虚拟演播室系统

第八章虚拟演播室系统第八章虚拟演播室系统【教学时数】:2学时【教学目标】：1、知道虚拟演播室的概念。2、领会虚拟演播室系统的组成及实质。3、理解虚拟演播室的原理4、领会虚拟演播室系统中的关键技术。5、了解虚拟演播室在电视节目制作中的应用。【教学重点】：1、虚拟演播室系统的概念、组成及实质。2、虚拟演播室系统中的关键技术。【教学难点】：1、虚拟演播室系统的基本原理。2、虚拟演播室系统中的关键技术。第八章虚拟演播室系统第八章虚拟演播室系统第一节虚拟演播室系统的基本原理一、什么是虚拟演播室虚拟演播室是一套由计算机系统、电视摄像机（装有摄像机跟踪器）、三维场景发生器、色键器以及视音频切换台等构成的电视节目制作系统。第八章虚拟演播室系统二、虚拟演播室的组成虚拟演播室是在传统演播室的基础上增加了三个子系统:包括能获取摄像机运动参数的摄像机运动跟踪系统、能实时生成与前景图像保持正确透视关系的背景图像的图形计算机,将来自摄像机的真实前景和图形计算机所生成的虚拟背景(又称虚拟场景)合成并输出的色键合成器。第八章虚拟演播室系统第一节虚拟演播室系统的基本原理三、实质是将计算机产生的虚拟三维场景与摄像机现场拍摄的演员（或节目主持人）表演的活动图像进行数字化的实时合成，使演员（或节目主持人）的表演（前景）与虚拟场景（背景）达到同步变化，从而实现前景与背景的完美结合。第八章虚拟演播室系统第一节虚拟演播室系统的基本原理四、虚拟演播室系统的特色虚拟演播室节省了传统的基于搭设真实布景的电视节目制作中设计、材料、施工、场地等昂贵费用，克服了传统布景不宜随便搬动，灵活性差，场地不能重复利用的缺点，满足了电视节目制作与播出的高时效性要求。第八章虚拟演播室系统第一节虚拟演播室系统的基本原理五、原理1、准备前景图像用摄像机得到一幅人物在一个蓝幕(也有的绿幕或红幕)前的图像,需注意的是在人物可见的地方衣服不能是蓝色的,得到的这幅图像一般称为前景图像。2、准备背景图像用计算机生成一幅二维或三维图像,也可以直接用信号源产生的图像,得到的图像一般称为背景图像,背景图像可以是你所感兴趣或需要的任意图像。第八章虚拟演播室系统3、得到合成图像利用专用的设备如色键器,将前景图像中的蓝色“抠掉”,同时和背景图像进行合成,从而得到最后需要的图像,一般称为合成图像。在合成图像中,看起来人物并不是在一个蓝幕前,而是在你所需要的背景景物中。第八章虚拟演播室系统第二节虚拟演播室系统采用的主要技术一、摄像机跟踪技术为了能够使真实摄像机与虚拟场景中的摄像机运动完全同步，最关键的是要正确地获得摄像机的运动参数，包括镜头运动参数（变焦、聚焦、光圈）、机头运动参数（摇移、俯仰）以及空间位置参数（地面位置参数、高度）。二、蓝背景技术（一）要求背景平滑、具有立体感。采用一墙一地、二墙一地、三墙一地设计。（二）具体要求：1、照射在蓝背景上面的光线必须均匀。2、蓝背景上不能有反光。3、使用纯正的色键蓝色，以保证最好的色键效果。4、蓝背景空间的大小，应保证可容纳全部道具并使主持人由足够的活动区域。第八章虚拟演播室系统第二节虚拟演播室系统采用的主要技术三、灯光技术1、灯光应经常保持足够高的角度来使阴影落在地面上而不是背景墙上。2、在虚拟演播室中，地面最好使用辅助光。四、色键技术虚拟演播室的抠像主要是靠色键器来完成的，效果取决于色键器的质量。五、计算机技术虚拟演播室系统一般应包括两套计算机系统，一套用来处理摄像机的跟踪参数，另一套用于虚拟演播室场景的制作。第八章虚拟演播室系统一、虚拟演播室技术的基本应用（一）虚拟演播室技术在广播电视领域的应用现在许多广播电视台都开办了如新闻类、访谈类、经济类、少儿类等几十档自办栏目。制作不同类型的节目需要不同的演播室场景,最理想的情况是每个栏目有专用的演播室。这显然是不实际的,对于许多中小广播电视台来说也是办不到的。利用虚拟演播室,只需要一个蓝箱,通过图形计算机就可以制作出各种与栏目主题相称的场景,并存入计算机中,制作节目时再调出使用,非常方便。使一个演播室被多套栏目利用,大大降低了栏目多样化带来的对空间、时间及财力的要求。第三节虚拟演播室系统在电视节目制作中的应用第八章虚拟演播室系统（二）虚拟演播室技术在教育电视领域的应用随着电子技术的发展,软硬件价格不断降低。以往只适用于中大型广播电视台的虚拟演播室技术已普及到了教育领域成为教育教学的重要辅助手段。目前不仅教育电视台,部分高校也陆续建设了虚拟演播室系统,并在教育电视节目制作、远程教育应用等方面取得了一些可喜的成绩。第八章虚拟演播室系统二、虚拟演播室技术的应用拓展（一）虚拟人物技术是通过在真人身上加装一定数量的传感器,捕捉真人的动作及表情变化,并把这些变化传给由图形工作站虚拟出的虚拟人物,使两者动作协调一致,那么就完全可以由虚拟人物代替真实人物主持或参与各种电视节目。第八章虚拟演播室系统（二）虚拟重放系统虚拟重放系统主要应用于足球等球类比赛的转播及评比节目,利用该系统可迅速地将要进行分析的一帧视频图像冻结,并将冻结起来的二维视频图像转换为一幅动画形式的三维场景,再利用由图形计算机生成的虚拟摄像机围绕这一场景进行自由的“飞绕”拍摄,因此观众可以从任意角度观看这一瞬间的比赛情况,甚至可深入赛场中让观众产生身临其境的感觉。不仅满足观众多角度观赏要求,而且呈现在观众面前的将不再是“有争议”或难以判断的情况。第八章虚拟演播室系统（三）数字重放系统主要应用于体育比赛的报道及评述节目。它能迅速重放各种精彩场面,显示并自动追踪关键运动员或球的运动轨迹或路线,测量出运动员和球的速度以及之间的距离,并可在视频图像上直接描画出各种箭头、轨迹、路线和标志,使观众更清楚地了解比赛中的每一个细节,从而更好地欣赏比赛。第八章虚拟演播室系统（四）虚拟广告系统在体育比赛或文艺节目的直播期间,利用虚拟广告系统可实时无缝地将计算机制作的虚拟广告牌替换掉赛场或表演场场地上原有的广告牌,合成后可以达到以假乱真的效果,观众丝毫不会察觉。利用虚拟广告系统有很多优点。首先,在对不同地区进行转播时,可插入不同的广告,增强广告的有效性,提高资源利用率。其次,可以将插入的虚拟广告做成动画形式，各种二维或三维的动画广告更能吸引观众的注意力。此外,虚拟广告的位置不再局限于场地的边边角角,如果愿意,整个场地都可以放置虚拟广告,广告尺寸也不会有任何限制,而且虚拟广告可插入到以前无法利用的空间,如沙滩、水面、雪地或高空。第八章虚拟演播室系统第三节虚拟演播室系统在电视节目制作中的应用三、虚拟演播室系统的优势1、可以节约成本，只需一次投资，就可永久解决布景费用问题。2、效果丰富3、突破空间局限四、虚拟演播室系统目前还存在的问题1、真实性还较差2、硬件的运行速度较慢3、摄像机运动参数的获取还有一定的局限性4、需要多方配合5、成本代价较高