 和掩 蔽信 号 。合 成 子 系统 将前 景 画 的 画面 给人 感 觉较 生 硬 。但 在虚 拟 演播 室 面和 背景 画面通 过 色键合 成输 出 。
图形 识别 技术 实 际上 是一 种 “ 动估 运
测 算 法 ” ，通 过 对前 后 帧 画面 的相 对 运动
系 统 中 ，由于 引入 了虚拟 现 实技 术 中 的信
２２ 跟踪 系 统 ．
部分 进行 的运 动 估值 和 运动 补 偿计 算 ，从
息交互技术 ，虚拟摄像机可与真实摄像机
虚拟 演 播室 能否 将现 实 世界 与虚 拟世 而 实 时得 到摄 像 机 的位置 和镜 头 参 数 。为
…
…
…
…
…
…
…
…
…
．
索 婴察＿＿ （－ （ （
Hale Waihona Puke 虚拟演播 室技术及其应用
山东省招远 市广播 电视 台 闫军 屹
【 摘要】虚拟演播室是传统的演播室技术和现代计算机图形技术相结合的产物 本文通过对相关技术的分析研究，阐述了虚拟演播室技术的原理及应用。 【 关键 词】虚拟演播室；色键技术；摄像机跟踪技术；应用
虚拟 背 景在 合 成 时严 格 同步 ，其 输 出送 数 字扣 像 仪 ，从 带识 别 标志 的 主持 人 图像 中 去 掉 识别 标 志和 蓝 背景 部 分 ，并 给 出描 述
前 景 与虚 拟 背景 的 融合 比例 的键信 号 。三 维 虚 拟场 景制 作 、 发生 工 作站 既要 根 据 节
基 于传 感 器 的虚 拟演 播 室系 统 ，在每 台摄 像 机 的镜 头 和 云 台活动 部 位都 装 有 一 套机 械 传 感器 跟 踪 系统 。此传 感器 通 常 是 演 播 室 受欢 迎 的一 个主 要 原 因 。用 于生 成 播 室布 景 中任何 部位 都有 可能 相互遮 挡 。
效 果 ，这 种传 统 的 抠像 制作 在 电视 制 作领 层 图像 合成 器 可 以制 作 出多 种特 殊 效 果 。
域得到了广泛应用。但这种传统的电视制 从 以上 系 统 的结 构 中 以看 出，虚 拟 演播 室
作 方 式存 在着 一 定 的局 限性 ，叠加 合 成 的 系统可分 为跟踪 、着色 和合成三个子 系统 。
可 以用 色 键 产 生或 分 离 出键信 号； 这些 信 号 在运 动 估 测计 算 之 前就 必 须从 原 始 画面 中提 出来 ， 以便 用 带 网格 的背景 信 号进 行 计 算 ，从 而 避 免 因画 面 中前 景物 体 的运 动 而 造成 计算 上 的混 乱 。 （ ）传 感器 技术 ２