虚拟演播室技术及应用.pptx
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3-Dms三维虚拟演播室
虚拟演播系统方案北京森汇达电子科技有限公司目录1、前言 (3)2、3DMS简介 (3)3、3DMS图示 (4)4、3DMS用户界面 (5)5、3DMS产品特性 (6)6、3DMS配置 (8)7、3DMS应用类别 (8)8、3DMS系统色键器FD卡的主要性能技术指标 (8)9. 演播室的设计 (11)10.灯光系统配置介绍 (12)11. 演播室灯光预算表 (19)12.演播室声学装修决算表 (20)13.演播室声学设计说明 (22)14.虚拟背景兰箱俯视示意图 (24)15.演播室灯光、蓝箱效果图 (24)3DMS广电实时虚拟演播室说明1、前言虚拟演播室的启蒙阶段早已过去。
人们对其有用性已不再怀疑，但由于一直以来虚拟演播室产品的高价位、操作复杂、场景匮乏而得不到很好的普及。
北京威佳视科技公司基于对虚拟演播室产品的长期跟踪和潜心研发，推出了各种不同技术实现手段和价格档次的产品。
2、3DMS简介虚拟演播室有多种方法可以实现：●一是在摄像机镜头及轨道加传感装置，利用系统资源来运算跟踪所获取的前景摄像机的运动参数。
由于每一帧虚拟背景只有20ms的绘制时间，所以要求系统具有很高的性能。
这种方式计算量大，要求软件优化做得很好，做到实时十分困难。
这一类产品价位高，一般在四、五十万以上。
●另一种方法是预生成三维背景，即要首先制作好背景的三维模型，然后预先定义好摄像机的运动和参数设置，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，但技术难度高。
●再是将立体背景生成平面图片，将背景图片与前景人物叠合而产生人在立体场景中的效果。
这种方法对主机负担轻，背景图片容易制作和修改。
3DMS虚拟演播室采用的是最后一种技术，它是由俄罗斯和中国两地联合推出的实时广播级虚拟演播系统。
其主要特点是：●模板化背景，拖拉操作。
●可随意调节电视墙大小和位置、无需对背景进行改动。
虚拟演播室及其关键技术共26页文档
虚拟演播室及其关键技 术
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈
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。
虚拟现实技术应用ppt课件
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全传感仿真器
5
VR的概念-发展历程
虚拟现实技术的初现阶段
1968 年，美国计算机图形学 之 父 伊 凡 · 苏 泽 兰 （ Ivan Sutherlan ）开发了第一个计 算机图形驱动的头盔显示器 HMD 及头部位置跟踪系统， 是 VR 技术发展史上一个重要பைடு நூலகம்的里程碑。
伊凡·苏泽兰
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头盔显示器 HMD 及头部位置跟踪系6统
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沉浸性 （利用Im三m维e立rs体io图n像），给人一种身
临其境的感觉。
构想性（Imagination）
使用户沉浸其中并且获取新的知识，提高 感性和理性认识。
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03
VR的系统组成
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VR的系统组成
输入设备
使用者
专业图形处理计算机
应用软件系统
输出设备
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数据库
13
04
VR的关键技术
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14
VR的关键技术
Master 的 VR 头盔。另外 HTC 的
HTC Vive、索尼的 PlayStationVR
也相继出现。
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VR的概念-定义
虚拟现实（VirtualReality），简称VR，也称
灵境技术或人工环境，是利用电脑模拟产生
一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于
视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者
VR的概念-发展历程
虚拟现实技术概念和 理论产生的初期阶段
1975 年 ， 迈 隆 · 克 鲁 格 （ Myron Krueger ） 设 计 了 VIDEOPLACE系 统 ,可以产 生 一个虚拟图形环境。
1985 年 ， 麦 克 格 雷 维 （Michael McGreevy ）领导 完成的 VIEW 系统。
媒体广告虚拟演播室技术
案例四：某政府部门宣传推广活动
总结词
详细描述
虚拟演播室技术在政府部门宣传推广活动中 发挥了重要作用，提供了更为直观、生动的 宣传方式，增强公众对政府工作的了解和支 持。
在某政府部门宣传推广活动中，利用虚拟演 播室技术构建了一个仿真的工作场景，展示 了政府工作人员的工作状态和成绩。这种应 用能够更为直观、生动地传递政府工作的信
媒体广告虚拟演播室技术
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目录
• 媒体广告虚拟演播室技术概述 • 媒体广告虚拟演播室技术构成 • 媒体广告虚拟演播室技术实现流程 • 媒体广告虚拟演播室技术应用案例 • 媒体广告虚拟演播室技术的挑战与未来发展 • 相关软件与工具推荐
01 媒体广告虚拟演播室技术 概述
定义与特点
定义
媒体广告虚拟演播室技术是一种基于计算机图形学、多媒体技术和虚拟现实技 术的广告制作技术，它通过模拟真实场景和人物形象，创造出具有高度真实感 的广告内容。
定位与匹配
将虚拟场景中的物体与摄像机拍 摄的现实场景进行匹配和定位， 使得虚拟与现实合成更加自然。
虚拟与现实合成技术
颜色校正与匹配
调整虚拟场景和现实场景的颜色，使其在视觉上更加协调和一致。 常见的校正方法包括色彩平衡、对比度、亮度等。
景深合成
将虚拟场景和现实场景进行景深合成，以产生更加真实的立体感。 需要考虑近景、中景、远景等因素，以及背景虚化等效果。
根据广告需求，制作相应的音效及配乐。
后期调整
对画面、音效等进行精细调整，确保广告效果最 佳。
04 媒体广告虚拟演播室技术 应用案例
案例一：某品牌发布会
总结词
通过虚拟演播室技术，品牌发布会实现了场景的灵活设计和元素的动态融合，为观众带来沉浸式体验 ，有效传递品牌形象。
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 ”
虚拟现实技术应用ppt课件
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VR的现状
国内现状
我国虚拟现实技术研究起步较晚，与发达国家还有一定的差距。
根据我国的国情，九五规划、国家自然科学基金会、国家高技术研究发展计划 已将虚拟现实技术的研究列为重点研究项目。
目前，我国虚拟现实技术在城市规划、教育培训、文物保护、医疗、房地产、 因特网、勘探测绘、生产制造和军事航天等数十个重要的行业得到广泛的应用。
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VR的分类
增强式VR系统（Augmented VR）
借助计算机图形技术和可视化技术 产生现实环境中不存在的虚拟对象 ，并呈现给使用者一个感官效果真 实的新环境
具有虚实结合、实时交互和三维注 册的新特点。
真实环境和虚拟环境组合在一起的 一种系统，它既允许用户看到真实 世界，同时也可以看到叠加在真实 世界的虚拟对象。
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感谢聆听
THANK YOU
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7
VR的概念-发展历程
虚拟现实技术理论 的完善和应用阶段
1994 年，日本游戏公司 Sega 和 任天堂分别针对游戏产业而推出 Sega VR-1 和Virtual Boy，但是 由于设备成本高等问题，以 至于最 后使 VR 的这次现身如昙花一现。
2012 年 Oculus 公司用众筹的方 式将VR设备的价格降低到了300 美 元，同期的索尼头戴式显示器 HMZ-T3 高达6000元左右，这使 得VR向大众视野走近了一步。
2.广角立体显示
4.对使用者头和眼 的跟踪
6.跟踪头部运动的 虚拟现实头套
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05
VR的分类
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VR的分类
桌面式VR系统 Desktop VR
沉浸式VR系统 Immersive VR
增强式VR系统 Augmented VR
虚拟演播室技术特点及应用
前 景与 虚拟 场景 合成 为 一个 图像 输 出 ， 达到 以假 乱真
的效果 。
３ 虚 拟 演 播 室 关 键 技 术
３１ 摄像 机跟 踪 技术 ．
２ １年第 ６期（ １ ０ 总第 ２ ８期 ） ５
有 线 电视 技 术
ｌ 像— 踪— Ｈ —— — —作 —１ ｒ —— — 系— ｒ 算— — —站－＿ 拟 景 — — — —— １ 摄 机 —统 — 跟 — 计 —图 工— ＿＿ —机 — — — 卜 形 一虚 场
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１ 弓 言 Ｉ
虚 拟 演 播 室 （ｉ ｕｌ Ｓ ｄｏ ｓ是 计 算 机 技 术 在 Ｖ ｒ ａ ｔ ｉ， ） ｔ ｕ ｖ
电视 节 目制作 领域 的最新 应用 之 一 ， 是一 种基 于 虚拟 现实 的 电视节 目制作 技术 ，它具 有制 景 费用低 廉 、 更
２ 虚 拟 演 播 室 工作 原 理
不 同虚 拟 演播 室对 软件 的要求 不尽 相 同 ， 其 核 但
心部分 却 大 同小 异 。虚 拟演 播 室主要 由摄像 机 、 摄像
机跟 踪 系 统 、 计算 机 图形 工作 站 、 色键 合 成 器 ４个部
换 布景 方 便 ， 于 发 挥 主创 人员 创 意 ， 现其 他 技 术 便 实 难 以完 成 的特技 的优 势 ， 因此 它 的 出现 ， 但 成 功 地 不 展示 了所 有能 想 象到 的一 切 ， 而且 给 人们 带来 了焕 然
“ 移动 ” 背景 ， 之与拍 摄 的主持人 图像 （ 该 使 前景 ） 同步
变换 ， 实现 三维 场 景 的移 动变 换与 真 实摄像 机 相一 致
作 图形 作为 虚拟 场 景 ， 过 跟踪 器 系统把 采集 到 的摄 通 像 机 的运动 参数 实 时传送 给 计算 机 图形 工作 站 ， 计算
央视新大楼演播室系统PPT课件
字幕的制作和校对 节目插播带的制作和排序（与音频配合） 录像带的带头制作 现场大屏幕的切换准备
37
➢演播室节目的直播
5、延时直播
延时直播是指将现场直播信号进行一定时 间的延时之后再播出，具体延长时间视节目需 要而定，一般在几帧到几十分钟之内。
38
➢演播室节目的直播
延时直播设备
演播室系统采用的延时设备通常分为两种： 固态帧存延时器 硬盘录像机(又称为视频服务器)
4、节目的录制
当 时 演 播 室 使 用 的 切 换 台 是 原 Philips 公 司 的 4 级 M/E DD35切换台，该切换台前三级M/E每级三个键，P/P级包含三 个下游键。对于目前各厂家生产的切换台来说解决上面的问 题很简单，因为现在的切换台均提供多路PGM输出，且各个 输出都可与各个键自由组合。
44
➢演播室节目的直播
服务器延时器厂家和设备型号： 1、EVS公司XT2H 2、索贝公司MSV-555P HD 3、大洋公司磐石服务器 4、ONTEC公司VDRH-9000EX
45
➢演播室节目的直播
根据延时播出系统在演播室系统中的插入位置， 可将延时直播分为：
前端延时 后端延时
46
➢演播室节目的直播
5184/tile (72x72)
Vertical pixels
水平观察角度 垂直视角 对比度 寿命
25847/m2 (2395/ft2) 5184/tile (72x72) 120°(min. 50% brightness) 120°(min. 50% brightness) 3000:1 45000h (full white - half brightness)
67
➢2009年春节联欢晚会技术运作
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➢演播室节目的直播
5、延时直播
延时直播是指将现场直播信号进行一定时 间的延时之后再播出，具体延长时间视节目需 要而定，一般在几帧到几十分钟之内。
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➢演播室节目的直播
延时直播设备
演播室系统采用的延时设备通常分为两种： 固态帧存延时器 硬盘录像机(又称为视频服务器)
4、节目的录制
当 时 演 播 室 使 用 的 切 换 台 是 原 Philips 公 司 的 4 级 M/E DD35切换台，该切换台前三级M/E每级三个键，P/P级包含三 个下游键。对于目前各厂家生产的切换台来说解决上面的问 题很简单，因为现在的切换台均提供多路PGM输出，且各个 输出都可与各个键自由组合。
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➢演播室节目的直播
服务器延时器厂家和设备型号： 1、EVS公司XT2H 2、索贝公司MSV-555P HD 3、大洋公司磐石服务器 4、ONTEC公司VDRH-9000EX
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➢演播室节目的直播
根据延时播出系统在演播室系统中的插入位置， 可将延时直播分为：
前端延时 后端延时
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➢演播室节目的直播
5184/tile (72x72)
Vertical pixels
水平观察角度 垂直视角 对比度 寿命
25847/m2 (2395/ft2) 5184/tile (72x72) 120°(min. 50% brightness) 120°(min. 50% brightness) 3000:1 45000h (full white - half brightness)
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➢2009年春节联欢晚会技术运作
融媒体演播室介绍PPT课件
6、字幕
• • • • • • • • • 标题字、人名条、时钟、台标、滚屏等 支持3D字、扫光、三维物件、三维光效、动态材质和动画效果； 播单中查看字段内容、停止点动画等信息； 任意自定义播出快捷键 支持手动、工程、快捷键播出方式； 可多层字幕叠加 支持字段内容实时替换 支持字幕属性编辑 定期发布免费字幕模板
混合现实Microsoft HoloLens
HoloLens可以把人们眼前现实的3D世界与程序中储存的虚拟的3D 世界结合，通过显示技术，显示到智能眼镜上。这样人们的手势 动作就可以操作虚拟的3D世界，完成各种各样的功能。
核心技术
• 国家广电总局测试数据
4路高清抠 像
4路高清录 制
CPU使用 率39%以 下、画面 输出流畅
7、在线图文包装
• • • • 支持2D、3D图文模板 支持柱图、饼图、开窗、动画等 支持内容替换、属性编辑 定期发布免费图文模板
8、虚拟演播室
• • • • • • • • 真三维虚拟演播室 8个虚拟机位（快切、轨迹、特技） 傻瓜式机位调节 3个摇臂预制 支持灯光控制 无限蓝箱 丰富的虚拟大屏信号 定期发布免费场景模板
4路颜色校 正
1路流媒体 发布
1路8机位 真三维虚 拟
虚拟演播室技术参数
虚拟演播室、视窗包装
1、切换台
• • • • • 多格式混合切换 支持CUT、AUTO和T型杆特技切换方式 支持外置切换面板 支持DSK下游键 可替代传统切换台
2、通道校色
• 颜色校正 • 提高抠像质量 • 硬件校色技术
融媒体演播室介绍
演播室与图文产品部 2018-8-23
一、什么是融媒体演播室
融媒体演播室倡导信息源中心化，把传统数据与新媒体 数据进行有效结合，实现资源通融、传播互融共享。