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產(chǎn)品詳細介紹

虛擬演播室是一種全新的電視節(jié)目制作工具，虛擬演播室技術(shù)包括攝像機跟蹤技術(shù)、計算機虛擬場景設(shè)計、色鍵技術(shù)、燈光技術(shù)等。虛擬演播室技術(shù)是在傳統(tǒng)色鍵摳像技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分利用了計算機三維圖形技術(shù)和視頻合成技術(shù)，根據(jù)攝像機的位置與參數(shù)，使三維虛擬場景的透視關(guān)系與前景保持一致，經(jīng)過色鍵合成后，使得前景中的主持人看起來完全浸盡于計算機所產(chǎn)生的三維虛擬場景中，而且能在其中運動，從而創(chuàng)造出逼真的、立體感很強的電視演播室效果。

虛擬演播室的產(chǎn)生，給視頻節(jié)目制作、電視廣播帶來了一場革命。

三維虛擬演播室的跟蹤技術(shù)有4種方式可以實現(xiàn)，網(wǎng)格跟蹤技術(shù)、傳感器跟蹤技術(shù)、紅外跟蹤技術(shù)、超聲波跟蹤技術(shù)，其基本原理都是采用圖形或者機械的方法，獲得攝像機的參數(shù)，包括攝像機的X、Y、Z、（位置參數(shù)）Pan、Tilt、（云臺參數(shù)）Zoom、Focus（鏡頭參數(shù)）由于每一幀虛擬背景只有20ms的繪制時間，所以要求圖形工作站實時渲染能力非常強大，對攝像機的運動沒有更多的限制，一般適合電視臺，對節(jié)目制作要求較高的用戶使用。

另一種方法是預(yù)生成三維背景，即要制作好背景的三維模型，然后預(yù)先定義好攝像機的運動和參數(shù)設(shè)置，根據(jù)這些數(shù)據(jù)生成每臺虛擬攝像機的視圖畫面，運用色健將前景和相應(yīng)的虛擬背景結(jié)合起來。這種方式可以生成比較真實的虛擬背景，對圖形工作站實時渲染能力要求不高，攝像機只可以切換機位（攝像機機位須事先與背景調(diào)整好比例和透視關(guān)系），不可以做其他的運動，這樣的虛擬演播室適合學(xué)校以及電教，投資較小，要求不高的用戶使用。

虛擬演播室中攝像機在拍攝過程中有平移X、縱移Y、高度移Z、水平角、俯仰角、鏡頭變焦ZOOM，聚焦FOCUS等變化，這些參數(shù)的改變會引起所攝圖像視野與視角的改變，為了模擬人物所在的三維環(huán)境，計算機須根據(jù)這些參數(shù)不斷調(diào)整三維視圖。而攝像機跟蹤部分的作用正是收取攝像機的位置信息和運動數(shù)據(jù)，實時地跟蹤真實攝像機，以前景與計算機背景“聯(lián) 動”。

由于這種“聯(lián)動”是以高速計算機運算的結(jié)果，而這種運算永遠需要一個運算時間，所以這種“聯(lián)動”是有時間差的。只是設(shè)計者限制這種時間差在一個人眼不易察覺的范圍內(nèi)，因此要求前景攝像機只能在一個有限的速率內(nèi)改變位置參數(shù)。

目前虛擬演播室的攝像機跟蹤系統(tǒng)主要有攝像機參數(shù)圖形識別和以傳感器為基礎(chǔ)的跟蹤系統(tǒng)兩種方式。同時這也是虛擬演播室兩大類別的主要區(qū)別之處。
（1）攝像機參數(shù)圖形識別跟蹤系統(tǒng)
圖形識別跟蹤系統(tǒng)又稱網(wǎng)絡(luò)跟蹤系統(tǒng)，作為一頂圖像處理的基本識別技術(shù)，利用已知特殊圖形定位攝像機參數(shù)已有十多年的發(fā)展歷史。攝像機參數(shù)圖形識別跟蹤系統(tǒng)的基本原理是需要一個畫有特殊網(wǎng)格的藍色背景幕布，它將攝像機所拍攝的畫面送到數(shù)字視頻處理器中進行處理，通過對詼畫面中網(wǎng)格各具的不同特征和透視關(guān)系進行計算，得出有關(guān)攝像機的運動參數(shù)。
在虛擬演播室發(fā)展的初期這頂技術(shù)應(yīng)用于虛擬演播室中的攝像參數(shù)定位，具有的一面，它省去了傳感器跟蹤系統(tǒng)所必然帶來的對云臺的改裝，并可使一套識別跟蹤系統(tǒng)與多個攝像機相連，但它的先天不足也使其在應(yīng)用上遇到了許多問題。
，由于一套識別跟蹤系統(tǒng)只能同時跟蹤并處理一個方位信號，因而在原理上圖形識別跟蹤系統(tǒng)就只能為場景生成系統(tǒng)提供一個機位的參數(shù)，從而使場景生成系統(tǒng)只能生成一個主輸出畫面。如果場景生成系統(tǒng)有能力生成并合成一個或一個以上的預(yù)監(jiān)畫面，為能跟蹤除主輸出之外的一個或一個以上的攝像機參數(shù)就須相應(yīng)地增加識別跟蹤系統(tǒng)，也就是說，如果想要同時監(jiān)視4個攝像機的合成畫面，除了要有4套背景生成及合成系統(tǒng)外，還須配置 4套圖形識別跟、
虛擬演播室發(fā)展到現(xiàn)在，對預(yù)監(jiān)機位甚至是雙畫面特技的要求越來越強烈，而利用圖形識別跟蹤技術(shù)所能達到效果很難讓人滿意。另外，由于該技術(shù)的核心是一套圖形識別跟蹤系統(tǒng)，一旦圖形識別跟蹤系統(tǒng)出現(xiàn)故障就將導(dǎo)致整個系統(tǒng)崩潰而無法播出，所以利用這種技術(shù)進行直播是相當(dāng)危險的。同時，圖形識別跟蹤技術(shù)產(chǎn)生的系統(tǒng)延時一般也傳感器跟蹤系統(tǒng)，給攝像師的操作和演員的表演都帶來了難度。
二，圖形識別跟蹤系統(tǒng)通常要在藍幕上用不同的顏色標(biāo)注識別圖形，因而對虛似演播室背景燈光的要求也就相應(yīng)提高，同時為了能將藍幕和網(wǎng)格同時用色鍵器鍵除，色鍵器的鍵閾值就須相應(yīng)提高并加速，從而使色鍵器很難實現(xiàn)如透明體、煙霎，陰影等效果。而陰影作為人手與虛擬場景結(jié)合的關(guān)鍵因素，卻是虛擬播室效果真實感的重要標(biāo)志。
三，圖形識別跟蹤系統(tǒng)在所識別的畫面中要求至少有一個可識別的圖形（如網(wǎng)絡(luò)）才能定位攝像機參數(shù)，因此當(dāng)攝像機鏡頭推上或人手遮擋使畫面中沒有可識別圖形時，圖形識別跟蹤系統(tǒng)根本不能工作，這也就是說單純利用這種系不能進行人物特寫的拍攝。目前的解決方法是求助機械傳感系統(tǒng)，也就是要在鏡頭上安裝機械傳感器才能完成特寫的拍攝。但其實一旦安裝了鏡頭傳感器，只要再安裝云臺傳感器就能構(gòu)成一個標(biāo)準(zhǔn)的傳感器跟蹤系統(tǒng)，圖形識別已毫無意義。
四，在參數(shù)釆集精度上圖形識別跟蹤系統(tǒng)也受很大的限制，攝像機距離藍幕過遠或過近以及攝像機自身的分辨率都會影響參數(shù)精度，特別是當(dāng)背景被虛焦時，易帶來畫面的抖動。
2）攝像機參數(shù)傳感器跟蹤系統(tǒng)
隨著虛擬演播室技術(shù)的誕生和發(fā)展，攝像機參數(shù)傳感器跟蹤系統(tǒng)的技術(shù)也得到了迅1速的發(fā)展，其參數(shù)精度、參數(shù)釆集速率都足以滿足虛擬演播室技術(shù)的要求，在與云臺和鏡頭的配合安裝上也有多種方式可供選擇，并且其成本和價格也在逐步降低。特別是目前許多云臺和遙控云臺上安裝了能滿足虛擬演播室要求精度的參數(shù)傳感器，甚至一些鏡頭生產(chǎn)廠商為能擴大銷售也開始在其鏡頭上安裝傳感器，我們甚至可以預(yù)見，隨著演播室和虛擬演播室自動化的發(fā)展，攝像機參數(shù)傳感器跟蹤系統(tǒng)很可能成為演播室云臺和鏡頭的標(biāo)準(zhǔn)配制。
攝像機參數(shù) 傳感器跟蹤系統(tǒng)要求對每個在虛擬演播室中使用的機位都安裝傳感器，這種方式固然令系統(tǒng) 造價隨著機位的增加而提高，但其優(yōu)勢也是顯而易見的。由于每個機位都有傳感器，虛擬演播室的主控系統(tǒng)可以同時獲取每個機位的參數(shù)，因此有可能為每個機位提供虛擬背景與合成畫面。

虛擬演播室的場景是計算機生成的圖形，根據(jù)圖形是二維和三維，虛擬場景也有二維和三維之分?根據(jù)三維模型生成方式，三維場景有真三維系統(tǒng)和二維半系統(tǒng)?所謂真三維系統(tǒng) 是指由計算機實時生成三維虛擬場景，場中燈光的強弱、位置以及物體的位置和大小都可以實時變化，當(dāng)能獲取攝像機位置參數(shù)時機位也可移動。該系統(tǒng)由于物體、燈光甚至機位都可以移動，畫面會顯得比較生動，適合用于綜藝、科技類節(jié)目以及效果要求復(fù)雜的體肓、天氣預(yù)報節(jié)目。

但是這種設(shè)備一般造價較高，并且受到計算機處理能力限制，三維虛擬真實模型不可能無限復(fù)雜，即虛擬場景的總效果受到限制。所謂二維半系統(tǒng)是指事先由三維處理軟件生成好場景畫面，再由計算機根據(jù)攝像機參數(shù)進行貼圖，場景中燈光的強弱、位置以及物體的位置和大小都不能變化，攝像機位置也不能移動。二維半系統(tǒng)的物體，燈光以及機位都是固定的，但因為場景是提前誼染好的，其效果可以任意發(fā)揮不受計算機處理能力的限制，并且造價較低，非常適用于場景靜止的新聞、訪談等節(jié)目的制作，應(yīng)當(dāng)說能滿足大多數(shù)節(jié)目制作的要求。

使用虛擬演播室系統(tǒng)不僅節(jié)約了巨額的硬件投資，減少人員配備、提高了制作效率，而且可實現(xiàn)穿越地球、人與卡通握手、火山在腳下爆發(fā)、隨時下雨下雪等在傳統(tǒng)演播室無法實現(xiàn)的拍攝效果，使電視節(jié)目的拍攝做到了不受時空和創(chuàng)意的限制。

虛擬演播室系統(tǒng)可輕而易舉地使和嘉賓足不出戶置身于原子結(jié)構(gòu)的微觀世界或浩瀚的宇宙太空，置身于各種新聞發(fā)生的現(xiàn)場，置身于現(xiàn)場的觀眾當(dāng)中，進行講解和采訪。同時可實時的將重要的文本、圖片、動畫、視頃資料實時地顯示在虛擬大屏幕電視墻或任意的場景道具上，使欄目更加生動。

使用虛擬演播室系統(tǒng)制作節(jié)目，不僅可實時完成芳目主持人與三維場景道具的立體合成，而且在任意形狀的多個窗口或任意物體表面上播放的視頻內(nèi)容、動畫、實時字幕、臺詞等能夠充分與節(jié)目主持人解說內(nèi)容的時間長度和節(jié)奏自動適配，使節(jié)目拍攝、編輯和后期包裝在拍攝時一次性實時完成。

虛擬演播室系統(tǒng)的實時虛擬恃效、實時虛擬燈光、實時環(huán)境影射、實時地面鏡像、實時霧化、內(nèi)外場景的實時合成等視覺感受使節(jié)目創(chuàng)作效果更加誘人。

全媒體多格式信號實時輸入輸出：4路SDI，4路HDMI ；網(wǎng)絡(luò)流、PPT、本地媒體；全格式兼容輸入

3D場景任意搭建：背景視窗可控，自由控制打開或者關(guān)閉；自行搭建虛擬場景，道具在場景中的位置、大小實時可調(diào)整、添加、刪除，一鍵保存

多路多機位摳像：三路高清信號或視頻源同時摳像（三路高清色鍵），渲染引擎摳像，智能色鍵，深度虛實融合，保存不同機位場景